【微水會·第18期】蘇伊士：分段式污泥干化技術及其案例分享內容實錄

時間：2016-08-03 來源：微水會 作者：程忠紅

導語：在第二季的微水會，我們將以專題形式，為大家帶來不同的污泥處理處置技術。在了解和學習了幾種污泥處理處置技術后，本期我們邀請到蘇伊士集團水務工程推廣經理程忠紅為大家做關于分段式污泥干化技術及應用案例的專題分享�，F將內容做簡單梳理，供大家交流學習。

背景：污泥處理處置一直是備受業內關注的問題，對于處理處置技術的研究也在進一步的發展和深化。在早期的污泥處理處置中，大部分選擇傾倒入海，該方式在1998年后被全面禁止。隨著人們對污泥中有機質和營養物質的重視，土地利用成為新的處置方式并受到鼓勵，但由于有害有機物、病原體及重金屬含量等控制嚴格，這一方式受到了一定限制；另一種方式填埋因土地資源匱乏和其二次污染問題亦受到限制。而焚燒因其自身的優點，得到快速發展，隨著城市化進程獲得了進一步推廣。

對于污泥的處理處置技術，要結合污泥所在地及污泥特性，因地制宜選擇合適的處理技術，也要學習和借鑒國內外的先進技術。

主題：分段式污泥干化技術及其案例分享

話題：

1、Innodry 2E污泥干化技術介紹

2、Evaporis Twist工藝介紹

3、應用案例分享請輸入正文

（微水會在線沙龍內容整理請逐文往下閱讀，完整PPT查閱請下拉至底部）

技術簡介：

1、蘇伊士Innodry 2E （兩段式）污泥干化技術，是目前市場上相對節能的污泥熱干化工藝，可將80%含水率的污泥干化至10%～30%的含水率。該技術在全球范圍內共有40多條干化線，國內共有6個項目已完成或在建，國內總處理量1750噸/天。

2、Evaporis Twist是蘇伊士推出的針對無機質含量較高的污泥干化技術，將其獨有的絞壓高干脫水機結合帶式干化機，可直接將濃縮污泥進入系統進行處理，干化后的干度達到65%-90%，進一步降低投資成本節省了占地，簡化了處理流程且在同樣低能耗的前提下達到干化效果。

嘉賓簡介：程忠紅，蘇伊士水務工程技術推廣經理，從事污水處理工作八年，熟悉蘇伊士水務工程各種水處理及污泥處理技術。

關于蘇伊士：蘇伊士集團是一個專門從事資源保護和回收利用并提供工業服務和解決方案的集團，成立于1858年，業務遍及全球70個國家。蘇伊士水務工程（原得利滿）1975年進入中國，完成了240多個相關項目。在國內業務涵蓋了供水、污水處理、工業廢水處理、污泥處理處置等多方面領域。其中污泥處理技術有消化、高干脫水、污泥干化、污泥焚燒等各種類型。其中兩段式干化Innodry2E工藝1996年開始工程應用，創新的熱量回收裝置使得Innodry 2E的熱耗降至650-750kWh/噸水蒸發量（相比可減少30%-40%），是目前能耗最少的干化系統。另外其操作環境中幾乎無粉塵產生，杜絕了顆粒自燃和爆炸的風險，經全球四十多個業績充分驗證了其技術安全、經濟、可靠的卓越性能。

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關于污泥焚燒方式

污泥焚燒分為兩種，一種是濕燒，通過添加大量燃料去直接焚燒，帶來的問題是能耗高，尾氣的處理量也比較大，相對來說處理比較困難，產生的二噁英也不能完全分解；另一種是干燒，通常是進行干化再焚燒，直接干化的代表技術是轉鼓式流化床，間接干化的代表技術是轉盤式流化床或帶式干化。

今天為大家介紹的是組合干化，主要是將直接干化和間接干化組合起來，第一段是一個薄層蒸發器，第二段是帶式干化機。由于是兩段組成，因此，命名為兩段式干化技術。

一、Innodry 2E污泥干化技術

1、工作原理

兩段式污泥干化的工作原理基本上是可以分為五個部分。首先是脫水的污泥，含水率大概是80%左右進入到第一層的薄層蒸發器里面，薄層蒸發器內有刮刀，可以使污泥形成一個六到八毫米的薄層，再進行干燥處理。然后將它的干度從20%提高到40-50%。

