250吨每天污泥干化及焚烧处理工艺设计-毕业设计{修}

1、毕业设计毕业设计 250 吨吨/天生活污泥干化及焚烧处理天生活污泥干化及焚烧处理 工艺设计工艺设计 学学 院院 环境科学与工程环境科学与工程 专专 业业 环境工程环境工程 设计总说明设计总说明 随着经济蓬勃发展，我国对生活废水处理力度在不断加大，每天处理污水产生相 应大量污泥,污泥量日益增加，产生的污泥的组成成分日益复杂，如处理不当，必然会 对自然环境造成二次污染，存在比较严重的环境安全隐患。 本设计要求处理 300 吨/天的生活污泥，原污泥为经过板框压滤机压滤过的含水率 约 82%的湿污泥。针对生活污泥的特点，结合国外处理污泥的成功经验以及国内对生 活污泥的成熟工艺，决定选用先干化后焚烧的工

2、艺。该工艺具有工艺成熟、稳定、节 能、占地少、效率高等优点。基本工艺流程为：储泥室回转烘干机制砖机焚烧 炉炉渣、煤灰等回收。 本设计所用的主要设备有 3.228m 型回转烘干机、AB-200 型焚烧炉、QTY8-15 型砌块成型机、ppw64-7 脉冲布袋收尘器、1.516m 脱硫塔、LXT-5 型活性炭吸附塔。 工程总投资为 1305 万元，每年的总运行费用为 1264.34 万元。 关键词：关键词：生活污泥 干化 焚烧 回收利用 Design illuminate With printing and dyeing industry vigorous development, the pri

3、nting and dyeing wastewater treatment in growing, every day to produce large amounts of sewage sludge, the sludge quantity increasing, the components of sludge produced by the increasingly complex, such as improper handling, is bound to cause secondary pollution to the natural environment, there are

4、 serious environmental safety hidden trouble. In this design, projects required to treat 250 tons/day printing and dyeing sludge. Moisture content of the original sludge，which has been pressed by the frame filter，is approximately 82%. Aiming at the characteristic of dyeing sludge, and in the light o

5、f the successful experience of external treatment of dyeing sludge and mature technology of internal treatment of that, we select drying and incineration technology. Such a technology has the advantage of mature, stable, energy-saving, small footprint and high efficiency. Basic process is: Stored mu

6、d room Rotary dryer brick machine Incinerator slag Ash and other recycled. The main equipment used in the design is 3.0 28m Rotary Dryer, AB-200 type incinerator, QTY8-15 block making machine, ppw64-7 Pulse bag filter, 1.5 16m desulfurization tower, LXT-5-type activated carbon adsorption tower. The

7、total investment is 13.05 million yuan, the total annual operating cost is 12,643,400 yuan Keywords： dyeing sludge mummification incineration recycle 目录目录 1 概述 .1 1.1 设计名称.1 1.2 设计要求.1 1.3 处理处置的一般要求.1 2 设计背景 .3 2.1 国内外污泥处理处置现状.3 2.2 项目意义.4 2.3 生活污泥的特点.4 2.4 生活污泥适用处理方法.4 2.4.1 生活污泥稳定化方法.4 2.4.2 生活污泥的

8、无害化方法.5 2.4.3 生活污泥的最终处置.6 3 设计范围、依据及原则 .8 3.1 设计范围.8 3.2 设计依据.8 3.2.1 国家法律、法规及政策.8 3.2.2 技术规范和行业标准.9 3.3 3 设计原则 .9 4 工艺流程及说明 .10 5 设计内容 .12 5.1 厂址.12 5.1.1 总图布置.12 5.1.2 厂区道路和运输.12 5.1.3 结构设计.12 5.1.4 厂区道路、大门、围墙.13 5.2 干化工艺.13 5.2.1 干化过程.13 5.2.2 加热方式.13 5.2.3 污泥干化的热源.14 5.2.4 污泥干化的系统组成：.15 5.2.5 干化

9、设备.15 5.2.6 选型计算.20 5.3 焚烧工艺.22 5.3.1 焚烧设备.22 5.3.2 工艺设计.24 5.4 烟气处理工艺.26 5.4.1 除尘系统.27 5.4.2 双碱法脱硫.29 5.4.3 活性炭吸附法脱氮.31 5.5 灰渣处理系统.32 6 成本概算 .33 6.1 劳动定员.33 6.2 土建及设备投资概算.34 6.3 其他费用部分.36 6.4 管理费用.36 6.5 预备费用.36 6.6 工程总投资.37 6.7 运行费用概算.37 7 劳动保护、安全生产及消防 .39 7.1 劳动保护与安全生产.39 7.2 消防.39 8 构筑物一览表 .41 9

