【微水会·第18期】苏伊士：分段式污泥干化技术及其案例分享内容实录

CharlesPan · 发表于 2016-4-25 13:32:01

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【微水会·第18期】 苏伊士：分段式污泥干化技术及其案例分享

导语：在第二季的微水会，我们将以专题形式，为大家带来不同的污泥处理处置技术。在了解和学习了几种污泥处理处置技术后，本期我们邀请到苏伊士集团水务工程推广经理程忠红为大家做关于分段式污泥干化技术及应用案例的专题分享。现将内容做简单梳理，供大家交流学习。

背景：污泥处理处置一直是备受业内关注的问题，对于处理处置技术的研究也在进一步的发展和深化。在早期的污泥处理处置中，大部分选择倾倒入海，该方式在1998年后被全面禁止。随着人们对污泥中有机质和营养物质的重视，土地利用成为新的处置方式并受到鼓励，但由于有害有机物、病原体及重金属含量等控制严格，这一方式受到了一定限制；另一种方式填埋因土地资源匮乏和其二次污染问题亦受到限制。而焚烧因其自身的优点，得到快速发展，随着城市化进程获得了进一步推广。
对于污泥的处理处置技术，要结合污泥所在地及污泥特性，因地制宜选择合适的处理技术，也要学习和借鉴国内外的先进技术。

主题：分段式污泥干化技术及其案例分享
话题：1、Innodry 2E污泥干化技术介绍
2、Evaporis Twist工艺介绍
3、应用案例分享请输入正文

（微水会在线沙龙内容整理请逐文往下阅读，完整PPT查阅请下拉至底部）

技术简介：
1、苏伊士Innodry 2E （两段式）污泥干化技术，是目前市场上相对节能的污泥热干化工艺，可将80%含水率的污泥干化至10%～30%的含水率。该技术在全球范围内共有40多条干化线，国内共有6个项目已完成或在建，国内总处理量1750吨/天。

2、Evaporis Twist是苏伊士推出的针对无机质含量较高的污泥干化技术，将其独有的绞压高干脱水机结合带式干化机，可直接将浓缩污泥进入系统进行处理，干化后的干度达到65%-90%，进一步降低投资成本节省了占地，简化了处理流程且在同样低能耗的前提下达到干化效果。

嘉宾简介：程忠红，苏伊士水务工程技术推广经理，从事污水处理工作八年，熟悉苏伊士水务工程各种水处理及污泥处理技术。

关于苏伊士：苏伊士集团是一个专门从事资源保护和回收利用并提供工业服务和解决方案的集团，成立于1858年，业务遍及全球70个国家。苏伊士水务工程（原得利满）1975年进入中国，完成了240多个相关项目。在国内业务涵盖了供水、污水处理、工业废水处理、污泥处理处置等多方面领域。其中污泥处理技术有消化、高干脱水、污泥干化、污泥焚烧等各种类型。其中两段式干化Innodry2E工艺1996年开始工程应用，创新的热量回收装置使得Innodry 2E的热耗降至650-750kWh/吨水蒸发量（相比可减少30%-40%），是目前能耗最少的干化系统。另外其操作环境中几乎无粉尘产生，杜绝了颗粒自燃和爆炸的风险，经全球四十多个业绩充分验证了其技术安全、经济、可靠的卓越性能。

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关于污泥焚烧方式

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污泥焚烧分为两种，一种是湿烧，通过添加大量燃料去直接焚烧，带来的问题是能耗高，尾气的处理量也比较大，相对来说处理比较困难，产生的二噁英也不能完全分解；另一种是干烧，通常是进行干化再焚烧，直接干化的代表技术是转鼓式流化床，间接干化的代表技术是转盘式流化床或带式干化。

