
分享技术:桑德集团 电渗透污泥高干化脱水技术及其应用
分享嘉宾:孟龙 桑德集团研发部高级工程师
第一节 我国市政污泥干化脱水现状
作为污水处理后的产物,污泥具有高含水、难脱水,富含有机质、易、产恶臭,含有病原微生物和重金属等污染物的特点。据环保部统计,到2014年全国投运的城镇污水处理厂污泥产量超过4000万吨/年(含水率80%),预计到2020年将突破6000万吨/年。而在已建成的污水处理厂中,有污泥稳定处理设施的不到四分之一,实际情况可能远远小于这一比例。
由于一直以来国内市政领域“重水轻泥”,使得多数污水处理厂污泥处置长期欠账,大量没有经过安全处理的湿污泥随意城”的境地。而污泥处理处置技术路线可以说是“百花齐放”“百家争鸣”,包括厌氧消化脱水 土地利用、好氧发酵 脱水 土地利用、脱水 填埋、脱水或热干化 焚烧、低温/高温炭化、脱水/热干化水泥窑协同焚烧等。但没有一种技术路线得到市场广泛认可。事实上这些技术路线的一个前提就是污泥减量化,也均需要配套污泥高干脱水技术。
总体上讲,污泥处置至今仍缺乏足够的市场驱动力,无法形成能够普遍适用的市场模式。
下面通过图来说明污泥脱水干化的重要意义。从下图可以看出:污泥含水率从接近99.96%左右,通过带压机、离心机或者是涡螺机将其降到80%情况下,污泥减重90%以上,这是一般机械脱水都能容易做到的,但从80%含水率降到35%左右,减重70%是最难关。即污泥脱水、干化的最难关是将污泥含水率从80%降到35%。
下面介绍几种通用的污泥脱水、干化技术。
第二节 电渗透污泥高干脱水技术及设备介绍
污泥干化、脱水尤其是将含水率从80%降到40%事实上是十分有意义的。桑德集团的电渗透污泥高干脱水技术,最大的一个亮点是将污泥中的水最大限度脱除,使污泥的热值大幅度明显提高,甚至有时污泥的有机质含量超过50%时,含水率只要能降到50%以下,正向热值都十分明显(见下图),就等于说是可以直接入炉焚烧。这一技术可将含水率80%的污泥降到40%,减量化达到70%。
基本原理:
一组带电的立式组件平行并联的排列在一起,污泥颗粒是一种带电的胶状菌胶团,基于双电层理论,将污泥置于平行的电场之间,在电场力作用下,污泥颗粒带负电向阳极富集,与之包裹的水是极性分子带正电向阴极富集;外加机械的强烈压榨,实现泥水分离。这一泥水分离过程与平时的热干化不同,分离过程中没有相变,水是在液态时与污泥颗粒实现固液分离,平时见到的热干化是液气进行相变,直接蒸发,进行干化。同时在电化学和电加热的共同作用下,通过电解水的强烈移动,布朗运动加剧,污泥中的大部分病原微生物随着泥饼温度的升高(大约70-80℃),压力增大,细胞的蛋白质变性,细胞死亡,关键是细胞外的EPS完全脱落,EPS中的水分也在电场力的作用下分离,进一步降低污泥含水率。
电渗透污泥高干化技术是一种节能的技术,其崭新体现在节能上。与热干化相比,就在于没有相变。众所周知,在没有汽化潜热、相变的情况下,能够将泥水分离,这中间的热效率是相当高的,其大约是热干化的三分之一。
设备的组成是十分简单的,包括主机、滤室组件、阴阳极装置、液压系统、接液翻板、自动清洗、除垢系统、PLC控制柜、还有进料、出料的收集、泵入,干泥饼的储存等。
设备运作流程:
技术创新点:
1、采用“板框梯度压榨”和“电渗透”耦合,解决泥饼受力小、含水率高问题,将含水率降至40%;
2、采用静态铜排牵引电缆配电,解决电渗透设备普遍存在的虚接打火问题,提高了系统稳定性;
3、采用低压开关电源,有效提高电能转换效率,同时提高系统安全性;
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