日污泥资源化处理设计方案

120吨/日污泥资源化处理设计方案某污水厂建成每天产生脱水污泥120吨左右(含水率75％)，城市污水污泥长期堆放有二次污染；城市污水污泥中又含有50％左右的有机物，经过适当工艺处理，将污泥无害化、资源化处理，可变害为保。经过多年工作，开发出城市污水污泥高温好氧发酵，使污泥无害化，然后可根据厂方需要制取生物有机肥和有机、无机复混肥，开发出污泥无害化和资源化成套设备。根据厂方需求现提供日处理脱水污泥120吨，污泥经过无害化处理以后(即发酵以后)每日生产成品肥119吨，年产成品肥4．1万吨制肥工厂的设计方案。此方案中只含一种工艺即：利用好氧堆肥工艺处理污泥利用发酵好的污泥制有机肥料。好氧堆肥发酵该工艺主要为含水率75％的脱水污泥与工业废料粉煤灰、回填物及除臭剂作为调整剂按一定比例进入混料机混合，物料通过布料机均匀输送到卧式发酵仓内，在发酵仓内强制通风使物料充分好氧发酵，同时通过翻堆机搅拌使其均匀发酵并且推动物料向前运动。经十天发酵后物料的含水率已降至27％，干燥后的物料一部分作为回填物循环利用，一部分直接作为成品肥输出，这种肥既可作为土壤剂，由于城市草坪、花卉种植、园林绿化、荒漠植被、荒山绿化等方面，又可以作为大田肥，充分利用该肥料有机成分高等优点，农民根据自己土壤情况添加不同数量的N、P、K肥，施用效果经过河北省连续3年大田试验，效果明显，小麦可增产1596，玉米可增产5%等，再可用其制作精品月巴经过一定造型、精美包装后可在商场销售，主要用于家庭花卉养殖。为了防止发酵过程中的臭气对环境的污染，在发酵仓内布置抽臭气管路，仓外安置臭气处理池。一、设计指标及要求：年产成品肥为：利用污泥发酵处理制备有机、无机肥料为4．1万吨日处理脱水污泥量：120吨产品卫生指标应符合高温堆肥的卫生标准。GB7959-87二、技术基础通过十几年的潜心研究，开发了城市污泥好氧堆肥技术和机械化堆肥关键设备如污泥专用混料机、链条式翻堆机、布料机、除臭池、气流干燥机、多螺旋输送机、转仓机、污泥制肥专用造粒机等，设计的污泥堆肥成套设备运行可靠、管理方便、自动化程度高。并成功运用在唐山西郊污水厂污泥制肥示范工程、天津石化制肥工程等取得可观的经济效益和社会效益。同时还设计了国家计委“50万吨／日污水处理厂污泥无害化”示范工程、唐山西郊污水厂二期扩建污泥制肥工程。下面是我们唐山污泥制肥工程、天津石化污泥制肥工程、秦皇岛污泥制肥工程、唐山污泥制肥二期工程等。1、唐山污泥制肥工程2、天津石化污泥制肥工程3、秦皇岛泥制肥工程三、工艺路线及设计。1、工艺路线：好氧堆肥工艺流程污泥制肥工艺分为好氧发酵和厌氧发酵两种工艺过程。厌氧发酵由于产生甲烷等代谢物会产生恶臭，同时设备投资高，运行管理复杂，要求严格，适合于大型污水厂液态污泥的处理，由于我国一般采用中温厌氧发酵处理，污泥温度在30-40℃，虽然达到减容目的，但仍不能直接还田。对机械脱水后污泥，主要采用好氧发酵制取，好氧发酵过程通过好氧性微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化为富含植物营养物的腐殖质，反应的最终代谢物是C02、H20和热量，大量热量使物料维持持续高温，降低物料的含水率，有效的去除病原体、寄生虫卵和杂草种子，使污泥达到减量化、稳定化、无害化、资源化目的。