10、 主要设备一览表 .42 结 论 .43 参考文献 .44 0 1概述概述 1.1 设计名称设计名称 300 吨/天城市生活污泥干化及焚烧处理工艺设计 1.2 设计要求设计要求 某城市生活污泥处理中心建设内容为： (1) 一套生活污泥烘干系统，用于对进厂生活污泥进行干化，处理能力为 300 吨/天 （原污泥为经过板框压滤机压滤过的含水率约 82%的湿污泥） ； (2) 一套制砖设备，用于将干化后的生活污泥制成砖状； (3) 一套污泥焚烧及废气处理系统，用于处理干化后的生活污泥（干污泥含水率约 20%） 。 选择合适的工艺流程，计算各处理构筑物的主要参数，选定主要设备的型号及处 理能力，并绘出总

11、平面布置图、工艺流程图、空气管道布置图、烘干及焚烧设备剖面 图，对辅助构筑物进行布置和设计，给出整个工程的投资概算。 1.3 处理处置的一般要求处理处置的一般要求 (1) 污泥处理、处置应实施全过程管理，并体现“减量化、稳定化、无害化”的原则， 在坚持“安全、环保”的原则下，实现污泥的综合利用，回收和利用污泥的能源 和物质。 (2) 污泥处理工艺的选择应优先选择污泥源头削减、污泥稳定化和能源回收等污泥 处理工艺，降低总体运行费用和能耗，减轻末端污泥处置的负荷，缓解污泥在 处理和处置过程所带来的环境污染问题。 (3) 污泥处理和处置技术的选择遵循因地制宜的原则，应首先根据生活污泥的性质 和特点、

12、当前的处理水平和污泥处理厂技术情况、消纳途径和消纳能力等实际 情况，确定最佳的污泥最终处置或综合利用方式，然后经严格的技术经济论证 和环境影响评价，选用合理的处理、处置工艺。 (4) 应依据环境保护规划、固体废弃物处理处置规划的要求，对污泥进行区域性规 划和专项规划，合理确定污泥处理和处置设施的布局和设计规模，确保污泥的 1 最终安全处置。 (5) 污泥应以最终安全处置为目标，鼓励多种形式的综合利用和处置，鼓励以政府 采购为主导的污泥土地利用，限制性的采用填埋和农业利用技术。在土地资源 紧张且经济较为发达的地区，可选用干化、焚烧技术，污泥焚烧灰渣应优先考 虑综合利用1。 2 2设计背景设计背景

13、 随着经济蓬勃发展，我国对生活废水处理力度在不断加大，城市配套的废水处理 厂投入运行后，每天产生相应大量污泥，而且生活废水趋向集中处理后，污泥量日益 增加，产生的污泥的组成成分日益复杂。所产生的大量污泥通常的处理方法是利用机 械压滤装置将污泥的含水率压滤到 80以下后外运，以填埋、堆放、或倾倒的方式作 最终处置。这样的处置方法往往会对自然环境造成二次污染，存在比较严重的环境安 全隐患。 2.1 国内外污泥处理国内外污泥处理处置现状处置现状 欧美、日本等发达国家对污泥处理、处置的装备在 20 世纪 60 年代就已达到先进 的成套化水平。国外污泥处理处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、

14、 有效利用（多为农用） 、填埋及焚烧等。由于各国具体情况不同，选择的方法各有侧重。 在美国土地利用逐渐占据主角。日本由于国土面积较小，以焚烧为主约占 63%，土地 利用 22%，填埋 5%，其它约 10%；欧盟各成员国的侧重不尽相同，目前卢森堡、丹麦 和法国主要以污泥农用为主，爱尔兰、芬兰和葡萄牙等国污泥农用的比例还会逐步增 加，而法国、卢森堡、德国和荷兰则计划加大焚烧的比例。即使一个国家的不同地区 也有所侧重，如在英国北部大型工业城市，由于污泥中重金属含量较高且含有一些有 毒成分，因此焚烧比例较大约占 50%，而英国的其它城市则以污泥土地利用为主。污 泥的资源化综合利用，以及高温焚烧是解决污

15、泥减速量化、无害化处理的主要趋势。 我国污泥处理处置严重滞后。截至 2011 年底，全国已建成和在建城镇污水处理厂 4495 座，处理能力 1.65 亿立方米/日。我国每天产生湿污泥至少达到 16.5 万吨。目前， 我国污泥处理处置主要方法中，污泥农用约占 44.8%、陆地填埋约占 31%、其它处置 约 10.5%、没有处置约 13.7%，严格来说，全国近 80%的污泥没有得到减量化、稳定化、 无害化处理处置，污泥的二次污染成为亟待解决的环境问题2-4。 我国污泥处理率低，技术装备落后。存在着重废水处理，轻污泥处理的倾向。很 多城市没有把污泥处理作为污水处理厂的必要组成部分。且污泥处理投资低，

