污泥低温真空脱水干化成套技术概述_赵利利

节能技术

污泥低温真空脱水干化成套技术概述

赵利利（上海复洁环保科技股份有限公司，上海201801）摘要：随着我国经济技术不断发展，污泥处置将从传统的卫生填埋向污泥干化焚烧或资源化利用方向发展。低温真空脱水干化成套技术采用低温真空干化原理，可以一次性将污泥的含水率从98%左右脱水干化至10%～40%，为后续的焚烧或资源化利用创造了条件。关键词：污泥；低温真空；脱水干化；含水率中图分类号：X705文献标志码：A

文章编号：1005－7676（2017）02－0110－04ZHAOLili（ShanghaiCEOEnvironmentalProtectionTechnologyCo.,Ltd.,Shanghai201801,China）

WiththerapiddevelopmentofChineseeconomyandtechnology,sludgedisposaltendtofollowthedirectionofsludgedriedburningorresourceutilizationinsteadoftraditionalsanitarylandfill.Basedonthelow-temperaturedryingprincipleinvacuum,sludgelow-temperaturevacuumdryingpackagedtechnologycandecreasethesludgewatercontentfromabout98%to10%-40%inonetime,thusprovidesconditionsforsubsequentburningorresourceutilization.sludge;low-temperaturevacuum;dehydrationanddrying;watercontent1概述常规的污水处理厂，在处理过程中都会产生大

80%、60%、50%、40%。目前国内的污水厂及污水处理企业，都需要进行脱水，即深脱或干化[3]。无论

是处置途径还是运输，降低含水率都是污泥处理处置不可回避的难题[4]。

低温真空脱水干化成套技术是一项突破传统意义的重大发明，将脱水和干化在一台机器上体现，创造了真正意义上的脱水干化一体机[5]。

量污泥，传统的污泥脱水方式以机械脱水为主，比如带式脱水、离心脱水及板框脱水等[1-2]，含水率一般控制在70%～80%，如需进一步将含水率降到60%左右，则需要添加石灰、铁盐等药剂。

污泥脱水后仍旧面临严重的后续处置问题，尤其是工业污水处理过程中还要面对危废处置的难题。处置后的污泥可以去填埋或者去堆肥，但是含水率仍旧较高，想做更深层次的处置，比如焚烧、建材利用、园林绿化用土等，就需要继续将污泥干化。

污泥处理有一个基本的要求，即含水率需小于

22.1

低温真空脱水干化成套技术简介技术原理

在一个大气压下，水的沸点在100益。随着大

气压的降低，真空度提高，水的沸点会相应降低。该技术控制真空度在0.1个大气压，对应水的沸点

收稿日期：2017-03-06作者简介：赵利利（1984—），女，吉林舒兰人，助理工程师，硕士，毕业于南昌大学，环境科学专业，主要研究方向：固废处理与处置。节能技术2）能源研究与管理2017（

窑111窑是40～50益，即在此温度下泥饼中的水分就会沸腾

汽化。该技术是在传统的隔膜板框压滤机脱水阶段的基础上增加了真空干化阶段，使污泥的含水率在同一设备中进一步得到降低，达到了干化减量的效果。一般而言污泥干化到含水率30%，干化阶段的时间大概需要100min；从进料到卸料干化全过程一个批次需4～5h。每个批次的耗时需要根据最终出料的含水率要求来决定，含水率低则时间会相对长一点，含水率高则时间短一点。2.2技术优势

低温真空脱水干化成套技术改变了传统工艺流程，将物料的脱水与干化工序合成一体，在同一设备上连续完成。该技术是针对要求含固率高的物料以及温度较高的物料进行固液分离；实现脱水干化一体化，减少污泥在脱水与干化设备间的时间、空间转换，减轻了环保、安全上的压力；机械脱水达到极限后，利用低温（＜100益）真空干化原理，使污泥达到传统热力干化的脱水效果；又将污泥水分降至资源化利用的要求，最大限度地实现了污泥的减量化，并在一定程度上起到了杀菌灭活和无害化的作用，是污泥脱水干化领域的新一代节能降耗设备。