经比较，好氧发酵的设备投资及运行能耗均比厌氧发酵降低1／3，是节能高效的堆肥工艺。同时，由于其设备少，运行管理简单，特别适合于污泥处理。因此，本工程采用污泥好氧发酵工艺，由于中国农村需要速效肥料，生物有机肥在广大农村尚不好推广，因而从堆肥仓产出的肥料，可以直接投放市场，也可以进一步深加工，制备有机无机复合肥。本项目采用高温好氧堆肥技术，高温好氧堆肥技术是利用生物能，将污泥彻底熟化降解的高效生化反应过程。机械化好氧堆肥的主要技术特点有：(1)充分利用生物能，节约能耗，化害为利，无二次污染。污泥中有机物在氧化作用下与好氧菌充分反应，放出热量，使堆肥物料自然产生高温，无论室外温度如何，均能保持60℃以上的高温。这种生化反应过程不需施加任何燃料。生物能使小分子有机物分解，大分子有机物降解稳定化，生成有机肥料还能脱水使物料干燥。好氧发酵过程不产生甲烷等厌氧气体，产生较小的臭味，由于持续高温，杀死病原体和杂草种子，彻底使污泥无害化。采用特殊添加物使污泥中重金属在碱性介质作用下稳定化、无害化。(2)高温发酵生物过程可以生产出高品质的有机肥料，由于污泥中富含N、P、K等营养物质，在好氧菌作用下稳定熟化，易于植物和作物吸收。(3)高温好氧发酵过程所产生的生物有机肥料，易于深加工，有益于微生物的繁殖，可加工成菌肥，也可与营养素混合制成复混肥及各种土壤改良剂。本技术采用粉煤灰作为添加剂。粉煤灰属于固体废弃物，不仅价格低廉而且合理使用可以变废为宝，经多年的研究发现适当的施加粉煤灰对土壤理化性质有良好的用：(1)降低粘土中粘粒含量，改良土质；(2)减少粘土堆积密度；(3)增加土壤的孔隙度；(4)提高土壤15cm深度土层内温度；(5)提高土壤含水量和田间持水量；(6)调节土壤的三相比；(7)减少土壤的膨胀率；(8)增加土壤中硅、铜、钼、锌、锰、硼等营养元素含量；(9)调整土壤的PH值。好氧堆肥工艺流程图如图1，年产有机复混肥27000吨。2、工艺设计：该污泥制肥工厂主要包括堆肥车间一座(A1)，制肥车间一座(A2)，生物除臭滤池一座(A3)，成品仓库一座(A4)。（1）发酵车间(A1)占地为2000平米，长50米，宽36米。其中混料部分为占地200平米，长20米，宽10米，高10米，为轻钢棚结构。该建筑堆肥车间(A1)面积为长50米X宽36米：1800平米，可为轻钢结构，梁下高5米。发酵池为地下1．3米，钢筋混凝土结构。内设卧式快速发酵仓8座，仓体尺寸为长X宽X高：30X5．2X2米，仓底铺设平面列管式二级曝气。仓顶为封闭厂房，下面为地下水泥构筑物，并设翻堆机运行轨道及轨道移动装置。脱水污泥、回填物、粉煤灰一起进入初混机，在初混机中分散成小颗粒，通过布料机进入发酵仓进行好氧发酵。在发酵仓中进行10天左右的好氧发酵，完成污泥的无害化。翻堆机定期将物料翻堆并使其从发酵仓入口向出口移动，完成发酵后的堆肥移至堆肥仓出口经装载机运出。（2）制肥车间（A2）占地720平米，长36米，宽20米。厂房可为轻钢结构，地面为水泥构筑物，由发酵仓出来的堆肥进入制肥生产线，与化肥通过精混机混合以后，进入造粒机造粒，造好的肥料进入气流干燥机干燥、干燥好的物料通过装袋机装袋，即为成品肥料。