16、只占污 水处理厂总投资的 10%-20%，而发达国家污泥处理投资要占总投资的 65%以上5。当 前我国的污泥处理水平还停留在发达国家上世纪 70、80 年代的水平，而且有些污泥处 3 理技术不合乎国内的污水污泥特性。污泥处理设备也比较落后，性能差、效率低、能 耗高，专用设备少，未能形成标准化、系列化。 2.2 项目意义项目意义 由于生活污泥中含有大量的污染物质，如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物 及臭气等。如不进行无害化处理，必将对周边环境，及周边人民的生产生活带来巨大 灾难。随着人民群众环保意识、可持续发展意识的提高，广大人民群众要求治理污泥 给周边环境带来的影响的呼声越来越大。因此，对生

17、活污泥进行无害化处置具有重要 意义。本项目投运后可最大限度解决生活污泥问题，并真正做到污泥减量化、稳定化、 无害化、资源化处置。 2.3 生活污泥的特点生活污泥的特点 生活废水污泥按含有的主要成分来进行分类。分为有机污泥和无机污泥两大类。 生物法污泥为有机污泥是以有机物为主要成分。典型的有机污泥是剩余生物污 泥此外还有油泥及废水中固体有机物沉淀形成的污泥等。有机污泥的特性是有机物 含量高，容易腐化发臭。污泥颗粒细小，往往呈絮凝体状态，相对密度小。含水率高， 持水性强，不易下沉、压密、脱水，流动性好，便于管道输送。无机污泥是以无机物 为主要成分，亦称泥渣，为化学处理方法产生的污泥，如混凝沉淀和化

18、学沉淀物。无 机污泥的特性是相对密度大、团体颗粒大，易于沉淀、压密、脱水，颗粒持水性差， 含水率低，污泥稳定性好，不腐化，流动性差，不易用管道输送。一般生活污水处理 后，产生 03-05的污泥(含水率 97)。即处理 1000 吨废水产生 3.5 m，污泥经 脱水成约 06 m3干泥(含水率 80左右)。由于生活废水有机物含量大、浓度高，仅物 化处理其污泥量就可高达 1一 3。以生化加物化处理工艺产生 l的污泥计算，每 处理 1000 吨生活废水将产生 10 吨湿污泥，脱水后为 1.5 m 干污泥。 2.4 生活污泥适用处理方法生活污泥适用处理方法 从生活废水的处理技术上说，污泥由于产生的工序

19、不同，性质也就完全不同，处 置方法的难易不同，相应处置成本也不同。目前适合应用于生活废水污泥处理方法主 要有： 4 2.4.1生活污泥稳定化方法 生活污泥含有大量相对稳定的有机物，因此在处理之前先要调整污泥的性质，以 便与污泥处理的后序工艺的实施。可以使用的方法有厌氧消化或者是好氧消化等工艺。 (1) 厌氧消化 污泥厌氧消化在生活污泥处理上应用的主要目的是也就是通过降解使高分子物 质转变为低分子氧化物。在实现这一主要目的的同时还可以改善污泥脱水性质、减 少病原菌和产生异味物质的含量。厌氧消化常用的有中温和高温两种方法，常用的中 温厌氧消化在消化时间为20天。有机物理论降解率为8330 d的有机

20、物理论降解率为 88。但受短流、投加方式、有毒物质等的影响，实际降解率远低于理论降解率一 般仅为理论降解率的60左右。因此在实际处理过程中认为当有机物的降解率达 N4050时或者消化后污泥中有机酸含量小于300 mgL时则可认为消化后的 污泥达到稳定。 理论上说厌氧消化最主要的产物是CO：与C心等的混合气体俗称沼气或者污气。 一般甲烷含量为60左右在理论上降解每千克COD产生标准状况下甲烷0.35 m3生 活废水污泥中COD甚至高达上万mgLc61则经过处理生活污泥获得的CH。可以 用于解决污水处理厂部分能源需求国外利用污泥气可以解决30污水处理站30左 右的能源需求。 (2) 好氧消化 污泥

21、好氧消化分为两大类一是湿法二是固态法。相比较来说湿式好氧消化耗 能较高，而固态好氧消化，操作工艺较为复杂。湿式好氧消化直接将空气通入污泥。 微生物在氧气充足的条件下对污染物进行降解。固态好氧发酵俗称“好氧堆肥”是利用 污泥微生物进行发酵的过程。在脱水污泥中加入一定比例的膨松剂和调理剂如秸杆、 稻草、木屑等，微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖 质。由于生活污泥中的浆料、染料、助剂等都属于难降解的有机物质因此好氧消化 应用于生活污泥需要消耗大量的能量，好氧消化一般不适用于生活污泥的处理。 2.4.2生活污泥的无害化方法 污泥无害化是一个非常广泛的概念，实际上现在还做不到对