污泥在第一段干燥成40-50%干度的情況下，會進入到成型機，其將污泥壓成面條狀，然后通過小的傳送帶傳送到帶式干燥機里面，在帶式干燥機上進行進一步的干燥。在帶式干燥機干燥到65—90%干度，且這一干度是可以控制的。

這一工藝核心的特點是能夠有一個能量回收。在第一段的薄層蒸發器，它通過余熱蒸汽或其他熱源將污泥干燥，干燥完出來的溫度大概有100℃左右，在能量回收裝置進行熱交換，然后將這部分的熱量用來加溫第二段出來的熱量。即相當于利用了第一段的余熱再進行第二段的干燥。達到這樣一個效果，做到了能量回收。

2、能量回收換熱原理

第一段出來的廢熱蒸汽是100℃，然后通到下面圓形的換熱器，它的左邊是二級干化完出來的濕蒸汽，經過冷凝器之后，溫度大概是60℃，然后用第一段100℃溫度把第二段60℃溫度加熱到85℃，后續再經過一個加熱過程，把溫度加熱到100℃，再進入到二級干燥，溫度變為80℃，80℃經過冷凝之后再變為60℃，這樣完成了一個循環。

選擇兩段式干化組合的原因：

選擇兩段式組合工藝是與污泥本身的性質、不同的污泥干化技術的特點是相關的。簡單地，對間接干化來說，干化效率是隨著污泥干度的提升而下降的；對直接干化而言，在含水率比較高的情況下，是不適合使用帶式干燥機的，因為容易堵塞干燥帶。而且可以從上圖看出，間接干化存在一個比較難處理的區間，通常稱為污泥粘滯相的區間。由于這一特點再結合兩者的優缺點，可以發現：薄層蒸發器在含水率比較高的情況下，它的蒸發效率和干化效率還是比較高的，比較適合處理含水率較高的污泥。帶式干燥機在含水率比較低的時候比薄層蒸發器的效果應該要更高一點。

因此，采用兩段式的組合工藝把第一段的薄層蒸發器用來干化前面的部分，用帶式干燥機來處理后面的部分。這樣選擇性的優化組合，使得它很好利用了各自的優點，而避免了污泥干化本身污泥性質的變化。

特點：1）經濟性：由于中間使用了能量回收，使得它能耗比通常的污泥干化節省30%左右。2）安全性：是焚燒或干化這類技術非常關鍵的特點，這一組合工藝中污泥接觸部分最高溫度不超過110℃；由于成型機的處理，最后的污泥是顆粒狀的，很少有粉塵產生，不易發生粉塵爆炸，因此廠區不需要設立防爆區，不會有粉塵爆炸的危險。3）無塵

兩段式是目前市面上污泥干化技術里相對最節能的技術，通過下圖可看出，與其他干化相比，在蒸發同樣噸水的前提下，兩段式的熱能耗比其他工藝大概要省20-30%；能夠少20-30%的能耗，主要是因為它把第一段的余熱進行了一個回收利用到第二段的帶式干化，減少了這部分的能耗，從而節約了能量。

普通的污泥干化，它的風險主要是產生粉塵，會有粉塵爆炸的危險，其次是運行溫度比較高，會有著火的危險。而兩段式污泥干化最終出來的產品是顆粒的污泥，根據粉塵的定義，其粒徑應該是小于0.075mm，而通過數據分析，兩段式干化產生的污泥粒徑在0-0.063mm范圍的占0.3%，比重是非常小的。

案例分享：

在國內目前是有6個項目，總的處理規模是1750噸/天（80%含水率）脫水污泥；在國際上，應用相對更廣一些，主要集中在歐洲地區，相對來說是對環境和污泥處置要求比較高的地區。

蘇州工業園區干化污泥項目：

該項目是2009年開始建設，在2011年完工，一期項目處理量是300噸/天，二期項目也于去年簽下，也是日處理300噸濕污泥。第一期項目已累計處理污泥400000噸。這一項目也成為了一個很好的示范性項目，對行業來說，達到了一個產業協同循環利用的效果。