采用平模高压造粒机制粒，肥料强度高，粒度均匀。按复合肥标准要求，造粒后的颗粒肥进入气流干燥机中进一步脱出水分，达到商品肥要求。（3）生物除臭滤池（A3）占地为400平米，长20米，宽20米，为钢筋混凝土滤池。（可根据用户需要采用）（4）成品仓库（A4）占地为1080平米，长36米，宽30米。为简易棚结构。污泥动态发酵器本研究开发的污泥动态发酵器很好地解决了传统堆肥方式堆肥时间长、占地面积大、污泥发酵不完全等缺点。与一般机械堆放装置相比也具有占地面积小、操作灵活、能耗低等优势。适合于城市污水厂污泥的无害化处埋。具有良好的推广应用前景。污泥无害化处理后复配制成有机复合肥的污泥处置新工艺既有效地解决了弃置污泥的最终处置问题，又可以为农业生产提供优质的有机肥源。是一项有广泛推广价值的综合利用技术。本研究根据污泥产量的不同，应用土壤条件的不同，试制了几个配方的有机复合肥和污泥颗粒肥。经过冬小麦的农田试验和油菜及玉米的生长期盆栽试验，掌握了各种配方肥料的增产效果。其中有机复合肥A的增产效果显著超过了优质化肥（磷酸二铵）和商品复合肥，是一种营养齐全配比合理、肥效持久的多元肥料。污泥颗粒肥的增产效果也较为明显，长期的农田定位试验研究表明，富含有机质的污泥肥在对当茬作物有增产效果的同时，对二茬、三茬作物依然发挥着促产效果。污泥――晾晒――混合――堆肥发酵――复配――粉碎――造粒――干燥――筛分――包装――成品污泥有机复合肥生产工艺流程图污泥高温堆肥技术本世纪初就在欧洲研究成功，我国于六十年开始进行污泥的好氧发酵技术研究工作。机械化堆肥技术则是近年来发展的结果，堆肥过程的机械化涉及到堆肥装置、搅拌、通风等多种固素的影响，研制开发高效，节能的机械堆肥装置仍然是关键问题。本项目研究开发的污泥动态发酵器在传统滚筒式发酵器的基础上加以改进，并对内部结构和转动、通风方式做了完善，摸索出最佳的工艺条件，使得污泥动态发酵器可以高效地实现污泥的无害化处理，并同时脱除水分，能耗仅为通常好氧堆肥设备的1／10。本研究针对不同规模的污水厂污泥产量，设计了污泥农业利用的两类模式；小型污水厂污泥经无害化处理后复配制成有机复合肥；大型污水厂污泥经无害化处理后制成颗粒污泥肥。为污水厂污泥的最终处置提出了切实可行的实施方案。这是过去同类研究所不曾提出过的。农业生产迫切需要大量的有机肥，本项研究提出的污泥农业利用模式较好地解决污泥污染与有机肥缺乏的矛盾，有利于生态农业的建设和发展。该项目获得了有关专家的好评：1、该研究以城市污水污泥的处理和处置为目的，以实现最终农业利用为目标，解决北京市和全国城市污水处理厂的污泥问题，选题正确，开展研究是十分迫切和必要的。2、该研究在承担单位“六•五”和“八•五”科技攻关和国内同行业研究的基础上，设计、研制了城市污泥动态发酵器，该装置效率高。能耗低，便于操作管理。具有独创性。3、提出的以城市污泥动态发酵器为核心的污泥制复合肥新工艺路线，并以此建立了国内第一条生产性复合肥装置。设备稳定可靠，社会效益。环境效益和经济效益明显。示范工程成果适用于城市污水污泥的综合利用。4、城市污泥有机复合肥和颗粒复合肥配方合理，肥效良好，增产效果明显。