22、污泥无害化处理。如 5 现代技术还无法将污泥中的重金属完全去除。但是从狭义上讲，污泥无害化处理可以 理解为减量、去除、分解或者固定污泥中的有害物质及消毒灭菌，以减轻处理后的污 泥在污泥最终处置中对环境造成的危害。狭义上的污泥无害化处理过程往往包括在 稳定处理之中。如厌氧和好氧消化除了降解有机物外，还可以大大减少病原体的数量。 脱水前的石灰调理、热工调理、巴氏灭菌或者长期储存可使污泥消毒，在污泥固态好 氧发酵中通过腐质酸等可以与污泥中离子态重金属发生反应，从而钝化重金属的危 害。 2.4.3生活污泥的最终处置 (1) 生活污泥干化和焚烧 热干化是利用热能将污泥烘干。干化后的污泥呈颗粒或粉末状，体

23、积仅为原来的 l5l/4。而且由于含水率在10以下时，微生物活性受到抑制而避免产品发霉发臭， 利于储藏和运输。热干化过程的高温灭菌作用很彻底，产品可完全达到卫生指标并使 污泥性能全面改善。产品可作替代能源，但是需要说明的是污泥热干化仅使污泥中的 水分得到缩减，污泥中有机物含量并没有减少。故其并不是稳定化处理。 干化处理技术耗能量过高，应用于生活污泥处理成本较高。如果稳定化工艺中厌 氧消化产生的沼气能够充分利用，可以考虑使用消化过程中产生的沼气来辅助干化污 泥，达到以废治废的目的。 污泥焚烧的优点是可以迅速和最大限度地实现减量化。它既为解决污泥的出路创 造了条件，又充分消耗了污泥中的能源，且不必

24、考虑病原菌的灭活处理。污泥焚烧的 热能可回收利用，有毒污染物被氧化，灰烬中的重金属活性大大降低6。缺点是高成本 和可能产生污染废气、噪声、震动、热和辐射。随着将二氧化硫等作为大气污染控制 物，将对污泥的焚烧提出更加严格的要求。 (2) 生活污泥填埋处理 生活污泥要进行填埋处理。污泥必需满足填埋场对其力学指标的要求：横向剪切 强度25 kPa。单轴压强50 kPa。要达到这样的要求关键在于污泥脱水前的调理方式 和脱水机的选择。 目前国内常用的生活污泥调理方式主要是化学方法调理。其使用方法是在需要脱 水的生活污泥中加入化学药剂，主要是化学混凝剂，使污泥颗粒絮凝，改善其脱水性 6 能。投加的化学药剂

25、可分为无机药剂和有机药剂两类。无机化学药剂是铁盐和铝盐， 如三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铝。有时也使用其他诸如膨润土等一些无机药 剂。生活污泥在调理过程中除使用无机化学药剂外，还常常有必要用石灰来调节硬度。 这样无机药剂和石灰会在污泥中形成一个能够承受高压的骨架改善其结构，从而改善 了其力学性能。 调理之后的污泥一般要再进行脱水处理。目的是使固体物质富集，减小污泥的体 积。常用的脱水方法有自然干化脱水和机械脱水。自然干化处理需占据较大的地理面 积，一般很难采用。目前常用的是机械脱水，主要分为两类：一类是过滤式的脱水机 械，又分为负压过滤机械，如真空过滤机：正压过滤机械带式压滤机、板框压滤机

26、。 污泥过滤脱水是依靠过滤介质、多孔性物质，两面的压力差作为推动力，使水分强制 通过过滤介质，把同体颗粒截留在介质上。达到脱水的目的：第二类是产生人工力场 的脱水机械离心式脱水机。在人工力场的作用下，借助固体和液体的密度差，使固液 分离。 脱水之后的生活污泥，由于其中所含有大量的重金属离子以及其他一些化学药剂， 所以并不适用于农业及土地利用。一般来说，只能进行卫生填埋处理，而卫生填埋一 般要求较高。 7 3设计范围、依据及原则设计范围、依据及原则 3.1 设计范围设计范围 选择合适的工艺流程，计算各处理构筑物的主要参数，选定主要设备的型号及处 理能力，并绘出总平面布置图、工艺流程图、空气管道布

