污水处理厂罗茨风机噪声的综合治理.pdf

《污水处理厂罗茨风机噪声的综合治理.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《污水处理厂罗茨风机噪声的综合治理.pdf（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、污水处理厂罗茨风机噪声的综合治理 山东省某污水处理厂全套引进国外技术与设备，采用射流曝气活性污泥法处理工艺。送风选用罗茨 风机，型号为RV73.5L2G，德国制造。主要技术参数：风压73kPa，风量 112m 3 /min ，转速 960r/min ，配套 电机功率 183kW 。风机房共安装了9 台罗茨风机，目前正常生产只开2 台，将来二期工程投产后需开4 台。 虽然工程设计时已采取了对罗茨风机加隔声罩等噪声控制措施，但运行后鼓风曝气系统噪声污染仍然 十分严重。 风机房内噪声平均值达118.8dB(A) ；曝气池靠近送风道处的噪声达111.6dB(A) ；风机房相邻西 厂界噪声达 75.5d

2、B(A) ，超过所在区域厂界噪声标准值( 夜间 )30.5dB(A) 。 1 罗茨风机隔声罩的改进设计 罗茨风机是一种强噪声的机电产品，其噪声主要包括进气口和排气口辐射的空气动力性噪声、机壳及 轴承辐射的机械性噪声、基础振动辐射的噪声、电动机噪声 1 。 在原工程设计中已采取了一定的噪声控制措施，主要有：给每一台罗茨风机加隔声罩，罩外壁材料为 玻璃钢，内壁材料为穿孔钢板，中间填玻璃棉。罗茨风机进气口加消声器、空气滤清器，它们横卧于罩内。 风机所需空气通过一根直径420mm 玻璃钢管由室外引入隔声罩内，室外进气口加有玻璃钢材料制作的阻性 消声器，见图1。 罗茨风机加隔声罩可有效降低其机壳及轴承辐

3、射的机械性噪声、电动机噪声；进气口加消声器可有效 降低进气口辐射的空气动力性噪声。为了解决机器散热，利用罗茨风机工作时罩内形成的负压吸入外界空 气冷却，这种降温方法从技术上也是合理的。 水厂投入运行后发现隔声罩门不能关闭，否则跳闸，罗茨风机不能正常工作。在隔声罩门打开的情况 下，隔声罩已基本无降噪作用。分析失败的原因有三方面： 气流组织不合理。原设计中隔声罩进气口和罗茨风机进气口均位于隔声罩内上部，气流形成短路， 位于隔声罩下部的电动机等部件得不到有效冷却。 隔声罩进气口截面积较小，进气阻力较大，增加了罗茨风机负荷。 隔声罩为了保证有效隔声，除密闭性好外，还使用了较厚的玻璃棉材料。它既是吸声材

4、料，也是保 温材料，因此隔声罩散热能力很差。本工程中的鼓风机是间歇工作，在非工作时间，罩内不形成负压，罩 外空气不能进入罩内起散热作用，鼓风机再工作时环境温度将较高。 为了节省治理费用，在工程设计时没有重新设计隔声罩，而是根据对失败原因的分析，对原隔声罩进 行了改进，采取的措施从比较图1(b) 与图 1(a) 中可看出，主要有： 将隔声罩进气口从罩上方改到下方，使气流能够流经电动机与罗茨风机机体，对它们进行冷却。 进气口截面积从0.126m 2 增加到 0.384m 2。 进气口由室外进风改为室内进风，不仅减少通风阻力，而且改善了风机房内通风状况。 进气口配用了折板式阻性消声器。 在罩内增设新

5、的强制通风设施。在隔声罩上方加一排气扇，它仅在罗茨风机不工作时运行；排气扇 外加装消声器，以降低从排气口泄出的噪声；在排气扇与消声器间设简易逆止阀，以防止罗茨风机工作时 室外气流由此进入。 将罗茨风机泄压口由室外移至隔声罩内，并配用消声器， 其对外环境影响可忽略。采取上述措施后， 即使在夏季最热天气，隔声罩门也不需要打开，隔声罩的降噪作用得到保障。工程竣工后测量，罩内噪声 为 106.8dB(A) ，罩外进气口处噪声已降至82.5dB(A) 。 2 罗茨风机排气口消声器的设计 在原工程设计中，虽然重视了罗茨风机进气口噪声控制，但却没有重视排气口噪声控制，这是噪声控 制失败的另一个主要原因。罗茨

6、风机排气口噪声很强，他不仅通过排气管道向外辐射，而且能够激起排气 管道产生强烈的再生噪声。 选择罗茨风机隔声罩内靠近风机排气口处作测点，选择罗茨风机隔声罩外汇流管下靠近风机排气管处作 测点。用 B&K2230声级计和 B&K1625带通滤波器测量了A声级和噪声频谱，测量结果见表1。 表 1 罗茨风机隔声罩内外噪声测量值dB 测点 时间 倍频程频带声压级 A声级 63.0Hz 125Hz 250Hz 500Hz 1 000Hz 2 000Hz 4 000Hz 8 000Hz 治理前 110.6 103.6 105.1 108.1 102.4 96.2 90.3 85.8 108.1 治理前 90