今天为大家介绍的是组合干化，主要是将直接干化和间接干化组合起来，第一段是一个薄层蒸发器，第二段是带式干化机。由于是两段组成，因此，命名为两段式干化技术。

一、Innodry 2E污泥干化技术

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1、工作原理
两段式污泥干化的工作原理基本上是可以分为五个部分。首先是脱水的污泥，含水率大概是80%左右进入到第一层的薄层蒸发器里面，薄层蒸发器内有刮刀，可以使污泥形成一个六到八毫米的薄层，再进行干燥处理。然后将它的干度从20%提高到40-50%。
污泥在第一段干燥成40-50%干度的情况下，会进入到成型机，其将污泥压成面条状，然后通过小的传送带传送到带式干燥机里面，在带式干燥机上进行进一步的干燥。在带式干燥机干燥到65—90%干度，且这一干度是可以控制的。
这一工艺核心的特点是能够有一个能量回收。在第一段的薄层蒸发器，它通过余热蒸汽或其他热源将污泥干燥，干燥完出来的温度大概有100℃左右，在能量回收装置进行热交换，然后将这部分的热量用来加温第二段出来的热量。即相当于利用了第一段的余热再进行第二段的干燥。达到这样一个效果，做到了能量回收。
2、能量回收换热原理
第一段出来的废热蒸汽是100℃，然后通到下面圆形的换热器，它的左边是二级干化完出来的湿蒸汽，经过冷凝器之后，温度大概是60℃，然后用第一段100℃温度把第二段60℃温度加热到85℃，后续再经过一个加热过程，把温度加热到100℃，再进入到二级干燥，温度变为80℃，80℃经过冷凝之后再变为60℃，这样完成了一个循环。

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选择两段式干化组合的原因：

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选择两段式组合工艺是与污泥本身的性质、不同的污泥干化技术的特点是相关的。简单地，对间接干化来说，干化效率是随着污泥干度的提升而下降的；对直接干化而言，在含水率比较高的情况下，是不适合使用带式干燥机的，因为容易堵塞干燥带。而且可以从上图看出，间接干化存在一个比较难处理的区间，通常称为污泥粘滞相的区间。由于这一特点再结合两者的优缺点，可以发现：薄层蒸发器在含水率比较高的情况下，它的蒸发效率和干化效率还是比较高的，比较适合处理含水率较高的污泥。带式干燥机在含水率比较低的时候比薄层蒸发器的效果应该要更高一点。

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因此，采用两段式的组合工艺把第一段的薄层蒸发器用来干化前面的部分，用带式干燥机来处理后面的部分。这样选择性的优化组合，使得它很好利用了各自的优点，而避免了污泥干化本身污泥性质的变化。

特点：1）经济性：由于中间使用了能量回收，使得它能耗比通常的污泥干化节省30%左右。2）安全性：是焚烧或干化这类技术非常关键的特点，这一组合工艺中污泥接触部分最高温度不超过110℃；由于成型机的处理，最后的污泥是颗粒状的，很少有粉尘产生，不易发生粉尘爆炸，因此厂区不需要设立防爆区，不会有粉尘爆炸的危险。3）无尘

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两段式是目前市面上污泥干化技术里相对最节能的技术，通过下图可看出，与其他干化相比，在蒸发同样吨水的前提下，两段式的热能耗比其他工艺大概要省20-30%；能够少20-30%的能耗，主要是因为它把第一段的余热进行了一个回收利用到第二段的带式干化，减少了这部分的能耗，从而节约了能量。

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普通的污泥干化，它的风险主要是产生粉尘，会有粉尘爆炸的危险，其次是运行温度比较高，会有着火的危险。而两段式污泥干化最终出来的产品是颗粒的污泥，根据粉尘的定义，其粒径应该是小于0.075mm，而通过数据分析，两段式干化产生的污泥粒径在0-0.063mm范围的占0.3%，比重是非常小的。

案例分享：

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在国内目前是有6个项目，总的处理规模是1750吨/天（80%含水率）脱水污泥；在国际上，应用相对更广一些，主要集中在欧洲地区，相对来说是对环境和污泥处置要求比较高的地区。
苏州工业园区干化污泥项目：