27、置图、烘干及焚烧设备剖面 图，对辅助构筑物进行布置和设计，给出整个工程的投资概算。 3.2 设计依据设计依据 3.2.1国家法律、法规及政策 (1) 中华人民共和国环境保护法 （1989.12.26） ； (2) 中华人民共和国节约能源法 （2008.4.1） ； (3) 中华人民共和国可再生能源法 （2006.1.1） ； (4) 中华人民共和国城市规划法 （1990.4.1） ； (5) 中华人民共和国土地管理法 （1998.8.29） ； (6) 中华人民共和国大气污染防治法(2000.4)； (7) 中华人民共和国固体废物污染环境防治法(2005.4.1)； (8) 中华人民共和国环境

28、噪声污染防治法(1996.10)； (9) 全国生态环境保护纲要 ，国务院国发200038 号， （2000.11.26） ； (10)建设项目环境保护管理条例 ，国务院第 253 号令， （1998.11） ； (11)建设项目环境保护设计规定 （1987.3.20） ； (12)关于落实科学发展观加强环境保护的决定 ，国发200539 号； (13)产业结构调整指导目录 ，国家发展和改革委员会第 40 号令， （2005.12） ； (14)再生资源回收管理办法 ，商务部、发展改革委、公安部、建设部、工商 总局、环保总局令 2007 年第 8 号， （2007.5.1） ； (15)国家危

29、险废物名录 （2008.8.1） ； (16)危险废物转移联单管理办法 （国家环保总局令第 5 号） ， （1999.10.1） ； (17)危险废物污染防治技术政策 （环发2003199 号） ； (18)关于核定建设项目主要污染物排放总量控制指标有关问题的通知 （国家 环保总局，环办200325 号） ； 8 (19)生活行业废水污染防治技术政策环发2001118 号。 3.2.2 技术规范和行业标准 （1） 环境影响评价技术导则 总纲(HJ/T2.1-93)； （2） 环境影响评价技术导则 大气环境(HJ2.2-2008)； （3） 环境影响评价技术导则 声环境(HJ2.4-2009)；

30、 （4） 环境风险评价技术导则 （HJ/T169-2004） ； （5） 生活行业准入条件 （国家发展改革委公告 2008 年第 14 号） ； 3.3 3 设计原则设计原则 1、 贯彻执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。 2、 从实际情况出发，采取全面规划、分期实施的原则，既考虑近期建设又考虑远 期发展，使工程建设与城市的 发展相协调，既保护环境，又最大程度地发挥 工程效益。 3、 根据设要求，所选处理工艺力求技术先进成熟、处理效果好、运行稳妥可靠、 高效节能、经济合理，确保污水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。 4、 妥善处理和处置污泥处理过程中产生的废气，避免

31、造成二次污染。 5、 为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维 护检修工作量，改善工人操作条件。 6、 采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理；做到技术可靠、经济合理。 7、 在征地范围内，厂区总平面布置力求在便于施工、便于安装和便于维修的前提 下，使各处理构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面。 8、 厂区建筑风格力求统一，简洁明快、美观大方，并与厂区周围景观相协调。 9、 积极创造一个良好的生产和生活环境，把处理厂设计成现代化的园林式工厂。 10、尽量减少二次污染。 9 4工艺流程及工艺流程及说明说明 本项目使用的生活污泥处理装置主要由干化、焚烧以及烟气处理三部

32、分工艺组成 生活污泥运进厂，含水率约为 82%，首先投入烘干机烘干水分。 烘干机采用高温烟气烘干生活污泥水分，高温烟气来自燃煤燃烧室，烟气进入烘 干机内的温度为 300900，当污泥水分含量降至约 20%，由皮带输送至制砖机制砖， 再送入焚烧炉内。 燃烧炉燃煤产生的煤渣和烘干机布袋除尘器收集的粉煤灰及粉尘主要成分是轻质 的硅酸盐类无机物，不属于危险废物，可以用作建筑辅材使用，直接送水泥厂作为水 泥生产的辅助原料使用。 烘干机出口烟气与焚烧炉尾气集中处理，烟气中含有大量的粉尘和少量的二氧化 硫、氮氧化物、重金属，经重力沉降室、U 形管冷却、布袋除尘、双碱法脱硫、沥青 活性碳吸附催化还原脱氮等处理

33、，最后经高烟囱排入大气，烟气中污染物排放浓度能 够达到大气污染物排放限值 （DB44/27-2001）第二时段二级标准和工业炉窑大气 污染物排放标准 （GB9078-1996）的要求。 重力沉降室和布袋除尘器收集的集尘灰回用至制砖机器作原料，进行焚烧，不外 排。 工艺流程见图 4.1 10 烟尘、SO2、氮氧化物 噪音 炉渣 干化污泥 图 4.1 工艺流程图 烟囱 （33m） 、 、 双碱法脱硫 布袋除尘器 U 形冷却器 重力沉降室 焚烧炉 烘干机 生活污泥 制砖机 粉煤灰 活性炭吸附催化还原 煤渣 噪音 送水泥厂综合 利用 用作建筑材料 燃烧室煤 焦炭、 11 5设计内容设计内容 5.1 厂