7、.4 96.2 111.2 110.7 114.8 111.0 100.0 88.3 116.2 治理后 87.5 88.1 85.2 89.8 80.5 76.7 69.9 64.1 87.8 隔声罩有一定的隔声量，因此罩外测点的A 声级应低于罩内测点，但实际测量值反之，说明罩外 有其他强噪声存在，这就是管道再生噪声。从噪声频谱差别也可看到这一点，罩内测点噪声呈明显中低频 特性，这是风机的频谱特点 1；罩外测点噪声呈明显中高频特性，这是再生噪声的频谱特点。根据两个声 级合成计算公式，可推算出再生噪声达116.1dB(A) 。 管道传声是固体传声，随传播距离增加衰减很小，因此整个管道均向外辐射

8、噪声，成为典型的线声源。 本工程地面以上管道长达300 m，所以污染情况相当严重。由上面分析可知，降低罗茨风机排气口气流噪 声是本工程另一个重要措施。加装消声器是降低气流噪声的有效手段，根据罗茨风机噪声频谱，设计了阻 抗复合式消声器，其结构见图2。 该消声器有下列技术特点： 为方便制造和维护，消声器分成阻性、抗性两段，中间以标准法兰相连接。 吸声材料选用离心玻璃棉毡，为了提高低频消声效果，消声器阻性段离心玻璃棉毡厚度设计为 150mm 。 消声器有效长度增加，可提高消声量。设计时将原罗茨风机排气口逆止阀到风量调节阀之间“S” 形管道改为“ L”形，降低了风量调节阀高度，从而使消声器长度增加，消

9、声器有效长度已达1800mm 。 消声器出口直径大于进口直径，有效通道截面积增加近1 倍，使进入汇流管的气流速度由原来的 23.2m/s 降低为 12.3m/s ，减少了对汇流管的撞击，达到了降低再生噪声的目的。 采取特别结构措施，保证使用安全。本工程通过气体压力高达73kPa，而国内定型生产的各类罗茨 风机消声器限定通过气体压力低于50kPa 2 。 罗茨风机排气口加装消声器后，对汇流管还采取了下列再生噪声控制措施： 减少管道截面变化。原汇流管由三个不同直径段组成，现统一为一种直径，降低了由于管道截面变 化引起的涡流噪声。 增大管道直径。原汇流管最大直径800mm ，现增至 1100mm ，

10、降低了风速，可降低涡流噪声，也减少 了“ T”形口处气流对管壁的撞击，从而降低机械振动噪声。 改善管道支撑。 汇流管通过钢箍固定于支架，将原固定于电缆沟盖板上的支架改为直接固定在地面 上。在汇流管与钢箍间垫橡胶条以增加管道振动阻尼。 采取上述措施后，测点噪声已从116.2dB(A) 降至 87.8dB(A) ，在室外主送风道入口处再加装一台阻 抗复合式消声器后，曝气池靠近送风道处噪声已由111.6dB(A) 降至 63.8dB(A) 。 3 提高风机房围护结构隔声量的措施 污水处理厂所在区域厂界噪声夜间标准为45dB(A) ，经过计算，采取上述措施后还不能达标。然而， 再对罗茨风机本身采取进一

11、步噪声控制措施，不仅存在技术困难，而且费用较高，故采取提高风机房围护 结构隔声量的办法，主要措施为： 风机房门改为隔声门。原来的门为普通木门，而且门缝较大，实测隔声量不足10dB(A) 。为此，参 照 J649 国家标准图制作了隔声门，设计隔声量25dB(A)。 风机房临厂界西侧窗户封砌，东侧窗户改为隔声窗，供采光。为了降低治理费用，隔声窗系在原有 窗户内侧再加装一层固定玻璃窗做成，两层窗户间作吸声处理。 在东墙下部进风口设置消声进风柜。进风口有效面积根据二期工程完工后所需进风量确定，风速控 制在 6m/s。消声进风柜的消声片厚度设计为80mm ，片间距为 100mm ，消声片可从柜中抽出，以

12、便清扫积尘。 在西墙设两台低噪声排气扇，并配消声器。排气扇是为夏季通风降低室内气温用。 满铺吸声吊顶。吸声吊顶不仅降低了风机房内的混响噪声，而且提高了隔声薄弱的屋顶的隔声量。 噪声治理工程已经竣工，市环境监测站在开动4 台罗茨风机情况下( 今后可能有的最大工况) 测量，风 机房内噪声平均值已降至85.5dB(A) ；厂界噪声降至43.5dB(A) ，达到国家有关噪声标准。 污水处理厂污泥最实用并可以有收益的最终处置方法 1 我国污水处理厂的状况面临着生存危机 污水处理厂花开各处，结果几枚？目前已建成的污水处理厂很多不能正常运转，要不时开时停，要不只开 部分生产线，有的干脆全停了，根本达不到设计