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该项目是2009年开始建设，在2011年完工，一期项目处理量是300吨/天，二期项目也于去年签下，也是日处理300吨湿污泥。第一期项目已累计处理污泥400000吨。这一项目也成为了一个很好的示范性项目，对行业来说，达到了一个产业协同循环利用的效果。
它的循环模式可简单概括为：污水厂污泥进行一个初步的脱水，脱水到80%的含水率，运到干化厂，在污泥干化完之后，最终的污泥再送到旁边的热电厂作为劣质燃料焚烧。污泥干化的热量是来自热电厂的余热蒸汽，干化厂产生的冷凝水再送回到热电厂供热电厂使用，在热电厂灰渣又送到了旁边的建材厂，灰渣在送到建材厂之前，做了相关检测，是符合标准，经验证也不属于危废，因此可运到建材厂用作制砖的原料。

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干化所产生废气以及废水，包括工厂的噪音都达到了相关产业或环保的要求，做到很好根除三废这样一个目的。

以下为项目相关运行数据分析。

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上图是设计运行值和经过调试及优化后实际运营平均值。

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小结Innodry 2E技术：
这一技术最显著的特点是节能、安全可靠。这种创新组合的形式利用了间接干化和直接干化的优点，而且避免了各自的风险区间，很好的结合了各自的特点。在节能环保方面有非常显著的好处。

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Innodry 2E技术用于高干度半干化
针对污泥走掺烧或者叫混烧，就比如说送到热电厂或者垃圾焚烧厂等等这样一些地方去焚烧的话。那我们认为是不需要或者是没有必要去把污泥干化到90%这么高的一个干度，然后才去焚烧。那以我们的经验来说，它可能干燥到65-75%这样的干度就可以满足这种掺烧的需求，这种也把它定义为一个半干化。针对这种半干化，我们对两段式做了一点小的调整，从下图可看出明显的区别就是第一段的薄层蒸发器的体积更小了。它体积小的一个原因就是说，第一段只需要从80%含水率干化到65%左右含水率，在65%含水率的情况下将污泥压成型，成型完之后再进入带式干化机去干化。

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下图对比了干化到90%和65%干度两设备的不同。首先是第一段的干度变化，采用半干化只需要从20%的干度干化到35%的干度进行成型；采用半干化，最后干燥完的污泥干度在65-75%这样一个区间，这样的好处是同样的低能耗，因为它也采用了一个两段也有一个能量回收，这种干度满足或者非常适合电厂、垃圾焚烧厂进行掺烧处理。带来的最大好处从投资方面来说是它会更加经济。

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二、Evaporis Twist技术

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Innodry 2E技术进的污泥是脱水污泥，含水率为80%，再进到两段式污泥干化。而Evaporis Twist技术是直接让浓缩污泥（含水率93-97%左右）进入系统，它的第一段称作Dehydris Twist，是一个新式的绞压脱水机，然后再进入到带式干燥机。

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这一绞压脱水机在不投加石灰的情况下，最终脱水干度达到35-40%左右，这和投加了石灰的板框脱水的效果是相当的。而且整个运行工艺十分紧凑，比板框少20-30%的占地面积。由于它是密闭运行的，一个工作周期两到三个小时只有五分钟它是卸泥阶段会打开。也就是说两到三个小时内，只有五分钟有可能会有臭气散发。因此，它的操作环境会非常好，运行时设备环境噪音非常小，对于高标准运行的污泥厂或污泥处置中心会是一个非常好的选择。

它的工作原理类似于活塞作用。它在内部是有滤芯的，污泥进入活塞腔体之后，污泥和滤芯会包裹在一起，在活塞前后进行推动挤压时，污泥和滤芯也会进行同时的挤压。除了挤压作用外，还有扭转的作用。在挤压和扭的同时，水会通过滤芯渗到滤芯内部的导流层当中去，通过导流层将污泥中的水排到活塞外面，达到脱水的效果。这样的一个过程也是非常有利于黏在滤芯表面的污泥进行一个脱落，达到滤布自净的过程。很好的解决了污浊的问题

