雙槳葉式干燥機(jī)在線路板企業(yè)污泥干化中的應(yīng)用淺析
行業(yè)動態(tài)
中國PCB行業(yè)一直在快速穩(wěn)步發(fā)展，在全球PCB領(lǐng)域的影響越來越大。目前，中國PCB企業(yè)已進(jìn)入世界100強(qiáng)，在國際上的競爭力越來越強(qiáng)。然而，在線路板廢水處理過程中，因化學(xué)法技術(shù)成熟，成本低廉，故普遍采用化學(xué)法進(jìn)行處理，通常用石灰、堿液、硫化鈉等進(jìn)行沉淀?；瘜W(xué)法的應(yīng)用會導(dǎo)致大量污泥的產(chǎn)生，因此，線路板廢水處理后產(chǎn)生的污泥也在迅速增加。
根據(jù)檢測統(tǒng)計(jì)，大部分線路板污泥經(jīng)壓濾機(jī)脫水后，污泥含水率約為65%～80%，重金屬銅含量約為1%～5%，屬于危險(xiǎn)廢物，在國家危險(xiǎn)廢物名錄中的編號為HW22。然而其銅品味又遠(yuǎn)高于天然銅礦0.1%的金屬品位，因此，線路板含銅污泥是屬于可以開發(fā)的再利用資源。針對線路板污泥特性，如何實(shí)現(xiàn)線路板含銅污泥減量化、穩(wěn)定化和資源化一直是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。目前處置線路板含銅污泥的方法主要有熱處理、化學(xué)處理、固化處理，但不管采用哪種方法處置，污泥的預(yù)處理是其后續(xù)處置及資源化再利用的關(guān)鍵。本文主要對雙槳葉式干燥機(jī)在線路板企業(yè)含銅污泥處理中的干化應(yīng)用進(jìn)行分析。
1 雙槳葉式干燥機(jī)簡介
1.1 雙槳葉式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)
雙槳葉式干燥機(jī)主要由箱體、上蓋、兩根有葉片的中空軸、端蓋、旋轉(zhuǎn)接頭等組成，主要部件為裝在箱體中的兩根相對轉(zhuǎn)動的空心低轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)中空軸和軸上排列的中空攪拌葉片，通熱源后，不僅可以傳熱，還有攪拌的功能。
1.2 工作原理
利用熱能將污泥烘干，干燥水分所需的熱量由帶有夾套箱體和中空葉片壁傳導(dǎo)給物料，物料在干燥過程中，帶有中空葉片的空心軸在給污泥加熱的同時(shí)又對物料進(jìn)行攪拌，從而進(jìn)行加熱面的更新。污泥從入泥口輸進(jìn)葉片將污泥邊推進(jìn)邊攪拌烘干，干化的污泥從出泥口排出，干化后的污泥呈顆?；蚍勰?，是一種連續(xù)間接傳導(dǎo)加熱干燥機(jī)。
2 工程應(yīng)用
2.1 工程概況
珠海某電子有限公司，是一家專業(yè)生產(chǎn)單雙面板和多層面板的高科技線路板企業(yè)，年生產(chǎn)能力在20萬平方米以上。廢水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為8000m3/d，廢水處理目前主要采用化學(xué)處理法，廢水處理所產(chǎn)污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后平均每天產(chǎn)濕污泥9噸左右，含水率75%～80%，含銅率1.2%～1.5%。
2.2 工藝流程設(shè)計(jì)
2.2.1 進(jìn)料和出料
用進(jìn)料螺旋輸送機(jī)將板框壓濾機(jī)脫水后含水率在80%～86%的污泥送至烘干機(jī)的進(jìn)料口，濕污泥經(jīng)干燥機(jī)干燥后通過出料螺旋輸送機(jī)輸送至料倉。
2.2.2 加熱
使用蒸汽作交換的熱源，蒸汽溫度為150～160℃，蒸汽被分別引入中空的烘干機(jī)殼體和傳動的軸、槳葉等所有與污泥接觸進(jìn)行熱交換的加熱金屬表面。
2.2.3 污泥干燥
加熱后的金屬表面與濕污泥均勻接觸，加熱污泥并蒸發(fā)污泥中的水分。沿烘干機(jī)的軸向長度，水蒸氣蒸發(fā)會經(jīng)歷恒定蒸發(fā)和低蒸發(fā)率兩個(gè)階段，污泥的溫度則呈快速上升→穩(wěn)定→快速上升的趨勢，污泥經(jīng)塑化、破塑、塊化、顆?；?個(gè)步驟后達(dá)到所需烘干標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.4 廢氣處理
污泥干燥廢氣采用噴淋塔處理，使所排放的廢氣達(dá)到除塵、除臭效果，符合環(huán)保所需排放要求。
2.3 工程主要設(shè)備選型
根據(jù)工程污泥處理量的需求，考慮到余量，干化系統(tǒng)每天運(yùn)行7小時(shí)，本工程選用（1）處理量為10t/d雙槳葉式干燥機(jī)，數(shù)量1臺；（2）進(jìn)料螺旋輸送機(jī)：輸送量Q=0.5t/h，數(shù)量1臺；（3）出料螺旋輸送機(jī)：輸送量Q=0.5t/h，數(shù)量1臺；（4）噴淋塔：φ800*H4500mm，數(shù)量1臺；（5）加壓風(fēng)機(jī)：Q=3800m3/h，數(shù)量1臺；（6）循環(huán)冷卻水泵：Q=6m3/h，揚(yáng)程10m，數(shù)量2臺。