13、能力。县级污水处理厂更为突出，花了几千万甚至上亿元 资金的项目闲置比比皆是。结果是没建成污水处理厂的时候，污水遍地流；有了污水处理厂污水集中流。 现在国内不少的污水厂面临着生存的危机，影响污水处理厂生存的因素有以下几个： 1.1 缺乏资金 建厂钱缺，运营依然缺钱。钱缺的原因，一是污水处理费标准偏低，污水处理厂正常运营靠收取污水处理 费，而收费标准偏低，即使足额收取也无法负担运营成本。 1.2 污泥没有出路 城市遭遇污泥之困，国内城市污水处理厂的污泥没有出路：污水处理厂污泥出路几乎都是一个很棘手的问 题，都没有很好的解决办法，可以说城市已经遭遇污泥之困。 随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水

14、的产生及其数量在不断增长。据不完全统计，我国城市日污 水排放量己达133.7 亿吨。污水经过处理后，其体积的0.5%1% 将转化为固态的凝聚体沉降下来，这就是 通常所说的污泥。据估算，目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为900 万吨，占我国 总固体废弃物的3.2 ，而且年增长率大于10% 。 污泥的成分很复杂，是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的集合体，除含有大量 的水分外 ( 可高达 80% 以上) ，还含有难降解的有机物、重金属和盐类，以及病原微生物和寄生虫卵等。大 量的未经处理的污泥任意堆放和排放对环境造成了新的污染，特别是在我国城市化水平较高的几个城

15、市与 地区，污泥处理处置问题已经十分突出。 1.3 如何安全有效地处理污泥，成为我国城市污水处理厂生存必须迈过的“坎”。 请看： 大连市： 大连市最终将建有15 座污水处理厂， 目前已建成6 座污水处理厂， 待其余 9 座污水处理厂建成后，日处理 污水近 100 万 m 3，产含水 80% 左右的污泥 1000m 3 ，这 1000m 3 又臭又粘含水80% 左右的污泥最终往那里去？ 大连城市污泥处理处置的现状及存在的问题与国内其他污水处理厂的现状及存在的问题几乎一样，大同小 异。以大连开发区为例，开发区污水处理一、二厂的污泥从建厂以来一直都是用汽车送到附近的农村做肥 料用。这样做存在以下问题

16、： 往农村送受季节限制很大，春末到秋末之间田地里长满了农作物，没有空闲地，农村难以接收污泥。 脱水后的污泥呈胶质状且散发浓烈的臭气，运输途中，撒漏在所难免，对沿途环境影响很大。 往农村送运距越来越远，运费越来越多。 农村需要污泥的地点一般道路都不太好，大型汽车往那里送不安全，汽车磨损大，汽车维修费用高。 污泥含水率高达85% 左右，既不利于施肥作业，又不便于贮存保管；而且拉去一车污泥，固化物不足五 分之一，其余全是水，对运力是很大的浪费。 未经无害化、稳定化等工艺处理的污泥会对农田、农作物及周围环境造成严重的污染。 大连市其他污水处理厂的污泥都到哪里去了呢？ 北京市： 像北京这样的大城市，到2

17、008 年时城区日污水排放量高达200 多万吨，在污水处理率达到100的时候， 每天会产生 2000 多吨污泥，每年会产生 80 多万吨左右的城市污泥。形象地说，北京每天产生的污泥要用 200 辆次的 10 吨大卡车，才能运出城外。这些污泥如果按1 米的高度堆放，占地面积需要 1200 亩。因此， 北京市年 80 万吨城市污泥的无害化处置和合理利用，是一个迫在眉睫的问题。 上海市： 上海市城市污泥处置现状及存在问题。上海市1997 年排放的污水量约为57810 4 m3/d ，其中经 20 余家城 市污水处理厂处理的污水量约为6010 4 m 3/d ，年产生污泥量约为 12010 4 t(

18、含水率约为97.5%) 。为了改 善城市水环境，上海市拟新建石洞口、竹园、白龙港、新和等污水排放系统和大型污水处理厂。随着污水 处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量必将有较大的增长，如何合理地处置污 水厂污泥，已成为城市污水厂和相关部门提高管理水平的重要方面。 污泥经适当浓缩后运至市郊或邻近省份农村作农肥，是上海城市污水处理厂一般采用的污泥处置方法。由 于运行经费、设备等问题，20余家污水厂中仅南桥污水厂的污泥消化运行正常。 天津市： 天津市是我国四大直辖市之一，是北方重要的工商业城市和内外经济贸易中心。近十多年来先后建成两座 大型城市污水处理厂（纪庄子、东郊），日处理规

19、模达66 万 m 3 污水，几乎将市区1/2 城市污水净化处理， 但是，在城市污水处理过程中必然会产生大量的污水污泥，它容量大，不稳定，易腐败，有恶臭，如不加 以妥善处理和处置，将造成堆放和排放区周围环境严重的二次污染，更有甚者， 将污水污泥任意施于农业， 导致农作物污染，土壤受到不可逆转的中毒受害。 重庆市： 浊水虽清污泥却还在。 2001 年，国家就做出了三峡库区及其上游水污染防治规划，要求重庆市三峡库区几乎所有的区县至少建一 座污水处理厂和垃圾处理场。目前，三峡库区、主城区和影响区共有24 座污水处理厂投入运行，在这些污 水处理厂产生的污泥，基本是通过机械脱水后送到垃圾处理场填埋或者少量

