本文根據作者在「中國給水排水2016年中國城鎮汙泥處理處置技術與應用高級研討會（第七屆）」會議報告整理。一個是自熱式汙泥好氧消化技術，它綠色環保，這個技術我在中國給水排水舉辦的汙泥處理處置研討會上已分享過多次，分別是2013年的上海，2014年的長沙和2015年的宜興，這裡我就不重點介紹了。除了自熱式汙泥好氧消化技術以外，如果想取得幹度更高，比如說含固率達50%-95%這個幹度範圍，還可以有最新從美國Gryphon公司引入的Jet帶式汙泥幹化技術。目前主流的汙泥處理技術還是以填埋為主，如果前面對汙泥沒有進行穩定化、無害化、減量化、資源化處理的話，拉運的成本和填埋產生的運營成本均逐步在提高且地域差異明顯。現在即使填埋也是要達到含固率40%的要求，如果要做垃圾填埋場的地表覆土，至少要達到50%的含固率，如果作為園林綠化土壤改良用則需要達到60%的含固率，為了達到這些指標如何甄選比較合適的處理工藝路線呢？簡單介紹一下ATAD自熱式汙泥好氧消化技術，為了推廣這個技術我們對國內的汙泥做了大量的研究，發現中國北方的泥質和南方的泥質有很大的差別，可能一些城市下水道採用合流制的原因或者是大量的城市化建設、地鐵的修建等等，使大量的無機份進入管網系統，隨後進入汙水處理廠，如果VS與TS的比值低於50%，建議做預處理系統，當然處理的對象是汙水處理廠所排放的汙泥，給它進行格柵和旋流除砂的預處理。當然在確定具體工藝設備前，我們會對泥質進行測試分析以甄選出對這個廠效率最優的預處理組合，能夠達到比較好的進入到好氧消化的泥質需求，我們希望能夠進入到氧消化VS和TS的比最好達到50%或以上。這樣整個系統的減容化的程度更明顯一些，經過預處理系統處理之後進到消化單元基本上是控制12天的反應時間，基礎溫度會達到55到70度，這麼長時間都處於這麼高的溫度汙泥首先達到了穩定化，然後系統會持續達到55到70度的高溫，也滿足巴氏滅菌的需求，無害化也達到了，本身的好氧化的過程又能對裡面的有機份降解60%到70%，減量化也是很明顯的。實際上經過自熱式汙泥好氧消化處理後，如果在重金屬不超標的情況下，已經達到汙泥四個新現代化標準要求，同時具備了汙泥資源化的條件。實際上單個自熱式汙泥好氧消化單元已經可以滿足汙泥的四化要求了，由於本身汙泥的處理跟汙水處理廠是息息相關的，目前汙水處理廠的排放標準又在逐步的提升，尤其天津現在是需要執行天津市地方標準DB12/599-2015，其中的C標準最寬泛也要達到GB18918中一級A的要求，而天津市地方標準的A標準則接近地表類IV類水標準。總氮要求達到10mg/L，氨氮達1.5 mg/L，這樣的情況下對汙水處理廠本身工藝的選型要求就比較高，所以我們希望汙泥系統產生的氨氮等汙染物不會對汙水處理工藝產生額外的影響，我們通常會建議在自熱式好氧消化之後，再加設一個SNDR同步硝化反硝化單元，把ATAD自熱式汙泥好氧消化單元降解之後產生的氨氮，在第二個單元降溫之後進行同步硝化反硝化反應，把氨氮轉化為氮氣，這樣絕對做到了對汙水處理廠沒有二次汙染。 汙泥系統解決方案整體工藝汙泥量平衡圖。假設進到好氧消化單元的幹泥是10噸，經過自熱式好氧消化單元主要是對裡面的揮發性有機份能達到降解60%、70%的效果，這樣在好氧消化單元本身就有一個對汙泥的減量化。當然根據不同廠子的VS和TS的比我們可以很容易的換算出來針對於不同廠子的減量效果，這是美國的一個基本案例，它的有機份含量相對高一些，所以減容量會更明顯一些。我們通常建議的SNDR同步硝化反硝化單元不僅能夠對自熱式好氧消化單元產生氨氮，有一個很好的去除降解功能，把它徹底的轉化成氮氣。同時在中溫條件下能進一步取得10%左右的減容效果，由於這兩個反應單元，ATAD自熱式汙泥好氧消化單元的溫度基本維持在55度到75度的溫度，後續第二個反應單元的溫度需要調整到37度或以下，這樣由於兩個反應單元存在一個溫差，那就允許我們可以從好氧單元提取熱量，用於脫水之後泥餅的再幹化。常規來講，經過自熱式汙泥好氧消化和同步硝化反硝化之後，用常規的離心機脫水，含固率大概是30%到35%，對填埋還差一點點，所以我們可以用系統自產熱量（廢熱循環利用），在不額外增加運行費用的基礎上用於脫水之後泥餅再幹化，這樣在不額外增加運行費用的基礎上就能取得50%到60%的含固率，這兩天跟國外的專家調試這個系統，他們覺得經過餘熱回收利用系統處理後甚至能達到70%的含固率。