34、址厂址 5.1.1总图布置 在作平面布置时，应根据各构筑物的功能要求和水力要求，结合地形和地质条件， 确定它们在厂区内平面的位置，对此，应考虑： (1) 功能分区明确，管理区、污水处理区及污泥处理区相对独立。 (2) 构筑物布置力求紧凑，以减少占地面积，并便于管理。 (3) 考虑近、远期结合，便于分期建设，并使近期工程相对集中。 (4) 各处理构筑物顺流程布置，避免管线迂回。 (5) 变配电间布置在既靠近污水厂进线，又靠近用电负荷大的构筑物处，以节省能耗。 (6) 建筑物尽可能布置为南北朝向。 (7) 厂区绿化面积不小于 30，总平面布置满足消防要求。 (8) 交通顺畅，使施工、管理方便。 厂

35、区平面布置除遵循上述原则外，还应根据城市主导风向，进水方向、排水方向， 工艺流程特点及厂区地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理，管理方便， 经济实用，还要考虑建筑造型，厂区绿化及与周围环境相协调等因素。 5.1.2厂区道路和运输 为便于交通运输和设备的安装、维护，厂区内主要道路宽为 8 米和 6 米，次要道 路为 34 米，道路转弯半径一般均在 6 米以上。道路布置成网格状的交通网络。每个 建、构筑物周边均设有道路。路面采用混凝土结构。 5.1.3结构设计 生活办公综合楼设在厂区西北角，同时也在大门口旁边，车库设在综合楼对面， 方便工人上下班，综合楼前设有休息庭院。综合楼一楼为办公楼

36、，有办公室、化验室、 蓄物室。二楼设有员工宿舍、饭堂、悠闲娱乐室。三楼为天台。水处理建筑物靠厂区 西部自西向东依次排开，污泥处理系统位于厂区的中北部，为改善生活区环境在厂西 区另设大门，以便污泥处理生成物外运。 12 5.1.4厂区道路、大门、围墙 厂区大门先设三个，两个在北边，一个在西边，采用遥控开闸方式并设传达室。 厂区四周建设 2m 高砖砌墙，并附有栅栏减少砖砌量。 5.2 干化工艺干化工艺 干化工艺的选择和设计应充分考虑降低污泥吨水蒸发热耗和吨水蒸发电耗，综合 选择干化产品含固率、干化热源和介质、循环气体量和温度，根据实际情况配置循环 气体净化和余热回收。 5.2.1干化过程 干化意味

37、着在单位时间里将一定数量的热能传给物料所含的湿分，这些湿分受热 后汽化，与物料分离，失去湿分的物料与汽化的湿分被分别收集起来，这就是干化的 工艺过程。 从设备角度来描述这一过程，包括上料、干化、气固分离、粉尘捕集、湿分冷凝、 固体输送和储存等。如果因物料的性质（粘度、含水率等）可能造成干化工艺的不稳 定性的（如黏着、结块等），则有必要采用部分干化后产品与湿物料混合的工艺（返 料、干泥返混）。此时，在上料之前和固体输送之后应相应增加输送、储存、分离、 粉碎、筛分、提升、混合、上料等设备。 5.2.2加热方式 污泥干化的加热方式：直接干化和间接干化 干化是依靠热量来完成的，热量一般都是能源燃烧产生

38、的。燃烧产生的热量存在 于 烟道气中，这部分热量的利用形式有两类： (1) 直接利用：将高温烟道气直接引入干燥器，通过气体与湿物料的接触、对流进 行换热。这种做法的特点是热量利用的效率高，但是如果被干化的物料具有污 染物性质，也将带来排放问题，因高温烟道气的进入是持续的，因此也造成同 等流量的、与物料有过直接接触的废气必须经特殊处理后排放。 (2) 间接利用：将高温烟道气的热量通过热交换器，传给某种介质，这些介质可能 是导热油、蒸汽或者空气。介质在一个封闭的回路中循环，与被干化的物料没 13 有接触。热量被部分利用后的烟道气正常排放。间接利用存在一定的热损失。 对干化工艺来说，直接或间接加热具

39、有不同的热效率损失，也具有不同的环境 影响，是进行项目环评和经济性考察的重要内容。直接加热形式中热源烟气直 接成为介质，其热效率接近燃烧效率本身。其余加热形式均是通过换热设备将 热传给某种介质的间接加热。烟气可以通过热交换器将热量传给空气，空气作 为换热介质与湿物料进行接触。烟气可以提高热交换器将热传递给导热油或蒸 汽，然后利用导热油或蒸汽来加热金属或工艺气体，由金属热表面或工艺气体 与湿物料进行接触。这两类换通过热交换器的换热均形成一定的热损失，一般 来说在 8-15之间。 5.2.3污泥干化的热源 干化的主要成本在于热能，降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源。 干化工艺根据加热方