20、利用，多数没有得到消化处理。 一般情况下，每处理1 万立方米污水产生污泥1520 吨，按目前库区18 座污水处理厂设计能力80的处 理量估算，一年产生污泥10 万吨以上。两年之内，重庆主城区、各区（县、市）和部分镇将建设投运污水 处理厂 80 余座，总规模达到每日220 万立方米，按80的处理量估算，日产生污泥2640 吨。当第二批污 水处理厂投入运行后，每年产生污泥达到100 万吨。” 武汉市： 在武汉城市污水处理率日益提高的同时，污水处理厂每天产生的污泥也在急剧增加。 3 年内，该市污水处理厂将增至13 座。初步预计，每天的污泥量将从现有基础上增至825 吨，大大超过该 市垃圾填埋能力。如

21、果不科学处理，将给土壤、水体和大气带来二次污染。 深圳市： 污泥就像没娘的孩子。 对于河流污染问题，深圳市在过去几年里给予了前所未有的重视和投入，据不完全统计，从2001 年至今， 深圳投入到水环境整治的费用就有近百亿之巨。随着一批污水处理厂、人工湿地的陆续建成并投入使用以 及配套管网建设的推进，深圳治河工作开始有了令人期待的前景。但是，一个在过去规划中没有得到重视 的问题“污泥去处问题”，开始困扰深圳的治河工作。记者随后对污泥排放进行了深入的调查，结果发 现，污泥无处可去是导致偷排的重要客观原因，这个情况在深圳各区均普遍存在且矛盾日益突出。 2 我国污水处理厂污泥处理处置的现状与存在的问题

22、城市污水处理厂成为污染大户！这是一个让大家接受起来有些困难的事实。在很多人包括一些领导看来， 一个城市只要设立了污水处理厂，这个城市的供水环保问题就得到了解决。而事实是，城市污水处理厂在 污水处理的过程中必然产生污泥。而且随着城市污水处理率的不断提高，污泥的产量同样在不断增大。目 前全国每年污泥产生总量达900 万吨。 目前，我国城市污泥处理处置主要方法中，污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31% 、其它处置约占10.5%、 没有处置的约占13.7%，这些所谓的“处理”和“处置”基本上都是在特定的条件下估算的，严格来说以 上数字将会有很大变化。据统计，我国用于污泥处理处置的投资约占污水处理厂

23、总投资的 20 50% ，可以 看出，污泥处理处置处于严重滞后状态。 污泥处理处置问题已经在大城市中显现出来。早期的污水处理厂，由于没有严格的污泥排放监管，普遍将 污水和污泥处理单元剥离开来，为了追求简单的污水处理率，尽可能地简化、甚至忽略了污泥处理处置单 元；有的还为了节省运行费用将已建成的污泥处理设施长期闲置，甚至将未做任何处理的湿污泥随意外运， 简单填埋或直接农用，致使许多大城市出现了污泥围城的现象并已开始向中小城市蔓延，给生态环境带来 了极不安全的隐患。 3 污泥处理处置的重要性和污泥处理的方法及优缺点分析 3.1 污泥处理处置的重要性 污水处理和污泥处理处置是解决城市水污染问题同等重

24、要又紧密关联的两个系统 污泥处理处置是污水处理得以最终实施的保障，在经济发达国家，污泥处理处置是极其重要的环节，其投 资约占污水处理厂总投资的5070% 。 污泥处理方法大体有填海、填埋、焚烧和土地利用。其中填海由于出现了严重的污染问题，已经被国际海 洋法所禁止，各国都基本上废止。余下的几种处置方式各有优劣。从技术难度比较，填埋的技术难度最低， 其次是土地利用，难度最高的是焚烧。从投资成本来看，焚烧的投入成本最高，其次是填埋，土地利用成 本最低。而从环境风险来比较，焚烧和填埋分别存在尾气和地下水污染的风险，而土地利用的风险也需要 控制。 各国都把污泥处理处置作为污水处理系统的非常重要的环节，给

25、予巨大投入，使污染治理能划上一个完整 的句号，这是成熟的污水处理思路；二是不同国家和地区因地制宜地采取了适合各自国情的污泥处理处置 技术路线。 3.2 几种污泥处理的方法及优缺点分析 污泥的卫生填埋 污泥卫生填埋始于20 世纪 60 年代，是一项比较成熟的污泥处置技术。污泥既可单独填埋也可与生活垃圾 和工业废物一起填埋。这种处置方法简单、易行、成本低，污泥又不需要高度脱水，适应性强。填埋场一 般为废弃的矿坑或天然的低洼地。但是污泥填埋也存在一些问题，尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液 是一种被严重污染的液体，如果填埋场选址或运行不当，这种液体就会进入地下水层，污染地下水环境。 填埋场产生的气体

