隨著污水處理率在大城市的逐年增加，污泥量與日俱增，污泥處理處置問題日益嚴重。此外，污泥體積龐大，處理困難，妥善處置成為當務之急，污泥處置成為污水處理廠設計和運行中必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié)。污泥熱干化是污泥減量化和穩(wěn)定化的常用技術(shù)。脫水污泥經(jīng)干燥后，含水率可從80%大幅降低至30%左右，減量化效果顯著。干化后的污泥呈顆粒狀，便于儲存和運輸。處理后的污泥可作為燃燒的輔助燃料或作為肥料、土壤改良劑等后續(xù)利用。本文以鄭州市馬頭崗污泥處理廠200t/d污泥干化系統(tǒng)為例，對該系統(tǒng)進行熱平衡計算，尋找提高熱能利用率的有效途徑，為今后的工程設計和應用提供參考。

1.流程介紹

鄭州馬頭崗污泥處理廠消化干化工程采用“高倩中溫厭氧消化+污泥熱干化”工藝。其中，污泥消化處理規(guī)模為800t/d(按80%含水率計)，污泥干化處理規(guī)模為200t/d(按80%含水率計)。污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣作為凈化處理后污泥干化的熱源，污泥干化產(chǎn)生的廢氣作為污泥消化和保溫的熱源，通過能量的有效利用，達到消化和干化本身的能量平衡。污泥熱干化系統(tǒng)主要由干燥機、鍋爐、換熱設備、尾氣處理設施等組成。流程如圖1所示。

2.熱平衡過程數(shù)據(jù)的選擇

為了保證熱平衡的準確性和代表性，消除非正常工況對熱平衡的影響，以干燥系統(tǒng)最近連續(xù)穩(wěn)定運行的18d生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為熱平衡的依據(jù)。主要生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)見表1。

3.熱平衡和損失分析

根據(jù)熱量衡算，沼氣燃燒釋放的熱量為20775.172 MJ/h，干燥器中蒸汽釋放的熱量為15491.5 MJ/h，鍋爐和干燥器的換熱效率分別為76.88%和91.37%。

與設計值相比，鍋爐效率低的主要原因是干燥蒸汽冷凝水回水溫度高，熱量未得到有效利用，導致鍋爐給水溫度(96℃)遠高于設計值(25℃)，鍋爐省煤器換熱效果差，大量熱量排出的煙氣未得到有效利用。

4.干燥系統(tǒng)技術(shù)改造的可行性分析

由于干燥機蒸汽冷凝水回水溫度高，且有大量熱量，應考慮干燥系統(tǒng)的技術(shù)改造，利用這部分熱量提高干燥系統(tǒng)的熱量利用率。如果用蒸汽冷凝回水預熱載氣(空氣)、進泥或鍋爐配風(空氣)，假設換熱器換熱效率為85%，通過熱平衡可得:將載氣(空氣)從25℃預熱到110℃可節(jié)約169.218 MJ/h；將污泥從25℃預熱到75℃可節(jié)約熱量477.414 MJ/h；將鍋爐空氣(空氣)從25℃預熱到100℃可節(jié)約熱量522.585MJ/h。

5.結(jié)論

干燥機蒸汽冷凝回水有大量熱量未被有效利用，該熱量完全可以滿足載氣(空氣)、干化污泥和鍋爐配風(空氣)預熱所需熱量，余量較大。通過技術(shù)改造，利用干燥機蒸汽冷凝回水帶來的熱量對載氣(空氣)、干化污泥和鍋爐配風(空氣)進行預熱，提高了整個污泥熱干化系統(tǒng)的熱量利用率，節(jié)能效果顯著。(來源:鄭州污水凈化有限公司)

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