5、污泥动态发酵器的研制和污泥颗粒肥的研制工艺等方面的研究，达到国际先进水平。6、建议在本项研究的基础上，继续实现动态发酵装置的标准化、系列化，为成果转化和产业化发展打下良好基础。同时，应对污泥有机复合肥的实际使用效果进行跟踪调查。热泵技术干化污泥的设备1前言将热泵作为热源进行干燥、干化和脱水等作业，是上世纪八十年代发展起来的新型干燥技术。目前，该技术已应用于各个领域，如在木材、化工产品、食品干燥、蔬菜脱水和污泥粪便干化等方面，都取得了良好的效果。针对污泥和粪便干化问题，热泵干化技术具有运行费用低和对环境无任何污染的两大优势。早在上个世纪八十年代初日本已取得成功的运用。2热泵干燥原理热泵干燥设备由热泵的热力循环系统和热风干燥循环系统组成。热泵循环系统为热风干燥系统提供热源和降低热风湿度。热风干燥系统，通过循环热风与物料直接接触，提供蒸发水份热量，带走物料中的水份。所谓“热泵”，是耗用一定的机械功，吸取环境或废弃物中低品位热能，将其提高成为可利用的热能的一种节能装置。正如“水泵”一样，耗用一定机械功，将水从低水位提高到所需的水位。热泵系统由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成，如图一所示。系统内运行的工质，在蒸发器中吸取干燥室排出湿热空气中的热量，从低压液态工质蒸发成低压蒸汽，经压缩机增压成为高温高压的蒸汽；在冷凝器中，高温高压的工质蒸汽放出热量加热进入干燥室的空气，而工质本身则从气体冷凝成高压液体；通过节流装置，液体工质产生阻塞效应，降低了压力和温度，成为低压低温液体，再度进入蒸发器中吸收湿热气体的热量，如此反复循环将低温热量输送到高温介质中去，形成热泵循环。从热风干燥循环系统来看，其热风流程如图二所示。干燥室排出气体，是含水份较高的湿热气体，其状态如图三h-d图上的点a，其相对湿度在ψ＝70～80%左右，通过热泵的蒸发器时，由于蒸发器表面温度低于空气露点温度，不仅降低了空气的温度并且在蒸发器表面将水汽冷凝下来，以液体水的状态排出系统外。气体离开蒸发器变成低温而湿润，如图三上点b其相对湿度一般在ψ=95-97%。脱湿后的气体在热泵冷凝器中得到等湿加热，提高了气体温度，同时也降低了相对湿度，如图三C点成为干热气体进入干燥室。在干燥室中，干热气体与被干燥物料直接接触，提供物料干化的热量，同时也带走了水份。空气在干燥室内为等焓增湿降温过程，在离开干燥室时又回复到图三的a点。从图三上可见每公斤气体通过一个循环可以脱除水份△d＝da－dc。从上述热泵干燥原理来看，与一般干燥工艺差别是没有湿热气体排放，通过二个密闭循环系统，物料中的水份最终以液态水排除。采用该原理干化污泥有二大优点：（1）节约能源：在热泵干燥中。不排放湿热气体而将其显热和潜热全部进行了回收，只耗用了一定的机械功。一般衡量热泵热回收能力常用热泵性能系数来表征，即COP=冷凝器提供热量／压缩机的功耗＝QC/W0在污泥设备干燥中COP＝4.0～5.0，既热泵提供的热量是电耗热量的4～5倍。衡量干燥设备耗能另一重要指标热泵比脱水率WPEWPE=脱水量/热泵能耗=kg(水)/kw.H(电）在目前设备中热泵WPE＝5.0～6.0。即每度电可脱水5～6公斤。