26、主要是甲烷，若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。另外，适合污泥填埋的场所也因城 市污泥的大量产出而越来越有限，这也限制了该法的进一步发展。 污泥的直接土地利用 污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可转化成土壤改良剂成分等优点，被认为是 最有发展潜力的一种处置方式，这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、草地、市政绿化、育苗 基质及严重扰动的土地修复与重建等。科学合理的土地利用，可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿 化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地（如矿场土 地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地）的修复

27、与重建，减少了污泥对人类生 活的潜在威胁，既处置了污泥又恢复了生态环境。污泥农用正在成为世界各国主要的污泥处置方式，污泥 农用的比例很大程度上取决于各国政府有关的法律、法规和污染控制情况，同时也与国家的领土的大小和 农业发展情况有关。如英、美、法等许多国家城市污泥的农用率可达70% ，有的高达80% 以上。 污泥的焚烧 湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍，没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难，而且在能耗 上也是极不经济的。 以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限 度地减少污泥体积；但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高。 泥的低温

28、热解处理 污泥热化学处理因其无害化和减量化彻底，地位已逐渐增强。但传统的热化学处理(焚烧法 ) 通常需加入辅 助燃料，费用较高。城市污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。它通过在催化剂 作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(500 ) ，由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反应水、不凝性气 体和炭 4 种可燃产物，最大转化率取决于污泥组成和催化剂的种类，正常产率为200300L（油） / 吨( 干 泥) ，其性质与柴油相似。低温热解是能量净输出过程，成本低于直接焚烧。 小结 从发达国家污泥处理处置的发展趋势分析，今后污泥处理处置的方向将会是土地利用和热能利用，污泥填 埋的比例将大幅

29、度降低。污泥土地利用将会向更安全、更经济的利用方向发展；污泥焚烧和热能利用将是 污泥处理处置的发展方向之一，今后焚烧的比例将会进一步增加。另外，随着科学技术的发展，一些新的 污泥处理处置技术（如污泥的低温热处理技术等）也在研究和试验中，该技术的应用前景十分看好。 可以看出，经济发达国家污泥处理处置技术的发展经历是卫生填埋、土地利用、焚烧（热能利用），并正 向低温热解等高技术含量的处理方法发展，目前应用得最普遍和最成熟的处理处置方式是土地利用和焚烧。 无论是传统的处理处置方法，还是新的处理处置方法，污泥的热干化处理技术皆因其操作灵活，可根据污 泥的最终处置需求来调节干污泥的含固率等特点，愈来愈受

30、到人们的重视，正发挥着越来越重要的作用。 4 污泥干燥制造有机复混肥：污泥不是没有用处的废物 4.1 我国城市污泥处理处置技术的发展趋势 污泥的处理处置及其无害化，作为再生资源有效利用是世界各国共同重视的问题。一种有效的污泥处理处 置方法，应当兼顾到环境生态效益、社会效益和经济效益的均衡。从长远观点来看，并结合发达国家污泥 处理处置的实际经验，对于我们这样一个农业大国，经济基础较为薄弱，应将污泥制成污泥复混肥料或污 泥生物复混肥料，用于农田、植树造林、园林绿化以及垦荒地、贫瘠地等作为主要的有效利用途径。 在传统的污泥处理处置技术系统中，城市污泥皆因其体积庞大（含水率太高所致）、性质复杂而难以处

31、理。 例如，污泥的土地利用或因浓缩、脱水后污泥含水率太高，造成运输困难，运输量大，或因脱水泥饼分散 困难而需借助机械设备支持田间操作，使该技术在实际应用中存在较多的困难；填埋则因脱水泥饼含水率 较高（一般为70% 85% ），土力学性质差，需混入大量泥土，从而导致土地的容积利用系数明显降低；污 泥堆肥化处理也因含水率太高需混入大量的调理剂和疏松剂；脱水泥饼直接焚烧，也因其含固率低，不能 维持过程的自持进行，需加入辅助燃料，使处理成本明显增加，难以承受。 4.2 污泥的干燥处理 综合分析上述污泥处理处置技术系统在实际应用中所遇到的困难，不难看出污泥的含水率是关键的影响因 素。因此，降低污泥含水率

32、是解决目前在污泥处理中所遇到问题的关键。国内外应用实践表明，经传统的 浓缩和脱水工艺处理后，污泥大含水率不可能达到60% 以下，经济的机械脱水泥饼含水率为7085% 左右。 要达到对污泥的深度脱水，必须对污泥进行干燥处理，污泥进行干燥处理有自然干燥和利用热源进行干燥。 4.2.1 自然干燥 污泥的自然干燥是把污泥放到一块场地上利用太阳能进行干燥，这种办法的优缺点如下： 优点：节能，干燥成本低。 缺点：占地面积大；臭味很大；干燥时间很长；受天气的影响很大，雨季和下雪天不可能干燥，空气湿度 大干燥也不能进行。污泥干燥了很长时间，一场雨来了干燥好的泥就全部泡汤。 4.2.2 利用热源进行干燥 污泥的

