在工業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū),市政污泥的后處理成為越來越嚴重的問題。采用帶機或離心機進行機械性脫水處理,市政污泥的固含量最高只能達到30%DS。若想進一步提高污泥固含量,只能采取熱干化處理工藝,這一過程需要大量熱能。而利用太陽能進行干化處理,只需少量輔助電能,操作費用極低。在進行太陽能干化處理時,污泥被輸人溫室干化車間,有規(guī)律地進行翻泥處理,最后作為干化顆粒輸出,污泥體積可以縮減70%一80%,并且市政污水處理廠的運轉(zhuǎn)費用大大降低。
太陽能污泥干化設備原理
污泥干化意味著將污泥中的液態(tài)水分轉(zhuǎn)化成蒸汽進人空氣，為了克服或消除各種水分的結(jié)合力,必輸入能量形成蒸發(fā)驅(qū)動力。這里的蒸發(fā)驅(qū)動力是指污泥中水蒸發(fā)壓力和空氣水蒸發(fā)壓力之間的差值。太陽能干化裝置的主要目的是通過太陽輻射能量和空氣非飽和程度,將污泥水蒸發(fā)出來。太陽能干化設備主要是通過以下技術手段來實現(xiàn):
?。?）盡可能多地讓太陽輻射能直接到達污泥表面,通過污泥吸附轉(zhuǎn)化成熱能;
（2）盡可能多地通風,使大量非飽和空氣在污泥表面上流動,帶走污泥中的水分。
太陽輻射能在黑色污泥表面大量被吸附,導致污泥內(nèi)部溫度升高,污泥和環(huán)境空氣之間的水蒸發(fā)能力差也會相應變大?？諝庵械乃直仨毐M快從干化溫室排出,以保證在空氣內(nèi)的反向水蒸發(fā)能力不會上升太快。水分隨著空氣以水霧等形式排出室外,單位時間內(nèi)向室外排出的水分與季節(jié)有關。從3月至1月排出的水分約占全年總量70%,而在冬季排出水分約占總量的30%。太陽能自然干化污泥的最高固含量可達到09%D S以上,這一點與其他熱干化工藝沒有差別。德國的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,在純太陽能干化情況下,平均每年水蒸發(fā)能力為800kg/m。
太陽能干化設備的構(gòu)造
太陽能干化設備主要由溫室、翻泥機、通風設備、測試儀器和電控系統(tǒng)等部分組成。具體描述如下，柏油地板或水泥地板與普通馬路的構(gòu)造完全一樣，干化車間的左右兩側(cè),各建造高度約20cm的軌道,用于阻攔污泥,同時在側(cè)墻上安裝翻泥機行走道軌。
以溫室形式建造透光大棚，覆蓋材料可以采用含氣薄膜，塑料陽光板或單層安全玻璃。在正常運轉(zhuǎn)情況下,干化車間的端墻可通過拉門完全打開透氣。
太陽能干化裝置的核心部件為翻泥機，可以沿整個干化車間的寬度前進后移,并對污泥進行360整體旋轉(zhuǎn)翻拋,翻泥機具有污泥翻滾，污泥切割!污泥混合和污泥運輸?shù)榷喾N功能。翻泥滾筒的轉(zhuǎn)速可以自由設置,并根據(jù)氣象條件進行時間控制設置。｛13953415290｝
通風系統(tǒng)由一些環(huán)風工藝鼓風機組成。根據(jù)“有風時晾衣快”的原則,將未飽和的熱空氣吹到污泥表面,同時打斷污泥表面形成的飽和冷空氣層,形成混流效應。此外,在干化車間的側(cè)墻下部開孔,暖房上部設置天窗,使整個干化車間形成熱導流通風系統(tǒng)。
整套通風系統(tǒng)和機械性翻泥系統(tǒng)由電腦控制,全自動運轉(zhuǎn)。在干化車間的各處設置溫度，濕度傳感器和太陽光輻射強度儀。根據(jù)外部氣象條件的變化,控制系統(tǒng)會自動切換相應的動作模塊,使通風系統(tǒng)和翻泥系統(tǒng)在干化車間內(nèi)按最佳方式運轉(zhuǎn)操作。此外,在干化車間的房頂配置氣象站,監(jiān)測風速和降雨情況,同時控制天窗的打開和關閉。
太陽能污泥干化處理經(jīng)濟性分析
干化處理后產(chǎn)生的干泥顆粒,其熱值相當于褐煤，普通熱干化處理工藝中,必須消耗大量化石燃料才能將污泥中的水分蒸發(fā)而使污泥得到干化處理，所需要的單位能耗為800—1200kw/t蒸發(fā)水;而采用太陽能裝置進行污泥干化處理時,能耗可降低至20一30kwh/t蒸發(fā)水。
工藝的核心是利用廉價太陽能和地熱能（或污水）進行污泥干化，成本低。干化后的污泥可用于鍋爐摻燒，也可填埋或作為其他用途。如果焚燒比之直燒或利用煙氣干化更環(huán)保，運行成本更低。無論直接摻燒還是利用鍋爐尾氣干化其運行都是負效益需要增加燃料成本，而利用太陽能干化污泥幾乎不需要成本，干化后的污泥熱值能達到2000大卡左右，可以和垃圾或煤碳一起摻燒進鍋爐焚燒，可大量節(jié)省燃料。低碳環(huán)保、經(jīng)濟效益和社會效益巨大。
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