化工污泥干化三效蒸發(fā)尾排蒸汽技術(shù)

　　化工廠中含COD廢水常用處理方案含有生化處理單元，然而生化處理過程必然會產(chǎn)生污泥，污泥經(jīng)過板框或者疊螺機壓縮后通常仍含有70%~80%的水分，如果直接送至固廢焚燒廠焚燒，無疑代價高昂，有必要對此問題進行經(jīng)濟性分析并找到相應(yīng)的對策。

　　1、計算基準

　　按照5t/d污泥產(chǎn)生量，一年365d運行，污泥含水率按照平均75%計算。

　　2、直接危廢處理的經(jīng)濟性分析

　　隨著國家對環(huán)保生態(tài)的日益重視以及環(huán)保處理能力建設(shè)的滯后，危廢焚燒行業(yè)出現(xiàn)了排隊等候數(shù)月的現(xiàn)象，化工企業(yè)在危廢處理上的支出也越來越大，目前污泥類危廢處理價格達到了5000元/t。

　　污泥處置的初始年均費用W初計算如下：

　　污泥處置年均費用912.5萬元/年，而且其中有75%是水，相當于每天有3.75t水是以5000元/t處理的，即每年約684萬元浪費了，這是非常昂貴的代價。如何減少這部分費用損失是本文探討的內(nèi)容。

　　3、污泥干化實驗

　　本文設(shè)計了幾組實驗進行實驗室驗證，利用梅特勒托利多公司生產(chǎn)的鹵素快速干燥儀HB43-S檢測實驗中水分。實驗原料為本公司生化污泥(含水率：75%)。

　　3.1 實驗1

　　(1)目的：驗證靜止干燥的可行性。

　　(2)實驗步驟：取生化污泥100g置于單口燒瓶內(nèi)，用油浴加熱至內(nèi)溫100℃~120℃，常壓蒸餾，經(jīng)過7h左右，觀察到蒸餾頭處仍有水汽溢出。

　　(3)實驗結(jié)果與討論：雖然仍有少量水汽溢出，但是單口燒瓶內(nèi)污泥已經(jīng)固化板結(jié)，無法倒出，說明靜態(tài)干燥方式不可取。

　　3.2 實驗2

　　(1)目的：驗證攪拌式干燥的可行性。

　　(2)實驗步驟：取生化污泥100g置于四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌，用油浴加熱至內(nèi)溫100℃~120℃，常壓蒸餾，經(jīng)過5h左右，觀察到蒸餾頭處無水汽溢出。

　　(3)實驗結(jié)果與討論：蒸餾終點時，污泥呈顆粒狀，粒徑約1mm，容易倒出，檢測水分含量為5%。

　　3.3 實驗3

　　(1)目的：驗證低溫蒸餾的可行性。

　　(2)實驗步驟：取生化污泥100g置于四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌，用水浴加熱至內(nèi)溫70℃~80℃，水泵于-0.08MPa下減壓蒸餾，經(jīng)過3h左右，觀察到蒸餾頭處無水汽溢出。

　　(3)實驗結(jié)果與討論：蒸餾終點時，污泥呈顆粒狀，粒徑約1mm，容易倒出，檢測水分含量為4%。

　　3.4 實驗4

　　(1)目的：驗證蒸餾溫度對水分的影響。

　　(2)實驗步驟：取生化污泥100g置于四口燒瓶內(nèi)，開啟攪拌，用水浴加熱至內(nèi)溫50℃~100℃，水泵于-0.08MPa下減壓蒸餾，經(jīng)過3h，取樣檢測水分。

　　(3)實驗結(jié)果與討論：所得結(jié)果見圖1。

　　從圖1中可以看出，溫度在70℃以上時，干燥后固體水分基本趨近平衡。因此，應(yīng)該選擇熱源溫度在70℃以上的帶有真空系統(tǒng)和攪拌的工業(yè)應(yīng)用裝置。

　　考慮到真空度和干燥時間受工業(yè)裝置加熱面積影響較大，因此在工業(yè)裝置上對這兩項因素進行了考察。

　　4、工業(yè)裝置選型

　　在工業(yè)裝置選型時主要考慮了熱源的問題，化工廠中普遍采用多效蒸發(fā)對高含鹽廢水進行蒸餾，一般三效蒸發(fā)排出的熱水蒸汽溫度在80℃~120℃之間，因此利用此股熱源作為污泥干燥的熱源是合適的。

　　工藝還要求工業(yè)裝置帶攪拌和真空，因此經(jīng)過多方考察，選擇轉(zhuǎn)盤干燥機作為干燥裝置，其具有外夾套和轉(zhuǎn)盤夾套，加熱面積是常規(guī)蒸發(fā)裝置的3倍，可以縮短加熱時間，節(jié)約電費，而且其要求的熱源溫度范圍是不超過0.3MPa蒸汽或熱水，與工藝要求及三效蒸發(fā)尾汽正好匹配。

　　由于污泥中主要含有水分，因此真空系統(tǒng)選用環(huán)保型水環(huán)真空泵。

　　蒸發(fā)量要求僅為：

　　式(2)中：5t/d為污泥處理量曰75%為含水率曰16h為每天核算設(shè)備蒸發(fā)有效時間，要扣除交接班因素和裝卸料因素占用的時間。

　　所選轉(zhuǎn)盤干燥機的規(guī)格為4000L，加熱面積為38m2?？紤]到購買設(shè)備前在這一型號設(shè)備里帶料中試實際蒸發(fā)速率在0.4t/h左右，因此選擇這一規(guī)格型號是滿足需求的。調(diào)試具體參數(shù)見表1。

　　加熱溫度選擇85℃和100℃進行調(diào)試，85℃是三效蒸發(fā)尾汽正常的溫度，100℃是三效蒸發(fā)運轉(zhuǎn)異常，能耗偏高時尾汽的溫度。真空度是真空泵正常運轉(zhuǎn)的指標，主要受真空泵功率的影響，在蒸發(fā)負荷確定的情況下，此參數(shù)無調(diào)整的必要。

　　從結(jié)果來看，單批干燥時間為4~5h，剩余水分為4%~5%，都是可以接受的。按照2500kg/批投料量，一天僅需兩批共10h負荷運行時間即可處理完畢。

　　5、工業(yè)裝置經(jīng)濟核算

　　每天產(chǎn)生5t污泥，經(jīng)過干化后含水率為5%，則固廢處理成本計算如下：

　　操作費用主要是電費和人工費用，干燥設(shè)備和真空設(shè)備總電機功率30kW，每天運行按照10h，電費0.8元/kWh計算，則

　　每天需要兩個人工，按每人每年6萬元計算，人工費約12萬元。

　　則合計每年費用為：

　　相對于直接外部固廢焚燒，采用本方法干燥年節(jié)約912.5-260.8萬元=651.7萬元，經(jīng)濟效益明顯。

　　6、結(jié)語

　　(1)結(jié)合化工企業(yè)實際，闡述了生化污泥的處理現(xiàn)狀，并對此進行經(jīng)濟分析。

　　(2)通過小試，探索了污泥處理的可行性和具體工藝條件。

　　(3)考慮到熱源的問題，利用公司三效蒸發(fā)排出蒸汽和熱水資源，節(jié)約了能源。

　　(4)本方法簡單易行，經(jīng)濟效益明顯，具有普遍的適用性。(來源：浙江埃森化學(xué)有限公司)