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此外，配备有自动清洗装置，大概是一周进行一次自动清洗，做一个日常的维护性的护理。Evaporis Twist工艺是绞压脱水机和带式干燥机组合，这一工艺主要针对无机质和含沙量比较高的污泥，它的经济性会非常好。两种工艺的对比：

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

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上图以处理一个100000m3/d的污水厂污泥为例，采用不同的工艺，通过对比可以看出，Evaporis Twist工艺的蒸发水量比原来减少55%，热能耗也能降低40%左右，运行成本会更低；由于它进的是浓缩污泥，从工艺的整体流程来看，它的流程更短，而且占地面积更小。

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Innodry 2E是典型的分段式污泥干化工艺，它整体来说比较节能、安全而且环保，在市政污泥处理方面有很好的应用前景和效果，尤其是和热电厂、焚烧厂进行产业协同，有非常好的经济效果和环境效果。另外通过改进之后，可以将Innodry 2E调节到半干化的工艺程度，让它的出泥干度在65-75%，这也是非常适合国内污泥掺烧的现状。

Evaporis Twist工艺主要是针对无机质含量比较高的污泥效果和经济性会更好一些。众所周知，污泥的脱水效果和污泥里有机质含量是有关系的，有机质含量低，那么它前端脱水的效果会比较好，蒸发的量就比较少，这样才会有一个比较好的经济性。

答疑讨论
1、污泥脱干过程中产生的废水如何收集及处理？
答：污泥干化过程产生的废水再回到原来污水厂进行处理，污泥干化厂就不需要再建污水处理线，这样经济性更好。

2、滤带的更换频率高吗？
答：滤带更换通常来说一年1-2次，这个和污泥的特点也会有点关系，如果污泥含沙量较大的话，磨损也会更快。

3、两段式干化里面两种药剂，氢氧化钠和次氯酸钠什么用途，用在什么地方？
答：氢氧化钠和次氯酸钠主要是用来除臭的，这个工艺配备除臭系统，因为臭气处理也是污泥干化过程中比较重要的环节。

4、第一段薄层蒸发，一级温度多少？
答：一级温度一般是110℃左右。

5、对进料有什么要求吗，比如含水量、固体颗粒粒径分布？
答：第一段是薄层蒸发器，它对进料目前来说，没有明确的限制，但根据我们的经验，如果污泥的含沙量比较高，那么对薄层蒸发器磨损的风险比较大；其他的要求就是通常进的是含水率80%的污泥。

6、臭气有没有专门建立收集处理系统？
答：臭气是专门的收集处理系统的。

7、二级多少度，最后一级温度多少？
答：二级温度80-100℃，最后出来的污泥是40℃左右。

8、既然是薄层蒸发用的是蒸汽，可否考虑使用热电的高温烟气呢？
答：高温烟气暂时没考虑，主要原因应该是烟气里还是会有一些其他成分，高温下时间长了可能会对薄层蒸发器有损害，这个设备本身也是个精细设备，如果损坏的话，相比节约的蒸汽费用，可能得不偿失。

9、对于污泥来量不稳定的情况下，第一级和第二级物料性质和物料量不稳定，热换网络如何实现平衡？
答：目前这套工艺还是建议维持物料相对稳定。如果物料变化太大容易使得第一段干化后的干度出现变化，成型时的干度变了会影响成型效果。

10、废气除臭后排了吗，合格吗，低温是不是为了不产生二噁英？
答：废气除臭后排放，经过处理完全合格，下面有一些检测数据供参考。

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11、第二段加热是直接加热还是间接加热？
答：第二段是直接加热。

12、蒸汽进入薄层蒸发器是对流还是热传导？
答：是对流。产生的冷凝水会进行回收，回收的冷凝水再卖给电厂使用。

13、目前你们苏州这个运行的工程，投资和运行成本如何？
答：投资大致来说吨泥40-50万，包括干化设备、除臭系统、通风等所有；运行成本小于200元，包括除臭、通风、电费、药耗等。运行成本考虑了人力，没有考虑折旧。

