離心脫水干化一體技術(shù)用于處理危險固廢(化工污泥)
行業(yè)動態(tài)
1 離心脫水干化一體技術(shù)（Centridry）
離心脫水干化一體系統(tǒng)主要包括脫水干燥一體機（又稱脫水干化離心機）、熱介質(zhì)發(fā)生裝置、絮凝劑投配裝置、旋風分離器、文丘里冷凝洗滌器、循環(huán)風機及排氣風機、尾氣凈化裝置等設備。
脫水干化離心機是系統(tǒng)的核心設備，濃縮污泥（含水率為95%～99%）與調(diào)配后的絮凝劑分別通過進料泵、加藥泵送入脫水干化離心機進口，在離心力作用下，在離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)實現(xiàn)固液分層，固渣由螺旋推料排出轉(zhuǎn)鼓，而澄清液經(jīng)溢流口排出，完成脫水階段；其中澄清液（SS≤500mg/L）通過收集罩收集，排至積水井進行后續(xù)處理，而固渣在離心機轉(zhuǎn)鼓出渣口通過特殊的專利設計結(jié)構(gòu)分散成比表面積更大的固相顆粒，提高后續(xù)干化階段的換熱效率。離心機轉(zhuǎn)鼓外的罩殼為干燥腔體，固相顆粒在干燥腔內(nèi)與熱介質(zhì)發(fā)生器提供的熱空氣（220～350℃）快速進行熱交換，完成干燥作用，并由循環(huán)風機產(chǎn)生的循環(huán)風帶出離心干化機，完成干化階段。整個污泥的脫水及干化過程在脫水干化離心機這一個設備中完成。
干燥后的固體粉末和蒸汽（150～280℃）一起被送至旋風分離器，完成氣固分離，固體粉末（含水率為8%～40%）則通過輸送系統(tǒng)送至干粉料倉或直接裝袋。
旋風分離后的氣體（140～270℃）仍然具有一定的熱量，這些熱介質(zhì)大部分會進入循環(huán)管道，回到熱介質(zhì)發(fā)生器中進行再次加熱和燃燒“除臭”，充分利用這部分熱能，降低能量損耗。而小部分的氣體通過排氣風機輸送至文丘里冷凝洗滌器，完成氣體的凈化和冷凝，排放至大氣（約80℃）。
2 工藝特點
離心脫水干燥一體化技術(shù)兼具臥螺離心機和熱干化的特點。首先，臥螺離心機是在離心力場作用下，懸浮液在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成環(huán)形液流，固相顆粒在離心力作用下快速沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，由差速器產(chǎn)生轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器的差速，由螺旋輸送器將沉渣推送到轉(zhuǎn)鼓錐端的干燥區(qū)，經(jīng)過螺旋輸送器推料和沉渣離心力的雙向擠壓，使沉渣得到進一步擠壓脫水后，從轉(zhuǎn)鼓小端排渣口排出。分離后的清液經(jīng)溢流口排出。該設備具有連續(xù)高效、設備體積小、封閉衛(wèi)生條件好、自動化程度高、日常維護工作量小等特點。而熱干化是應用較廣泛、較成熟的干化技術(shù)，它利用熱能將污泥中的水分變?yōu)樗魵舛⑹?，進一步降低污泥含水率，同時利用高溫滅菌作用，殺死病原體和寄生蟲，加速污泥干燥，避免污泥對環(huán)境的二次污染，實現(xiàn)污泥的無害化和資源化利用。
傳統(tǒng)的污泥脫水干化工藝技術(shù)通常采用先對污泥進行機械脫水（前處理），產(chǎn)生的80%含水率的泥餅再通過存儲、輸送、返混等一系列設備和設施送入到干化設備內(nèi)進行污泥干化或深度處理。離心脫水干化一體技術(shù)與傳統(tǒng)的污泥脫水干化技術(shù)不同，它是將污泥的脫水、干燥過程集成在一個緊湊的設備空間內(nèi)，省去了一系列的附屬設備，直接涵蓋污泥的前處理和深度處理過程，同時也大大減少了設備的投資和運行成本。