它的循環模式可簡單概括為：污水廠污泥進行一個初步的脫水，脫水到80%的含水率，運到干化廠，在污泥干化完之后，最終的污泥再送到旁邊的熱電廠作為劣質燃料焚燒。污泥干化的熱量是來自熱電廠的余熱蒸汽，干化廠產生的冷凝水再送回到熱電廠供熱電廠使用，在熱電廠灰渣又送到了旁邊的建材廠，灰渣在送到建材廠之前，做了相關檢測，是符合標準，經驗證也不屬于危廢，因此可運到建材廠用作制磚的原料。

干化所產生廢氣以及廢水，包括工廠的噪音都達到了相關產業或環保的要求，做到很好根除三廢這樣一個目的。

以下為項目相關運行數據分析。

上圖是設計運行值和經過調試及優化后實際運營平均值。

小結Innodry 2E技術：

這一技術最顯著的特點是節能、安全可靠。這種創新組合的形式利用了間接干化和直接干化的優點，而且避免了各自的風險區間，很好的結合了各自的特點。在節能環保方面有非常顯著的好處。

Innodry 2E技術用于高干度半干化

針對污泥走摻燒或者叫混燒，就比如說送到熱電廠或者垃圾焚燒廠等等這樣一些地方去焚燒的話。那我們認為是不需要或者是沒有必要去把污泥干化到90%這么高的一個干度，然后才去焚燒。那以我們的經驗來說，它可能干燥到65-75%這樣的干度就可以滿足這種摻燒的需求，這種也把它定義為一個半干化。針對這種半干化，我們對兩段式做了一點小的調整，從下圖可看出明顯的區別就是第一段的薄層蒸發器的體積更小了。它體積小的一個原因就是說，第一段只需要從80%含水率干化到65%左右含水率，在65%含水率的情況下將污泥壓成型，成型完之后再進入帶式干化機去干化。

下圖對比了干化到90%和65%干度兩設備的不同。首先是第一段的干度變化，采用半干化只需要從20%的干度干化到35%的干度進行成型；采用半干化，最后干燥完的污泥干度在65-75%這樣一個區間，這樣的好處是同樣的低能耗，因為它也采用了一個兩段也有一個能量回收，這種干度滿足或者非常適合電廠、垃圾焚燒廠進行摻燒處理。帶來的最大好處從投資方面來說是它會更加經濟。

二、Evaporis Twist技術

Innodry 2E技術進的污泥是脫水污泥，含水率為80%，再進到兩段式污泥干化。而Evaporis Twist技術是直接讓濃縮污泥（含水率93-97%左右）進入系統，它的第一段稱作Dehydris Twist，是一個新式的絞壓脫水機，然后再進入到帶式干燥機。

這一絞壓脫水機在不投加石灰的情況下，最終脫水干度達到35-40%左右，這和投加了石灰的板框脫水的效果是相當的。而且整個運行工藝十分緊湊，比板框少20-30%的占地面積。由于它是密閉運行的，一個工作周期兩到三個小時只有五分鐘它是卸泥階段會打開。也就是說兩到三個小時內，只有五分鐘有可能會有臭氣散發。因此，它的操作環境會非常好，運行時設備環境噪音非常小，對于高標準運行的污泥廠或污泥處置中心會是一個非常好的選擇。

它的工作原理類似于活塞作用。它在內部是有濾芯的，污泥進入活塞腔體之后，污泥和濾芯會包裹在一起，在活塞前后進行推動擠壓時，污泥和濾芯也會進行同時的擠壓。除了擠壓作用外，還有扭轉的作用。在擠壓和扭的同時，水會通過濾芯滲到濾芯內部的導流層當中去，通過導流層將污泥中的水排到活塞外面，達到脫水的效果。這樣的一個過程也是非常有利于黏在濾芯表面的污泥進行一個脫落，達到濾布自凈的過程。很好的解決了污濁的問題

此外，配備有自動清洗裝置，大概是一周進行一次自動清洗，做一個日常的維護性的護理。Evaporis Twist工藝是絞壓脫水機和帶式干燥機組合，這一工藝主要針對無機質和含沙量比較高的污泥，它的經濟性會非常好。 兩種工藝的對比：