14、一级出来的蒸汽，跟带式干燥机出来的湿水汽换热？
答：是的。

15、最后臭气是从哪个环节导出处理的？
答：第一段的薄层蒸发器本身是比较密闭的，它有专门的臭气排放口。可以直接进行收集。第二段整体是个厢式造型，也是为了方便收集废气。

16、除臭工艺是碱洗涤+氧化吗？
答：主体是的。

17、100℃的蒸汽把60℃的空气加热到85℃？
答：没错。两段的蒸汽量不一样，不是1:1的关系，因此可以达到这个温度。

18、这套系统的实现是不是需要周边环境的配合？
答：说的很对。掺烧这种模式，附近配备预热蒸汽比较好，靠近污水厂的话能节省污泥运输费用，靠近热电厂预热近，而且干化后运去电厂方便运输费用低。

19、颗粒状的泥大多数用在哪里？
答：干化后的颗粒污泥可以送去热电厂、垃圾焚烧厂等掺烧。Innodry 2E是比较适合这种后续掺烧处理路线的，如果后续是直接送去污泥焚烧厂的话用这个设备有点大材小用。后续直接做污泥焚烧的话，推荐使用薄层+Themlysis污泥焚烧（这个也是苏伊士自己的工艺，能直接焚烧40-50%干度左右的污泥）。

20、设备体积有多大？
答：体积的具体数据还没有，设备的设计很巧妙的，立体的很紧凑的，占地不大。

21、请问除臭成本占总成本多少？工作环境臭气强度如何？
答：除臭成本差不多能占近三分之一。

22、该工况下臭气主要成分是什么？
答：臭气成分针对厂房各个方位都做过检测，一共测试了8种可能排放的尾气成分，浓度只有十几。臭气成分和污水主要污染物及污泥成分有很大关系，可能的臭气主要有氨、硫化氢、甲硫醇、三甲胺、甲硫醚、苯乙烯等，这些也是《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）规定的一些内容。

23、操作工长期处于该环境中，健康影响有多大，保护措施有哪些？
答：安全是没有问题的，正常运行后基本也不需要人员一直在厂房待着，接触时间很短。另外，臭气是直接从设备里面抽走的，房间内臭气几乎没有，车间内还有通风等保障措施。

结束语：
前面几期我们了解和学习了污泥生物沥浸技术、电渗透污泥高干脱水技术、污泥好氧发酵技术三种技术。本期微水会我们又了解和认识了分段式污泥干化技术。各种污泥处理的技术和工艺各不相同，都有各自的优点，也存在着受限之处，无论何种工艺技术，因地制宜的选择最重要。

苏伊士环境集团水务工程公司@程忠红程总先为我们简单介绍了苏伊士的发展历史，后对Innodry 2E两段式污泥干化工艺的工作原理，技术优势等做了详细介绍；基于两段式污泥干化技术，着重介绍了苏州工业园区的案例，以及产业协同循环利用的优势。然后针对我国污泥，介绍了Evaporis Twist新两段式污泥干化技术，重点介绍了绞压高干脱水机-脱湿特。分析了这个工艺的优势以及适用范围，主要是针对无机质含量比较高的污泥。同时与两段式污泥干化进行了对比。在讨论环节，详细的解答了群友关于能量回收换热、物料使用、蒸汽使用、臭气处理、投资和运营成本等方面的问题。

再次感谢苏伊士@程忠红程总为我们带来的精彩分享，感谢广大群友的积极参与和大力支持。下期，会有新的技术令人期待…… （声明：以上观点基于微水会讨论内容整理，并经过主讲审阅，但不代表本微信公众号立场。我们坚持真实还原微水会讨论精华，以供大家交流与学习。欢迎大家参与其中，真切感受讨论氛围。）完整PPT资料请添加管理员微信索取或访问水世界官方论坛下载。下载地址：http://www.chinacitywater.org/bb ... orumdisplay&fid=150水世界论坛与微信互通啦！关注水世界公众微信号，点击菜单“水世界”，即可访问论坛。

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