33、热干燥是应用人工热源以工业化设备对污泥进行深度脱水的处理方法，尽管污泥干燥的直接结果是 污泥含水率的下降（脱水），但与机械脱水相比，其应用目的与效果均有很大的不同。污泥机械脱水（也 包括污泥浓缩），其应用的目的以减少污泥处理的体积为主（污泥浓缩和机械脱水通常均可使污泥体积减 少 4 倍左右），但脱水污泥饼除了含水率和相关的物理性质，如流动性与原状污泥有差异外，其化学、生 物等方面性质并不因脱水而产生变化。污泥干燥则由于提高水分蒸发强度的要求，使用人工热源，其操作 温度（对污泥颗粒而言）通常大于100，干燥对污泥的处理效应，不仅是深度脱水，还具有热处理的效 应；加之，污泥干燥处理的产物，其含水率

34、可控制在20% 以下，即达到抑制污泥中的微生物活动的水平， 因此污泥干燥处理可同时改变污泥的物理、化学和生物特性。具体而言，污泥干燥操作的温度效应可以杀 灭污泥中的寄生虫卵、致病菌、病毒等病原生物和其他非病原生物。与干燥后污泥的低含水条件相配合， 污泥干燥可使污泥达到较彻底的卫生学无害化水平，同时干燥污泥还具有相当高水平的“表观”生物稳定 性 （干燥污泥如磨细后，重新加水浆化， 再接种以微生物， 则其生物稳定性特征会失去，故称其为“表观”）。 另外，干燥污泥的低含水率，使其重要的热化学特性；低位发热量大为上升（含水率20% 的干燥城市污水 厂生污泥，其低位发热量约为 17MJ/KG，为标准煤的

35、60% 左右），不仅可能达到自持燃烧的水平，甚至可 作为矿物燃料的替代物使用（污泥衍生燃料）。 由于污泥干燥所具有的这种改变污泥物性的能力，以及操作灵活，可根据污泥的最终处置需求来调节干污 泥的含固率等特点，污泥干燥不仅可在污泥焚烧和热化学转化等工艺体系中作为预处理技术单元应用；也 可以通过直接将干燥污泥产物出售给农业部门当肥料或土壤改良剂，或出售给建材制造等工业部门当辅助 燃料，而独立完成污泥处理的管理功能，成为相对独立的处理技术过程。目前，污泥干燥后制农业肥料和 污泥预干燥焚烧已成为有一定应用面的污泥处理技术过程。污泥干燥由于具备彻底的无害化和显著的减量 化效果， 可以预计， 污泥热干燥技

36、术将会在我国城市污泥处理处置及资源化利用中发挥越来越重要的作用。 5 大连开发区污水处理厂对污泥干燥处置的研究情况 为了彻底解决城市污泥的负面影响，大连开发区水质净化一厂广泛收集、了解了国内外各种成功的污泥处 理处置技术和设备运行情况，经过综合分析和反复论证，发现了直接热干燥技术在我国城市污泥的处理处 置中有着良好的应用前景，污泥热干燥技术的优点正逐步显现出来： 污泥显著减容，体积可减少45 倍； 形成颗粒状稳定产品，污泥性状大大改善； 产品无臭且无病原体，减轻了污泥的负面效应，使处理后的污泥更易被接受； 产品具有多种用途，如作肥料、土壤改良剂、替代能源（焚烧）等； 系统运行稳定，可操作性好，

37、不受地域、环境、时间的限制； 工艺流程简单可靠，占地面积小，可实行自动化控制，实现工业化连续生产。 为此，大连开发区水质净化一厂在国内率先进行了污泥热干燥的生产试验，采用的是干燥固体高湿废弃物 的干燥工艺。在广泛收集国内外各种干燥技术和设备的基础上，该厂于98 年初开始投资65 万元，进行了 污泥干燥设备技术的试验工作，98 年 5 月 20 日开始试车试运行，先后克服了不能进料，进料后粘壁、产 量低、操作难、人员占用多，耗能大，经常停机等诸多困难。经一年的反复试验，多次改进，终于在1999 年 5 月 13 日彻底攻下了污泥干燥的技术难题，试车成功。 该污泥干燥技术设备在我厂顺利稳定运行，使

38、每天约50 吨含水 85% 左右的富含磷等的污泥，经干燥后变成 了很好的有机肥，解决了从建厂以来困扰该厂的大难题。 这一套污泥干燥处理系统，当时在全国处于领先地位；在全国污水处理行业产生了很大的影响。为此曾在 大连开发区举行过由建设部召开的全国污泥干燥处理技术研讨会议进行推广。 该厂的 WGN 3 型滚筒式污泥干燥机和RSL 180 型燃煤卧式燃烧炉型污泥干燥机，具有极强的适用性，不 论是活性污泥，还是生污泥，只要经过普通机械脱水，既使含固率只有13% ，也无须与干污泥混合，就可 直接进行干燥，省掉干污泥返流输送和混合设备。这样一来，不仅简化了设备组成而节省了投资，还减少 了占地面积。 该厂