Evaporis Twist工藝成型的干度和Innodry 2E用于高干度半干化是相當的，最后污泥的干度也是可以到65-90%。

上圖以處理一個100000m3/d的污水廠污泥為例，采用不同的工藝，通過對比可以看出，Evaporis Twist工藝的蒸發水量比原來減少55%，熱能耗也能降低40%左右，運行成本會更低；由于它進的是濃縮污泥，從工藝的整體流程來看，它的流程更短，而且占地面積更小。

Innodry 2E是典型的分段式污泥干化工藝，它整體來說比較節能、安全而且環保，在市政污泥處理方面有很好的應用前景和效果，尤其是和熱電廠、焚燒廠進行產業協同，有非常好的經濟效果和環境效果。另外通過改進之后，可以將Innodry 2E調節到半干化的工藝程度，讓它的出泥干度在65-75%，這也是非常適合國內污泥摻燒的現狀。

Evaporis Twist工藝主要是針對無機質含量比較高的污泥效果和經濟性會更好一些。眾所周知，污泥的脫水效果和污泥里有機質含量是有關系的，有機質含量低，那么它前端脫水的效果會比較好，蒸發的量就比較少，這樣才會有一個比較好的經濟性。

答疑討論

1、污泥脫干過程中產生的廢水如何收集及處理？

答：污泥干化過程產生的廢水再回到原來污水廠進行處理，污泥干化廠就不需要再建污水處理線，這樣經濟性更好。

2、濾帶的更換頻率高嗎？

答：濾帶更換通常來說一年1-2次，這個和污泥的特點也會有點關系，如果污泥含沙量較大的話，磨損也會更快。

3、兩段式干化里面兩種藥劑，氫氧化鈉和次氯酸鈉什么用途，用在什么地方？

答：氫氧化鈉和次氯酸鈉主要是用來除臭的，這個工藝配備除臭系統，因為臭氣處理也是污泥干化過程中比較重要的環節。

4、第一段薄層蒸發，一級溫度多少？

答：一級溫度一般是110℃左右。

5、對進料有什么要求嗎，比如含水量、固體顆粒粒徑分布？

答：第一段是薄層蒸發器，它對進料目前來說，沒有明確的限制，但根據我們的經驗，如果污泥的含沙量比較高，那么對薄層蒸發器磨損的風險比較大；其他的要求就是通常進的是含水率80%的污泥。

6、臭氣有沒有專門建立收集處理系統？

答：臭氣是專門的收集處理系統的。

7、二級多少度，最后一級溫度多少？

答：二級溫度80-100℃，最后出來的污泥是40℃左右。

8、既然是薄層蒸發用的是蒸汽，可否考慮使用熱電的高溫煙氣呢？

答：高溫煙氣暫時沒考慮，主要原因應該是煙氣里還是會有一些其他成分，高溫下時間長了可能會對薄層蒸發器有損害，這個設備本身也是個精細設備，如果損壞的話，相比節約的蒸汽費用，可能得不償失。