由于該技術(shù)采用傳熱效率更高的接觸式熱干化法，且污泥顆?；?，因此其干化效率更高。
3 案例
3.1 項目概要
南京某化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生有害化學污泥，若不妥善處理，將對環(huán)境造成嚴重污染。該公司若按照原有的設計方案，僅對污泥進行機械深度脫水，其化學污泥經(jīng)過濃縮處理后，采用機械壓濾脫水之后再進行后續(xù)的危廢處置（填埋或焚燒）。機械脫水后的污泥含水率仍很高（約75%），其中的水分主要為細胞內(nèi)部結(jié)合水和部分顆粒吸附水及毛細水，而且該公司污泥屬于危險固廢，脫水后污泥后續(xù)處置費按當?shù)貎r格為6500元/t，后續(xù)的污泥運輸及處置費用高昂。因此，該項目主要的目的就是實現(xiàn)污泥的較大程度減量化，以降低后續(xù)的污泥處置費用。
3.2 設計選型
根據(jù)該項目的設計要求及污泥參數(shù)，每天需處理污泥（絕干基）3.6t，則每天處理濃縮污泥量為180m3左右，脫水干化后的污泥為4.5t。
系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)：處理量為7.5m3/h，絕干泥量為150kg/h，蒸發(fā)水量為480kg/h，燃料為0#柴油，循環(huán)介質(zhì)溫度為220～250℃，循環(huán)風量為17000～20000m3/h，轉(zhuǎn)速為3900r/min，出粉含水率≤20%，濾液SS≤500mg/L，干粉溫度≤70℃，排放廢氣溫度≤40℃。
3.3 運行成本
根據(jù)系統(tǒng)配套設備的裝機功率及處理過程中的熱能、水、絮凝藥劑的消耗等費用，結(jié)合詳細的工藝計算（包括物料平衡和熱量平衡等），分析了該項目的運行成本。運行費用按照處理1m3含水率為98%的濃縮污泥計算，雖然污泥是在一個設備中完成了整個脫水及干化階段，但為了便于與傳統(tǒng)機械脫水的運行費用進行分析比較，也將其費用分解為機械脫水及熱干化兩部分。
機械脫水階段處理1m3含水率為98%的濃縮污泥費用為5.45元，與其他機械脫水設備費用相當，熱干化階段處理對應的污泥至20%含水率，費用為24.69元，所以整個脫水干化階段所需費用約為30.14元，根據(jù)該項目工藝設計參數(shù)，每天污泥處理的絕干泥量為3.6t，處理費用為5425.2元/d。
3.4 經(jīng)濟分析
按當?shù)匚U處置費用為6500元/t計算，后續(xù)處置費用為29250元；若該項目采用原來的機械脫水工藝設計方案，每天處理的絕干泥量同樣為3.6t，而產(chǎn)生的脫水污泥總量卻為14.4t，雖然每天的處理費用只考慮脫水部分，約為981元/d，但后續(xù)處置費用卻為93600元。該項目干化后的污泥為脫水后污泥的31.25%，減量化明顯；另外，每天的污泥干化費用增加了約4444.2元，但后續(xù)處置費用卻減少了64350元，可大幅降低企業(yè)的運行成本。
4 結(jié)論
我國危險固廢源頭產(chǎn)生量大、危害性大、不易處理的現(xiàn)狀難以在短時間內(nèi)得到扭轉(zhuǎn)，源頭減量控制是較基本的方法。污泥離心脫水干化一體技術(shù)在該領(lǐng)域具有技術(shù)和經(jīng)濟雙重可行性，是一種新型的污泥減量化處理工藝，其安全可靠、工藝運行穩(wěn)定，運行環(huán)境封閉衛(wèi)生，操作簡單、自動化程度高，工藝簡明、占地空間小，維護成本低等特點使其具有了較大的推廣應用價值。另外，其干燥后污泥含水率低至10%以下，較大程度地進行污泥減量化、穩(wěn)定化，更使得污泥的后續(xù)處置方式更靈活，也極大地降低了后續(xù)處置的難度及成本，尤其適用于危險固廢行業(yè)。