39、WGN3 型滚筒式污泥干燥机，每小时可生产300 公斤含水 20% 的干污泥。 WGN 3 型滚筒式污泥干燥机具有以下特点： 结构简单、 造价低（国外污泥干燥设备要几百万至一千万人民币），操作容易 （每班只要二名临时工即可）。 运行稳定，成本低，对脱水后的污泥含水率要求不严（最高达87% 也可顺利干燥，国外设备要求含水必须 达到 60% 以下才能进行干燥）。整套污泥干燥系统投资省（大连开发区污水处理一厂只投资60 多万元就建 成整个污泥干燥车间并顺利运行）。 用 WGN 3 型滚筒式污泥干燥机干燥污泥既能全部杀死其中含有的各种病害菌及虫和卵，又可保留其中的肥 效 大连开发区污水处理一厂干燥后的

40、污泥含氮5.18%，含磷（以 P2O5计）9.39%，含钾（以K2O计）1.6%， 有机质 68.6%，水份 20%，可以做为一种很好的复混有机肥，并便于运输、堆放、贮存。 但是，由于种种原因，污泥的热干燥至今未能形成规模化生产。主要原因是干燥工艺不适合城市污泥的干 燥处理以及污泥的初始含水率太高，导致污泥的干燥成本很高。 大连开发区水质净化一厂在污泥的综合利用研究中，对城市污泥的理化性质及其干燥特性进行了深入的研 究，对现有的干燥工艺及存在的问题进行了详细的分析，并结合国外污泥热干燥的成功经验，在现有干燥 工艺的基础上， 经多次试验和改进，研究设计了一种适用于城市污泥干燥处理的二级串联热对流

41、干燥工艺， 能进一步降低了污泥的干燥能耗，提高了干燥后污泥颗粒的品质。 5.1 原有的干燥设备工艺及存在的问题 通过近半年的生产实践，发现干燥设备工艺存在一些无法克服的缺点。主要表现在以下几个方面： 5.1.1 因污泥干燥需要的时间较长，加上污泥在干燥过程中板结而成坚韧的颗粒，要保证颗粒内部水分 达到要求，必须提高干燥机后半部的干燥推动力（提高尾气的排风温度和降低尾气的相对湿度）。增加了 设备的运行成本； 5.1.2 污泥在机内的干燥时间很长，平均1520min 左右，导致污泥颗粒之间的停留时间差异较大，出 料含水率不均匀，混有少量湿颗粒。约占总量的5% ； 5.1.3 出料温度偏高。一般在9

42、0100之间，不利于贮存和后面的处理，而且尾气中产生不必要的 高气味负荷； 5.1.4 出料干燥程度里外不均匀，湿度梯度大，有些颗粒较大的产品甚至出现外焦内湿的情况，影响产 品品质。 可以发现：在实际生产过程中，影响干污泥产品品质的主要原因是污泥颗粒之间的停留时间差异和尺寸差 异较大；造成设备运行成本偏高的主要原因是干燥机后半部的干燥推动力较大，若降低干燥机后半部的干 燥推动力，提高后半部热空气中水气的分压，则设备的干燥能力下降，造成干污泥产品的单位能耗反而增 加。 WGN 3 型滚筒式污泥干燥机很好地解决了污泥在高水分时的干燥问题，但对污泥在低水分时的干燥 则显得力不从心。起初，我们曾对设备

43、内部结构进行了多次改造，虽然干污泥产品品质有所提高，但干污 泥产品的单位能耗没有明显降低。可见，传统的干燥固体高湿废弃物的干燥工艺不适合城市污泥的干燥处 理。 5.2 二级串联热对流干燥工艺的设计思想 5.2.1 生产设备的组成及特点 5.2.2 主要的生产设备有： 1-WGN 3 型滚筒式污泥干燥机 2-QGS3 型强力粉碎干燥机 3-RSL180 型燃煤卧式燃烧炉 4-RSL 80 型 燃煤卧式燃烧炉 5.2.3 干燥设备的选用 一级干燥设备选用适合用高温介质烘干高湿、高粘物料的WGN3 型滚筒式污泥干燥机。解决污泥在高水分 时的干燥问题，促进湿污泥颗粒化，结构化。 二级干燥设备选用具有强

44、力破碎、干燥、 分级功能于一体的QGS 3 型强力粉碎干燥机。解决污泥降速干燥 阶段的干燥问题，强化污泥降速干燥阶段的进程。 5.2.4 热源的选用 污泥的干燥成本与所选用的燃料类型关系较大。为了降低干燥成本，国内一般采用由固体燃料煤燃烧得到 的高温烟气作为热源。RSL型燃煤卧式燃烧炉可实行全自动恒温燃烧，高温烟气经净化后，其含尘量 200mg/Nm 3，黑烟浓度低于林格曼级。完全符合国家排放标准。对有消化设施的污水处理厂，可充分利用 污泥消化处理中产生的沼气为热源，以降低污泥的干燥成本。对有废热可以利用的污水处理厂，可将废热 作为辅助热源。 干燥后的尾气经旋风除尘器除尘后直接排放，很难达到排

