烘干工藝之污泥烘干

污泥是由水和污水處理過程所產生的固體沉淀物質。數據顯示，2010-2017年我國工業污水排放量基本維持在200億噸/年左右，城鎮生活污水排放量自354億噸增長至600億噸左右。一般情況下，污水處理廠處理1萬噸生活污水可產生含水率80%的污泥5-8噸，處理1萬噸工業污水產生10-30噸污泥。分別按照6.5噸和20噸單位產出進行推算，則2010-2017年，我國污泥產生量從5427萬噸增長至7436萬噸，年化增長率4.6%。污泥烘干工藝，它涉及污泥干化技術領域。其工藝步驟為：將濕污泥經過破碎、擠條成型后進入帶式污泥烘干箱，經與熱干燥循環空氣換熱換質后變為干污泥，熱的干燥循環空氣變為濕的低溫循環空氣，濕的低溫循環空氣經循環風機吸入熱泵，并從循環風機吹入中間換熱器與蒸發出風做熱交換進一步降低溫度，從中間換熱器出風，經過水冷預冷盤管再降低溫度，出風后經過蒸發器蒸發，冷凝水析出，蒸發出風經過中間冷卻器與熱泵回風做熱交換，提升出風溫度后進入冷凝器，升溫后變為熱干燥空氣進入帶式污泥烘箱循環處理。熱泵干燥能耗低，無二次污染，烘干溫度低，安全性高，自動化程度高，降低污泥干化成本。

污泥烘干工藝步驟：

一、污泥烘干介紹：

        污泥干化是污泥處理必要的中間過程，從直接施用到直接焚燒，從干化后施用，到干化后焚燒，直到最近的干化后氣化，基本上肯定了干化作為一項必要的中間過程的重要性。其原因主要有兩個：經濟性，無論是運輸處置減量，還是能源消耗減量;衛生性，農用的必要條件。污泥干化最終處置方式是國情的選擇，填埋無疑是不可取的，這不僅在于土地價值昂貴，主要還是從能源和生物能資源方面考慮，國家要求減少和限制污泥的填埋。

        目前大部分行業污泥脫水僅采用機械擠壓式污泥脫水，如帶式壓濾機、板框式壓濾機、疊螺機以及離心式脫水機，其脫水后污泥含水率在70%-90%左右;選擇焚燒作為處置手段，該污泥本身的熱量不足以維持其熱量需求，所以此類污泥的對于后續的儲存、運輸及焚燒來說經濟性差，這是造成目前污泥處置成本高的重要原因，對企業污泥的干燥減重、減容的要求日益劇增。

目前國內污泥干燥工藝、技術在不斷發展，采用的能源方式主要為直接加熱式居多，即使用蒸汽、煙氣尾氣、電加熱等形式將污泥加熱至100℃以上，使污泥的水份變為水蒸氣排出;

二、舊烘干裝置存在以下問題：

(1)能耗高：能量需求為每公升蒸發量最低需要620大卡，直接加熱式干化設備處理商標稱其系統的熱能需求是800-850大卡。

(2)帶來二次污染：烘干污泥同時帶來污染性的尾氣需要再做處理裝置方能達標排放。

(3)烘干溫度高帶來烘干安全問題：高溫烘干污泥氣流中污泥可能揮發出來的物質爆炸、毒性等問題難以避免?；诖?，設計一種低溫污泥烘干工藝尤為必要。

        熱泵烘干內容針對現有技術上存在的不足，熱泵烘干目的是在于提供一種低溫污泥烘干工藝，能耗低，無二次污染，烘干溫度低，安全性高，烘干自動化程度高，大大降低污泥干化成本，易于推廣使用。

三、解決方案：

        為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：低溫污泥烘干工藝，其工藝步驟為：

(1)將含水率60%-80%的濕污泥經過破碎、擠條成型后進入帶式污泥烘干箱;

(2)帶式污泥烘干箱中的濕污泥經與熱的干燥循環空氣換熱換質后變為含水率30%以下的干污泥，熱的干燥循環空氣變為濕的低溫循環空氣;

(3)濕的低溫循環空氣經循環風機吸入熱泵，并從循環風機吹入中間換熱器與蒸發出風做熱交換進一步降低溫度;

(4)降溫后的低溫循環空氣從中間換熱器出風，經過水冷預冷盤管再降低溫度;

(5)從水冷預冷盤管出風經過蒸發器蒸發，溫度降至露點以下，從而冷凝水析出;

(6)蒸發出風經過中間冷卻器與熱泵回風做熱交換，提升出風溫度后進入冷凝器;

(7)循環風通過冷凝器進一步升溫后變為熱的干燥的循環空氣進入帶式污泥烘箱，實現循環處理。作為優選，所述熱的干燥循環空氣的溫度為60-70℃，濕度在20%以下，經帶式污泥烘干箱處理后進入熱泵的濕的低溫循環空氣溫度為50-60℃，濕度在50%以上。

四、熱泵烘干的有益效果：

(1)能耗低：采用低溫熱泵烘干設備，由于熱泵中制冷量和制熱量都用于污泥干化，故能耗相較于直接加熱式能耗高50%以上。

(2)無二次污染：污泥水份最終通過冷凝水的形式排放出來，風通過循環使用，無外氣排放二次污染問題。

(3)烘干溫度低，減小安全問題：由于烘干溫度低于70℃，污泥可能揮發出來的物質爆炸、毒性等問題少，污泥適用性廣，設備運行穩定、稼動率高。

(4)自動化能力高：該設備設計形式有效將污泥干化實現連續自動化運行，污泥干化過程避免人力的投入，降低工人勞動強度，減少成本。