40、式的不同，其可利用的能源来源有一定区别，一般来说间接 加热方式可以使用所有的能源，其利用的差别仅在温度、压力和效率。直接加热方式 则因能源种类不同，受到一定限制，其中燃煤炉、焚烧炉的烟气因量大和腐蚀性污染 物存在而难以使用，蒸汽因其特性无法利用。按照能源的成本，从低到高，分列如下： (1) 烟气：来自大型工业、环保基础设施（固废焚烧炉、电站、窑炉、化工设施） 的废热烟气是零成本能源，如果能够加以利用，是热干化的最佳能源。温度必 须高，地点必须近，否则难以利用。 (2) 燃煤：非常廉价的能源，以烟气加热导热油或蒸汽，可以获得较高的经济可行 性。尾气处理方案是可行的。 (3) 热干气：来自化工企业

41、的废能。 (4) 沼气：可以直接燃烧供热，价格低廉，也较清洁，但供应不稳定。 (5) 蒸汽：清洁，较经济，可以直接全部利用，但是将降低系统效率，提高折旧比 例。可以考虑部分利用的方案。 (6) 燃油：较为经济，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。 (7) 天然气：清洁能源，但是价格最高，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利 14 用。 所有的干化系统都可以利用废热烟气来进行。其中，间接干化系统通过导热油进 行 换热，对烟气无限制性要求；而直接干化系统由于烟气与污泥直接接触，虽然换热效 率 高，但对烟气的质量具有一定要求，这些要求包括：含硫量、含尘量、流速和气量等。 只有间接加热工艺才能利用

42、蒸汽进行干化，但并非所有的间接工艺都能获得较好的干 化效率。 5.2.4污泥干化的系统组成： 一般来说，干化工艺需要配备以下基础配套设施，但根据工艺可能有较大变化： (1) 冷却水循环系统：用于干泥产品的冷却等 (2) 冷凝水处理系统：工艺气体及其所含杂质的洗涤等； (3) 工艺水系统：用于安全系统的自来水 (4) 电力系统：整个系统的供电 (5) 压缩空气系统：气动阀门的控制 (6) 氮气储备系统：干泥料仓以及工艺回路的惰性化； (7) 除臭系统：湿泥料斗、储仓、工艺回路的不可凝气体的处理 (8) 制冷系统：导热油热量撤除 (9) 消防系统：为整厂配置的灭火系统和安全区 5.2.5干化设备

43、市场上的污泥干燥设备主要有：三通式回转圆通干燥机（即转鼓干燥机）、间接 加热式回转圆通干燥机、带粉碎装置的回转圆通干燥机、流化床干燥机、蝶式干燥机、 浆叶式干燥机、盘式干燥机、带式干燥机、太阳能污泥干燥房等。 （1）三通式回转圆通干燥机 三通式回转圆通干燥机的结构图见图 5-1a、图 5-1b： 15 图 5.1a 三通式回转圆通干燥机结构图 图 5.1b 三通式回转圆通干燥机 由于普通的回转圆通干燥机，包括三通式回转圆通干燥机，只能干燥颗粒状的物 料。所以，湿污泥首先要与干污泥进行混合，产生含水为 40%左右的半干污泥，然后 再进入三通式回转圆通干燥机进行干燥。干湿污泥的比例大约为 1.5

44、到 2。因此，此系 统需要混合机，粉碎机和筛分机。整个系统的投资很大。 其运行参数为：热空气进口温度为：650 度；热空气出口温度为：100 度；蒸发 每磅水需消耗 1600BTU 的热量，折合每公斤水需消耗 8170KJ 的热量7。 （2） 普通回转圆通干燥机 普通回转圆通干燥机的工艺流程与三通式回转圆通干燥机相似，只是能耗稍高。 转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。湿物料从左端上部加入，经过圆筒 16 内部时，与通过筒内的热风或加热壁面进行有效地接触而被干燥，干燥后的产品从右 端下部收集。在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢的转动，在重力的作用下从较高 一端向较低一端移动。干燥过程中

45、的所用的热载体一般为热空气、烟道气或水蒸气等。 如果热载体（如热空气、烟道气）直接与物料接触，则经过干燥器后，通常用旋风除 尘器将气体中挟带的细粒物料捕集下来，废空气则经旋风除尘器后放空。 回转圆筒干燥器是一种处理大量物料干燥的干燥器。由于运转可靠，操作弹性大、 适应性强、处理能力大，广泛使用于冶金、建材、轻工等部门。回转圆筒干燥器一般 适用于颗粒状物料，也可用部分掺入干物料的办法干燥粘性膏状物料或含水量较高的 物料，并已成功地用于溶液物料的造粒干燥中。 回转圆筒干燥机的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。湿物料从高端上部加入， 与通过筒体内的热风或加热壁面进行有效接触被干燥，干燥后的产品从低端下