45、放标准，必须经进一步净化处理。 以煤为燃料的干燥设备尾气污染较为严重，但对污水处理厂来说可利用处理后的再生水，选用水喷淋除尘， 在除尘用水中加入碱液及吸附剂，可去除燃料燃烧过程中产生的SO2、粉尘等及在污泥干燥过程中产生的部 分臭味。 5.3 主要生产设备的工作原理 5.3.1 WGN 3 型滚筒式污泥干燥机的工作原理 湿污泥由喂料斗、双螺旋定量喂料器、皮带输送机和进料螺旋定量送入滚筒式污泥干燥机，被干燥机内壁 上的防粘装置、抄板以及滚筒内部高速旋转的破碎装置反复撕扯、抄起、撒落、击碎。击碎的污泥撒布整 个干燥空间，与在引风机作用下呈负压的高温热空气充分接触，完成传热传质过程。由于滚筒内抄板的

46、倾 角和引风机的作用，污泥由进料端向出料端缓缓移动。达到水分要求的颗粒状污泥从出料螺旋排出。少量 被尾气带走的粉状物料被除尘装置回收，与出料螺旋合并排出或单独收集。 5.3.2 QGS 3 型强力粉碎干燥机的工作原理 WGN 3 型滚筒式污泥干燥机排出的湿污泥颗粒由喂料装置送入QGS 3 型强力粉碎干燥机内即受到高速粉 碎装置的粉碎，由粉碎装置下方进入的热空气同时对污泥进行干燥。污泥颗粒一面干燥，一面不断受到粉 碎，其尺寸不断减少。在热空气作用下，小颗粒污泥被带向上方分级装置处，由于分级装置旋转时（转速 可调）产生向下的压力和离心力，故稍大的未达水分要求的污泥颗粒被下抛到干燥段和粉碎段被继续干

47、燥 和粉碎，已干的小颗粒污泥通过分级装置由除尘器收集。干污泥颗粒的含水率可通过改变分级装置的转速 调整。 5.3.3 RSL 型燃煤卧式燃烧炉的工作原理 RSL型燃煤卧式燃烧炉是国际上最先进的直接利用高温烟道气的供热装置之一。它以煤为燃料，通过自动 推煤机构将煤推入一次燃烧室并迅速起燃燃烧。在负压作用下，旋转型二次燃烧室将一次燃烧室的火焰和 燃气吸入，并沿其壁面急速旋转进一步强化燃烧。设置在二次燃烧室中的独特高温除尘装置使大部分尘埃 从烟气中分离。通过夹层配入的干净空气稀释热烟气，并使其温度控制在需要值，直接输出应用。 5.4 二级串联热对流干燥工艺的工艺流程 二级串联热对流干燥工艺的工艺流程

48、如图3 所示。湿污泥首先经双螺杆定量喂料器挤压后，由皮带输送机 送入 WGN3 型滚筒式污泥干燥机进行第一级高温、快速烘干，在滚筒前端防粘装置的搓揉、撕扯及后端破 碎装置的反复破碎下，污泥被干燥成含水40% 左右的颗粒状湿泥，然后再进入QGS 3 型强力粉碎干燥机进 行第二级低温破碎烘干，颗粒状湿泥在干燥腔内受到线速度达80m/s 的破（粉）碎轮的强力冲击而瞬间细 化，最后形成含水13% 左右的小颗粒状干污泥产品。尾气经换热器换热后进入喷淋塔洗涤，达到排放要求 后排入大气。 5.5 二级串联热对流干燥工艺的主要特点 快速干燥，直接用燃烧炉的热烟气加热污泥，热效率高； 燃烧炉设有二次燃烧室和烟气

49、净化装置，输出的热烟气完全符合国家的排放标准； 无论是生污泥还是消化污泥，均可直接进料， 整个干燥过程自动连续运行，运行稳定， 不受地域、 环境、 时间的限制； 在双螺杆定量喂料器内部高压、高剪切力的作用下，污泥中的部分结合水游离出来，可提高污泥的干燥 脱水性能，降低干燥成本； 采用 WGN 3 型滚筒式污泥干燥机进行第一级高温、快速烘干，热容量系数大。在滚筒内防粘装置的搓 揉、撕扯下，有利于污泥越过含水50% 60% 左右的胶粘相阶段，形成含水40% 左右的颗粒状湿泥。被加热 的防粘环链使湿污泥两面受热，故强化了污泥的干燥进程； 采用 QGS 3 型强力粉碎干燥机进行第二级低温破碎烘干，强化了污泥降速干燥阶段的进程，确保污泥 颗粒不会被过分干燥，从而避免在尾气中产生不必要的高气味负荷，有利于污泥中营养成分的保留； 污泥一级干燥后， 进入二级干燥前有一段缓苏过程，有利于二级干燥的进行；二级串联干燥工艺的应用 可充分发挥各自的优势，解决了污泥因粘性太大而难以烘干和干燥后因颗粒坚硬而难以粉碎的难题； 二级串联干