2.2.1设计领先

低温真空脱水干化成套技术以污泥最终处置为导向，将脱水、干化在同一系统中一体化连续完成，实现污泥源头减量，最大限度地减少后续运输处置的成本。此外，可以进行模块化设计，可根据项目实际建设和运行规模不断变化，一次性设计，灵活分期建设，最大限度地降低设备投资风险。

2.2.2运行经济

低温真空脱水干化成套技术是一项高效工艺，利用低温真空脱水原理，实现高效地脱水干化，直接运行成本较低。1）药剂成本低。只需添加少量PAM等常规絮凝剂，不需要投加石灰、铁盐等无机添加剂，药剂的投加量较常规脱水低。2）能源成本低。使用的直接热介质是90益的热水，对热源要求比较低，除了90益的热水，也可使用工业项目中的低压蒸汽、余热、烟道气等低品位热源，某些市政项目中的污泥热水解、厌氧消化等过程产生的余热，都可以用作热源。3）维保成本低。滤板的膜片及其他配件可拆卸，如需维修保养，无需更换整个滤板。2.2.3安全环保

首先热源采用的是85～90益的热水，或低品位的余热蒸汽、烟道气等，过程全封闭负压运行，污

泥或物料进入脱水干化系统后，不再与运转部件产生动态接触，没有磨损、粉尘爆炸的隐患；与常压条件下的热干化技术相比，尾气排放量也会大大降低；该技术不需要添加石灰、铁盐等药剂，实现了真正的减量，对处置途径不造成限制性的风险。2.3系统组成

从功能上分，低温真空脱水干化成套技术设备主要包括以下几部分。

2.3.1液压系统

液压系统采用高性能、高精度一体化设计制造，当滤板压紧后，油缸压力达到设定上限值时，控制系统停止油泵工作，油缸处于保压状态。当压力下降至设定下限值时，控制系统启动油泵，油泵重新工作，使压力重新升至设定上限值。当进料、压滤和真空干化结束后，油缸活塞杆回缩，滤板拉开后卸料。

2.3.2机体系统

机体系统采用等强厢式结构的主梁与固定压板组件和后支架相连接，构成矩形框架。在处理腐蚀介质时，机架通过表面喷涂金属或聚氨酯进行防腐处理。在滤板压紧机构中，采用活动压紧板推动滤板组靠拢，油缸同步运动，实现滤板的稳定闭合，均匀施压。密闭可靠，不喷料，且密封性能好，有利于真空度形成。2.3.3压滤系统

压滤系统由交替排列的隔膜板和加热板组件与滤布组成，形成多个滤室，过滤过程短、卸料效果好。过滤时，污泥在泵压的作用下，经进料口均匀进入各过滤腔室内，借助泵压进行固液分离。过滤结束后，高压水进入隔膜空腔内，挤压滤饼，进行压滤脱水；再利用压缩空气吹扫进料管路中的残余污泥和水。

2.3.4加热循环系统

加热循环系统包括热水锅炉、循环泵、阀组等，将冷水加热并保持在80～90益，由热水泵将热水注入隔膜板和加热板，使隔膜板和加热板的加热面迅速升温，进而加热滤饼，为后续的真空干化提供热源。加热后的水回流至锅炉，再次加热实现闭路循环，既有效地实现了加热，又节省了能源。在可以利用废热作为热源的情况下，利用热交换器对加热介质进行加热。2.3.5真空系统

真空系统包括真空泵、冷凝阀组、管道等。真空泵用于抽取密闭腔室中的汽水混合物，使腔室内

窑112窑2）能源研究与管理2017（

节能技术

形成一定真空度，进而将水的沸点降低。冷凝器的作用是将从腔室中抽出的汽水混合物冷凝成水，进而排出。

2.3.6电控系统

电控系统由运行集中控制、传感器、液压控制、管路阀门控制、液位控制、输送控制等组成，完成对脱水干化设备工作周期的控制。电控系统可手动与自动相互切换，以实现压紧、进料、压榨、真空干化、卸料等设备的自动或手动运行功能。电控系