（2）不污染环境：由于热泵干化污泥在封闭的环境中进行，在干化过程中产生的一切有臭有害气体可以做到不外泄，对周围环境可以减少到最低的污染，有利在居民点附近进行干化操作。皇3导热泵己干化择污泥赢装置检简介勒我所昼科技身人员加自八造十年介代以思来，筛对热煮泵干否燥技秃术进我行了讽系统辨的研咱究与羞开发何。采笔用了巧高温结热力燥性能糖良好河的工雷质R用14喉2b忆和独吼特的奖热风住循环龄系统委（专饿利号话：Z裳L统辉9餐72提22恢35仇8.结4）远开发拳了系伙列的骑高温傻热泵劳除湿库机。效该机梁组的在干化之温度断在5毛0～造85召℃认范围四内均彼可工档作，亲至今侦已有糕50辞0～诞60卫0台申（套违）设绪备投灶入运口行，梁尤其叶在木迟材干历燥方破面取疤得了舞优异妄成效闭；如疾上海搁的优遥质木里制品祸一半暂以上递，均俘用我再所设势备进业行干糖燥处哀理。倘出口矿名牌速木制蜓品，后几乎丘悉数凳采用本我所碌设备凤进行炮干燥鞭加工催。2铸00狗0年恰获得剪了《型国家而重点扔新产数品》观称号楼，自箱19棒97风年以胞来我稻所被刚评为旧《上筐海市筛高新魔技术高企业筹》。萍盏而与茄热泵蝴干燥队机组听相匹帅配的窜干燥座室有肆连续木干燥铺和间即歇干造燥两酒种方戒式。达一般腾物料凝比较肉粗大待，干内燥周乔期较而长或扩物料吸不形设成批吸量的累多用职间歇命干燥也，即萍物料头是采才用间讲歇载蔬入和都卸出五的。乏如木月材、啦农副滥产品幼、药蔑材、名工艺烫品多先用此尿方式厨。胀钥对于桐污泥痒干化型周期欺相对栋短，撑批量饿又较朱大，雄成型式后物灰料细途小而途颗粒察度又遗较均丹一故巨宜采阴用连熔续进采料和萌出料教的连廉续式自干燥钉方式肃。我攀所研脆制的炸一台猜污泥饱干化梁连续点式热台泵干废燥装查置的埋样机耀，工园作原客理如蠢图四稿所示速，其礼外形铺参见南照片音1。搅热泵尚干燥录机仍茧沿用佳我所宋卓有搞成效唉，成澡熟的许机组久。干裁燥室虚内装矩有传留送速发度可征调的劫不锈蜜钢网叮带的吃传送移带组年。为眨了干响化工振艺过苍程全歼部在评封闭被环境叫中进名行，不在干圾燥室峡内配佣置了旅两套训成型倘机。离养经过奖发酵研后含茧水量纤为6嘴0～叫65鹅%的调粉状姥污泥晚通过衡封闭秒输送凤筒，物进入台干燥房室内躺，为补了易桐于干凯化，悟防止馋干化拒后污候泥飞去扬，喉经过文初步蔽成型得，倾匠在传减送带猪上，亮传送椒带按晨设定裹速度冠带着籍物料芒转运轧，经榴数层毯传送泥带来画回运女送使键污泥舅干化殿到含竿水率孤40类%左价右再平进行乓第二鸡次成投型成变颗粒爆肥料羽，再主经数任次传领送带虾来回德运送乏干化瓣，最佩后达滴到含卵水率敌20裤%成拜品的栋颗粒悄肥料音（参熟见照凶片2钱）送笋出干肠燥室滩，再找通过资封闭好传送务机构葱送到鸽包装解车间衔，盛膨袋装穿出。斑循从热应泵干怖燥机砖组送膝出的别热风童，经女循环卵风机迫向传严送带蔬垂向私送风毁，穿畏过数烛层盛剩载污炊泥不逐锈钢笔网带敞时，衣吸收益物料垃水份众返回尘到热顾泵中兵除湿亭，这额种干恭燥方荷式亦验称热毅泵穿饺流干染燥。梨采用捏这种碑方式歼也曾盒对未存经发驳酵含惧水率合80楼%的痛排水颜污泥汉，成火功地晋干化五到6惯0%扎含水馆率。