9、對于污泥來量不穩定的情況下，第一級和第二級物料性質和物料量不穩定，熱換網絡如何實現平衡？

答：目前這套工藝還是建議維持物料相對穩定。如果物料變化太大容易使得第一段干化后的干度出現變化，成型時的干度變了會影響成型效果。

10、廢氣除臭后排了嗎，合格嗎，低溫是不是為了不產生二噁英？

答：廢氣除臭后排放，經過處理完全合格，下面有一些檢測數據供參考。

11、第二段加熱是直接加熱還是間接加熱？

答：第二段是直接加熱。

12、蒸汽進入薄層蒸發器是對流還是熱傳導？

答：是對流。產生的冷凝水會進行回收，回收的冷凝水再賣給電廠使用。

13、目前你們蘇州這個運行的工程，投資和運行成本如何？

答：投資大致來說噸泥40-50萬，包括干化設備、除臭系統、通風等所有；運行成本小于200元，包括除臭、通風、電費、藥耗等。運行成本考慮了人力，沒有考慮折舊。

14、一級出來的蒸汽，跟帶式干燥機出來的濕水汽換熱？

答：是的。

15、最后臭氣是從哪個環節導出處理的？

答：第一段的薄層蒸發器本身是比較密閉的，它有專門的臭氣排放口�？梢灾苯舆M行收集。第二段整體是個廂式造型，也是為了方便收集廢氣。

16、除臭工藝是堿洗滌+氧化嗎？

答：主體是的。

17、100℃的蒸汽把60℃的空氣加熱到85℃？

答：沒錯。兩段的蒸汽量不一樣，不是1:1的關系，因此可以達到這個溫度。

18、這套系統的實現是不是需要周邊環境的配合？

答：說的很對。摻燒這種模式，附近配備預熱蒸汽比較好，靠近污水廠的話能節省污泥運輸費用，靠近熱電廠預熱近，而且干化后運去電廠方便運輸費用低。

19、顆粒狀的泥大多數用在哪里？

答：干化后的顆粒污泥可以送去熱電廠、垃圾焚燒廠等摻燒。Innodry 2E是比較適合這種后續摻燒處理路線的，如果后續是直接送去污泥焚燒廠的話用這個設備有點大材小用。后續直接做污泥焚燒的話，推薦使用薄層+Themlysis污泥焚燒（這個也是蘇伊士自己的工藝，能直接焚燒40-50%干度左右的污泥）。

20、設備體積有多大？

答：體積的具體數據還沒有，設備的設計很巧妙的，立體的很緊湊的，占地不大。

21、請問除臭成本占總成本多少？工作環境臭氣強度如何？

答：除臭成本差不多能占近三分之一。

22、該工況下臭氣主要成分是什么？

答：臭氣成分針對廠房各個方位都做過檢測，一共測試了8種可能排放的尾氣成分，濃度只有十幾。臭氣成分和污水主要污染物及污泥成分有很大關系，可能的臭氣主要有氨、硫化氫、甲硫醇、三甲胺、甲硫醚、苯乙烯等，這些也是《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）規定的一些內容。

23、操作工長期處于該環境中，健康影響有多大，保護措施有哪些？

答：安全是沒有問題的，正常運行后基本也不需要人員一直在廠房待著，接觸時間很短。另外，臭氣是直接從設備里面抽走的，房間內臭氣幾乎沒有，車間內還有通風等保障措施。

結束語：

前面幾期我們了解和學習了污泥生物瀝浸技術、電滲透污泥高干脫水技術、污泥好氧發酵技術三種技術。本期微水會我們又了解和認識了分段式污泥干化技術。各種污泥處理的技術和工藝各不相同，都有各自的優點，也存在著受限之處，無論何種工藝技術，因地制宜的選擇最重要。

蘇伊士環境集團水務工程公司@程忠紅程總先為我們簡單介紹了蘇伊士的發展歷史，后對Innodry 2E兩段式污泥干化工藝的工作原理，技術優勢等做了詳細介紹；基于兩段式污泥干化技術，著重介紹了蘇州工業園區的案例，以及產業協同循環利用的優勢。然后針對我國污泥，介紹了Evaporis Twist新兩段式污泥干化技術，重點介紹了絞壓高干脫水機-脫濕特。分析了這個工藝的優勢以及適用范圍，主要是針對無機質含量比較高的污泥。同時與兩段式污泥干化進行了對比。在討論環節，詳細的解答了群友關于能量回收換熱、物料使用、蒸汽使用、臭氣處理、投資和運營成本等方面的問題。

再次感謝蘇伊士@程忠紅程總為我們帶來的精彩分享，感謝廣大群友的積極參與和大力支持。下期，會有新的技術令人期待…… （聲明：以上觀點基于微水會討論內容整理，并經過主講審閱，但不代表本微信公眾號立場。我們堅持真實還原微水會討論精華，以供大家交流與學習。歡迎大家參與其中，真切感受討論氛圍。）完整PPT資料請添加管理員微信索取或訪問水世界官方論壇下載。下載地址：http://www.zhangyanji.com/bbs/forum.php?mod=forumdisplay&fid=150水世界論壇與微信互通啦！關注水世界公眾微信號，點擊菜單“水世界”，即可訪問論壇。

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