46、部收集。 在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高一端向较低一端 移动。筒体内壁上装有抄板，它不断地把物料抄起又洒下，使物料的热接触表面增大， 以提高干燥速率并促使物料向前移动。 图 5.2 回转圆筒干燥机 （3）间接加热式回转圆通干燥机 间接加热式回转圆通干燥机的工艺流程也与三通式回转圆通干燥机相似。采用间 接加热式回转圆通干燥机，由于间接加热式回转圆通干燥机采用普通的抄板，而造粒 后的污泥的表面仍然较粘，粘着在抄板上，没有及时脱落，导致过干超温（干污泥的 着火点为 240 度）。当通入空气时（间接加热式回转圆通干燥机需要通入空气，以带 17 出蒸发的水分），其中的氧含量

47、较高，从而引起爆炸。 （4）带粉碎装置的回转圆通干燥机 由于带粉碎装置的回转圆筒干燥机可直接干燥湿污泥，因此不需要混合过程，也 就不需要混合机，粉碎机和筛分机。并且回转圆筒干燥机很短，整个系统的投资小。 但是，对于湿污泥的干燥，其终水分只能到 30%到 40%。如果干燥到 10%以下水分， 需要两级干燥。如果干燥后的污泥用于焚烧，30%到 40%已经足够。由于直接干燥湿 污泥，并且回转圆筒干燥机很短，因此可采用较高的进口温度。对于污泥干燥，其进 口温度可达 850 度以上。所以热能消耗比上述的所有回转圆筒干燥机都低，每公斤水 需消耗 7659KJ 的热量（对于两级干燥）。 （5） 带式干燥机

48、带式干燥机由若干个独立的单元段组成。每个单元段包括循环风机、加热装置、 单独或公用的新鲜空气抽入系统和尾气排出系统。对干燥介质数量、温度、湿度和尾 气循环量操作参数，可进行独立控制，从而保证带干机工作的可靠性和操作条件的优 化。带干机操作灵活，湿物进料，干燥过程在完全密封的箱体内进行，劳动条件较好， 免了粉尘的外泄。物料由加料器均匀地铺在网带上，网带采用 12-60 目不锈钢丝网， 由传动装置拖动在干燥机内移动。干燥机由若干单元组成，每一单元热风独立循环， 部分尾气由专门排湿风机排出，废气由调节阀控制，热气由下往上或由上往下穿过铺 在网带上的物料，加热干燥并带走水分。网带缓慢移动，运行速度可根

49、据物料温度自 由调节，干燥后的成品连续落入收料器中。上下循环单元根据用户需要可灵活配备， 单元数量可根据需要选取。 （6） 浆叶式干燥机 空心桨叶干燥机主要由带有夹套的 W 形壳体和两根空心桨叶轴及传动装置组成。 轴上排列着中空叶片，轴端装有热介质导入的旋转接头。干燥水分所需的热量由带有 夹套的 W 形槽的内壁和中空叶片壁传导给物料。物料在干燥过程中，带有中空叶片的 空心轴在给物料加热的同时又对物料进行搅拌，从而进行加热面的更新。是一种连续 传导加热干燥机。加热介质为蒸汽，热水或导热油。加热介质通入壳体夹套内和两根 空心桨叶轴中，以传导加热的方式对物料进行加热干燥，不同的物料空心桨叶轴结构 有

50、所不同。 物料由加料口加入，在两根空心桨叶轴内的搅拌作用下，更新介面，同时推进物 18 料至出料口，被干燥的物料由出料口排出。浆叶式干燥机需要由蒸汽或导热油提供热 量。所以需要锅炉及锅炉房。另外其产品是粉状，对存储和使用不方便。在干燥后， 需要进行造粒。在小型废水处理厂得到广泛的应用。 （7） 盘式干燥机 工艺的能源采用天然气或沼气，利用热油炉加热导热油，然后通过导热油在干燥 器圆盘 和热油炉之间的循环，将热量间接传递给污泥颗粒，从而使污泥干化。污泥涂层 机为盘式工艺的重要设备，循环的干燥污泥颗粒在此被涂覆上一层薄的湿污泥，涂覆 过的污泥颗粒被送人污泥颗粒干燥器，均匀的散在顶层圆盘上。通过与中央旋转主轴 相连的耙臂上的耙子的作用，污泥颗粒在上层圆盘上作圆周运动，从内逐渐扫到圆周 的外延，然后散落到第二层圆盘上，借助于旋转耙臂的推动作