3 運(yùn)行結(jié)果分析
3.1 進(jìn)出泥質(zhì)
本工程經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水后，泥量為9t/d，即為干燥機(jī)進(jìn)泥泥量，干燥機(jī)進(jìn)出污泥泥質(zhì)如下：
| 序號 | 泥類 | 含水率（%） | 濕基含銅率（%） | 污泥量（平均值）/（t/d） |
1 | 進(jìn)泥 | 75～85 | 1.2～1.5 | 9 |
2 | 出泥 | 10～30 | 3～5 | 3 |
由上表可知，污泥含水率由75%～85%降至10%～30%，污泥量由9t/d減至3t/d左右，體積縮小4～5倍，大幅度減少了污泥體積，實(shí)現(xiàn)了污泥的減量化。同時(shí)，污泥濕基含銅率由原來不足2%升高到3%～5%，提高了污泥出廠的濕基含銅率。
3.2 二次污染控制
干燥機(jī)里的物料里含有水分、脂類、硫化物等多種不同物質(zhì)，在熱干化過程中，這些不同的物質(zhì)沸點(diǎn)不同，隨著溫度的變化而成為固態(tài)或氣態(tài)，因此不可避免的會產(chǎn)生二次污染，不但產(chǎn)生廢液，而且產(chǎn)生少量影響環(huán)境的氣體。
本項(xiàng)目中，污泥干化所產(chǎn)生的尾氣均用管道密封收集，通過噴淋塔將尾氣進(jìn)行處理。高溫尾氣進(jìn)入噴淋塔后，經(jīng)噴淋清洗，水蒸氣冷卻形成冷凝水，粉塵、硫化氫等其它污染雜物則被噴淋液捕捉、吸收后形成廢液，和熱干化過程中產(chǎn)生的冷凝水一起排入現(xiàn)有污水廠處理達(dá)標(biāo)后排放。凈化后的達(dá)標(biāo)尾氣排入大氣，有效控制二次污染。
3.3 經(jīng)濟(jì)計(jì)算
3.3.1 能耗
雙槳葉式干燥機(jī)按加熱介質(zhì)可分為蒸汽型、導(dǎo)熱油型和熱（冷）水型。不管采用哪種加熱介質(zhì)，均是在兩根空心軸和空心槳葉內(nèi)通入導(dǎo)熱介質(zhì)，不同在于不同的介質(zhì)需要配置相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)接頭，蒸汽流動路線是上進(jìn)下出，導(dǎo)熱油型和熱（冷）水型流動路線則為下進(jìn)上出。能耗因加熱介質(zhì)不同而不同，本項(xiàng)目因廠內(nèi)有蒸汽供應(yīng)，為充分利用原有資源，節(jié)省成本，采用蒸汽作為加熱介質(zhì)，蒸汽耗量如下：
| 序號 | 溫度（℃） | 過熱蒸汽壓力（MPa） | 耗量（kg/噸污泥） |
1 | 100～160 | 0.4 | 410～480 |
2 | 120～230 | 0.7 | 380～430 |
本工程實(shí)際運(yùn)行中，選用壓力0.7MPa過熱蒸汽，據(jù)長期統(tǒng)計(jì)，每天干化污泥蒸汽耗量為3500～3700kg平均為3600kg。
3.3.2 成本
根據(jù)每天處理板框壓濾機(jī)脫水后污泥平均9噸，干化一噸原污泥的蒸汽大約在400kg左右，每噸蒸汽按目前收費(fèi)180元計(jì)算，則熱能成本為：400kg*0.18元/kg=72元。
日處理量為10t/d的烘干機(jī)，每小時(shí)處理量為0.42t，烘干機(jī)用電量為8kW/h，可變頻。整套烘干系統(tǒng)總功率為30kW，除烘干機(jī)外所需功率為30-15=15kW，運(yùn)行時(shí)間約為22小時(shí)，每噸總耗電成本約為：（1÷0.42×8+15×22/9）=55.7元。
則每噸濕污泥處理成本約為：72+55.7=127.7元。
3.3.3 投資回收期
根據(jù)調(diào)研，對于線路板廢水處理廠，通常污泥含銅率超過2%可以免費(fèi)外運(yùn)甚至外賣收費(fèi)，本工程中原污泥濕基含銅率為1%～2%，烘干后含銅率提高至3%～5%左右。污泥烘干前外運(yùn)費(fèi)為1300元/噸，烘干后免費(fèi)外運(yùn)計(jì)算，則烘干后每噸污泥節(jié)省成本：1172.3×3=3517元/天。
本工程污泥干化項(xiàng)目總投資為531900元，因此投資回收期為：531900÷3517=151.2天，取整需要152天。
4 結(jié)語
雙槳葉式干燥機(jī)在線路板企業(yè)污泥干化中的應(yīng)用，不僅可降低污泥的含水率，實(shí)現(xiàn)了污泥體積的大幅度縮減，節(jié)約污泥的堆放空間，減少了污泥的輸送量，而且提高了出廠污泥的含銅率，進(jìn)一步滿足含銅污泥的資源化需求，節(jié)省成本，投資回收期短。同時(shí)，二次污染容易控制，安全可靠。所以，對于實(shí)現(xiàn)線路板含銅污泥的減量化、穩(wěn)定化和資源化，雙槳葉式干燥機(jī)是一種較理想的污泥干化設(shè)備。