统可现场调整压滤机工艺参数，方便工艺控制过程，并具有自动报警、显示故障和运行、操作等功能，

选配），可以并配置紧急停止装置和安全光幕保护（有效地保护工作人员安全。

2.3.7卸料和滤布清洗系统

滤板在开板时，污泥自行脱落。可根据客户需求选配滤布自动清洗装置。

低温真空脱水干化成套技术设备系统组成图见图1。

图1低温真空脱水干化成套设备系统组成

2.4工艺路线排放，尾气经净化处理后排放。

整个过程含水率的变化曲线图见图2。

12342.4.1进料过滤

经调质后的污泥，经进料泵送入脱水干化系统，同时在线投加絮凝剂，利用泵压使滤液通过过滤介质排出，完成液固两相分离。在入料初期，滤布上的滤饼层较薄，过滤阻力小，因此入料量很大。随着过滤的进行，滤饼逐渐增厚，滤饼的空隙率则相对减少，导致过滤阻力增加，入料量随之减少，当物料充满滤室时，进料过滤期结束。2.4.2

隔膜压滤

1234在密实成饼阶段，通过滤板内的高压水产生压榨力，破坏物料颗粒间形成的“拱桥”，使滤饼压密，将残留在颗粒空隙间的滤液挤出。2.4.3吹气穿流

利用压缩空气强气流吹扫进行穿流置换，使滤饼中的毛细水进一步排出，最大限度降低滤饼水分。2.4.4真空干化

在此基础上，低温真空脱水干化成套技术增加了真空干化功能，即在隔膜压滤结束后，滤板中通入热水，加热腔室中的滤饼，同时开启真空泵，对腔室进行抽真空，使其内部形成负压，降低水的沸点。滤饼中的水分随之汽化沸腾，被真空泵抽出的汽水混合物经过冷凝器，汽水分离后，液态水定期

时间

.进料过滤阶段；2.隔膜压滤阶段；3.吹气穿流阶段；4.真空干化阶段；

1.进料过滤降低的含水率；2.隔膜压滤降低的含水率；3.吹气穿流降低的含水率；4.真空干化降低的含水率。

1图2含水率的变化曲线

3低温真空脱水干化成套技术的工程应用该技术目前已广泛应用在市政、工业、污水厂、

石油石化等行业，以及热水解、厌氧消化等产生的污泥等领域，项目案例遍布全国各地，例如上海嘉定某污水处理厂污泥减量工程，设计处理污水总规模17.5万m3/d，近期日均污泥处理规模约150t/d（含水率80%）。污泥干化设备供货和安装工程选用“低温真空脱水干化工艺”对污泥进行脱水干化处

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2）能源研究与管理2017（

窑113窑理，将含水率在96%～98%的污泥一次性脱水干化

至含水率30%以下，处理后的污泥总量为42.8t/d，减量70%以上；广东某污水处理厂污泥脱水干化工程，污泥处理规模为12t/d，选用“低温真空脱水干化成套技术设备”对污泥进行脱水干化处理，将含水率在99.3%的污泥一次性脱水干化至含水率30%处理处置后的污泥在一定程度上起到了杀菌灭活和无害化的作用，可以用作填埋、燃料、园林绿化用途、建筑材料等，最终实现了资源化利用。参考文献

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4结语这项技术的可贵之处在于，将污泥脱水、干化

“一体化”，省却了脱水设备及占地面积、节约了土地；无需使用石灰、铁盐等添加剂，实现了污泥处置从源头减量；大大降低后期的处置、运输成本；

（上接第109页）

取一次设计，分步实施，避免因NO排放指标的提高造成重复建设，以最优化的成本实现NO的有效控制。参考文献

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电力出版社,2013.《塔式太阳能热发电镜场定日镜清洗装置设计》：2014年第4期59页一文增补“基金项目：2013年杭州市创新链产业链重大科技创新专项资助项目“太阳能热发电关键技术与装备研发”（20132111A02）”，论文刊登时遗漏，特此更正。