柜当然答在干芒化过中程中曾成型牲比较除困难则，但株这也亚为进剂一步筒扩大兄处理搏污泥获的范常围创忽造了始条件奇。例4隔热泵洲技术乘干化挤污泥朵的特欧点弃鹊经过死热泵蒙干燥表装置助的研陷制试替验与立分析上，热蚂泵干瑞燥污渡泥具愈有以钻下优晨点：今铺（1葛）能弯耗费苦用低临畏热泵钟干化却污泥徐装置蒸在运店行中慈能回面收湿恳热空畏气的碍显热收和潜恶热，币能量丸得到绳充分爬而合六理利叛用，如是一遮种公福认的食高效峡节能意设备艘。按域目前匠上海雨地区顽的能另源价玻格计龄算，榆热泵滔运行屿的能躬源费梅用，社是用如煤气德和燃中油作嘉热源瞧进行析供热猛干燥摆的一沉半左愉右（服详见供经济楼分析飘）。妈直（2的）不座污染登环境抽乓由于轿热泵禁干化俭污泥框的全砖过程羽是在貌封闭帮系统苹中进缘行，回不需惨向周榨围环虹境排闹湿，役同时弃也会当排出茎有害坝、有托臭味系的气躁体。遍若将屿进出垦料系疲统全遗部封尿闭在材管道三中，搅会使挖整个找操作绢保持购清洁迟环境设。干再化后谈的污趣泥已赞成为泰无臭渡颗粒苏肥料音。干治燥污破泥后干打开留干燥铅室清座理时射，也越无明委显臭犹味溢芹出。蛛这与期其他烈干燥睡方法歇相比怖，是煎一个接独特舍的优角点。取古（3卷）污漠泥干腥化质辜量好踢激热泵秒干燥诵装置声中的剖干燥锻介质师是在狡封闭陪的空铲间循朴环；接不受舌外界您气候穿条件深的影趁响，妇一年央四季嘉均在途同一貌条件临下平召稳运办行，睬所以挤干燥姨质量半稳定通。污欧泥是族城市拘排水惹经过钞絮凝摔剂沉叉淀出颤来的于胶状幕固体很微团保，成赌分结锦构复久杂，液亲水针力较偶强。稠热泵旬干化业温度旷不仅翁可在头50痒～8临5河℃匪调节均，而竞且可棍以控料制干勺燥室虹的湿顿度，轨满足终有机沿污泥项干化妹的理磁想条属件，指不会铲造成己污泥咐微团废外壁跨结壳域，造疗成难弯以脱杆水的她现象加。试朱验证蜜明，跪干燥敢成品汗的含箩水率事均匀滴，又割能保垫持颗埋粒肥疤料中鹊的有戏机成隆分。菜另外五，由博于循蔬环是叫在封汪闭的苏空间池内进须行，蓄不受酸外界庙气候婆条件食的影孔响，禾一年畅四季舟均在雷同一理条件尚下运粪行，柳干燥亦质量昏很稳贸定。驰轧（4狼）易扮形成跳现代疗化的晴产业息兴目前杰研制啊的日速处理牧一吨燃污泥湖热泵初干化晚装置走的样岭机，表在宽塌1.早5米暮、高旧2.雄3米底、长成3.爆5米命的封罪闭空岭间内侄已含恢了热荣源、坐干燥刊室、响鼓风扰设备轧和控间制等圈设备晌，非涝常紧嘴凑。行若扩吊大到耕日处小理五娘吨污鹿泥的患设备释，其眉体积魄不会熟超过哄B轨×发H艰×橡L=绞2米逃×声3米割×驴5米插。其鹿占地裹面积穗非常胜有限牙。此房外，牛本装蔑置可呆以组惩合式倚运行为。如讽需日坟处理斩20雪吨污鬼泥量贿，则偶可以预使4当台机卵组紧肤密并乱列运捎行，急总的脂占地奴面积防很小踏，当肃然，邻在日区处理忠量有垂波动截时还晚可以庄调整枣运行参台数侮。由检于热羽泵干些燥操象作为唯单一翁的电孔能，末自动骑化程厘度高拳，非议常适事宜配过套在半现代谢化城梦市应掏用。辰5遣热泵粮干燥特能耗盐的经陵济性牌推热泵团是用唐电力夫驱动纪的装面置，员一般秋误认槐为耗济电成贵本高我，不湖易被摔接受锯。现浇分别射就采缸用煤确、燃柱油、娃煤气帖和热拘泵作液为供彩热源异的干峰燥装国置，虽进行新经济瞧性比孩较，绢对各碍种