這個系統所產生的50%、60%、甚至於70%含固率的汙泥跟其他工藝得到的汙泥性狀還是有很大差別的。首先是汙泥已經徹底穩定化了，而且12天70度左右的滅菌過程也使汙泥達到了無害化，同時是沒有任何臭味的汙泥，我們陪國內考察團到國外去看現場，經此工藝處理的汙泥沒有任何臭味。如果說我需要把含固率進一步的提高到90%的需求，我們有下一步介紹的Jet汙泥帶式幹化技術。它首先是把汙泥由傳送帶輸送並通過幹化室，熱壓縮空氣由幹化室頂部垂直噴射並穿過汙泥層，這樣綜合了密度流、熱吹脫、熱蒸發的特點，在這種工況下形成了快速幹化過程。這個帶式幹化技術既可以應用於市政汙泥、工業汙泥，比如說一些造紙汙泥，因為它本身的熱值更高，可以後續作為燃料焚燒。該技術為直接幹化技術。看一下幹化機圖片（PPT）， 基本上系統的配置是非常緊湊的，而且基本上反應單元之內，傳送帶是不鏽鋼的，考慮到到運行維護的方便性我們上邊的頂蓋是可以升降的，這樣維護起來操作非常簡便。整個系統單元是由這些組成的，首先鼓風機對空氣進行加壓，之後輸送到第二個單元，燃燒器或者是熱交換器將空氣變成高溫的壓縮空氣，通過管路系統噴嘴噴入到幹化室，對幹化室內傳送帶內的汙泥進行幹化，幹化後的氣體、溫度有所降低，通過冷凝器和過濾器除溼，把它過濾之後又回到幹化室汙泥層的底部，這樣可以進一步利用餘熱對空氣進行預熱，之後再重新輸入到鼓風機完成一個閉路循環的過程。脫水之後的泥餅進入篩分器把塊狀的、大顆粒的進行破碎，變成小顆粒的汙泥在傳輸到傳輸帶上去，加大汙泥的比表面積提高它的幹化效果。在幹化室裡發生的是什麼反應呢？這個是熱壓縮空氣的主管道通過一個個的支管道和噴嘴進入到幹化室裡面，這是一個縱向的，有傳輸汙泥的傳送帶層和下層的餘熱管道層，熱的壓縮空氣通過噴嘴噴入幹化室的過程，這裡面空氣壓力有一個變化，是從高壓變低壓的過程，也就意味著它的體積由小變大的過程，密度由高變低的過程，正是這樣的過程產生壓力的變化，系統的壓力也是從高大氣壓變負壓的過程，在負壓的情況下水的蒸發效果會更好，而且蒸發完之後的水分會及時的通過冷凝器過濾把這個水分排出系統，保障了系統始終處於一定溼度的環境，同時低溫（低壓）的環境、負壓的環境又使得水份容易蒸發，基本上是在低於100度，93度的時候完成蒸發的過程，這樣整個系統的轉化效果比較高。幹化室內壓力的一個變化過程，棕色的管道是高壓空氣的管道，通過噴嘴噴入幹化室內，這是幹化室的空間，綠色是代表汙泥層，穿過這個汙泥層位置的時候控制系統的壓力，是一個負壓的狀況，這樣蒸發除溼的效果會更好，更有利於效率的提高，同時在負壓的情況下沸點也降低了，這樣幹化室內無論是自由水，間隙水還是吸附水或內部水都會低於100攝氏度的條件下去達到沸點而快速蒸發。再來看一下熱空氣走行過程，首先是空氣經過鼓風機進行加壓，然後經過熱交換器，有廢熱的話利用熱交換器，沒有廢熱的話可能是燃燒器對熱空氣加熱形成了高壓的熱空氣，通過管道配入到幹化室當中來。在幹化室當中又是這樣的過程，首先是高壓空氣的管路通過支管路、噴嘴進入幹化室，在汙泥傳送帶的過程內控制壓力是一個負壓的過程中更容易完成熱吹脫、快速蒸發和低溫沸騰的過程，相對溫度降低的氣體跑到了汙泥層下面，下面給它進行除溼、過濾功能，然後又重新輸送到了幹化室汙泥層的底部，經過預熱之後的氣體，下一輪就會被這個鼓風機再吸入系統，完成了閉環循環的過程，由於有這樣的循環過程整個幹化機的效率高了，蒸發水所需要的熱量通常換算成千瓦時為625千瓦時。閉路循環的氣路是怎麼走的？我用數字標示了這個過程，首先鼓風機對氣體進行加壓，然後經過熱交換器或者是燃燒器形成了高溫的熱空氣，之後通過噴嘴噴入到幹化室，進行直接的幹化，幹化之後熱空氣的溫度有所降低，之後通過冷凝器和過濾器給它進行除溼、淨化，再重新輸送回幹化室給它進行餘熱的利用，經過預加熱之後的空氣再輸入給鼓風機，完成閉環的過程，這樣整個的幹化效率更高、運行成本更低，也就是我們的投資回報率更高。同時閉路循環系統使得系統的臭氣沒有，這樣就減少了臭氣處理設施和相關的運行費用。幹化機另一個特點是模塊化設計，根據需要處理不同的蒸發量可以選用幾臺來拼接，因為總的設計思路就是像大積木一樣，一塊一塊的按照不同的處理規模需求把它進行擴容，把它進行不同的搭接方式來達到我們需要處理的蒸發水量的需求。除了對單臺進行不同的拼接增容之外，還可以進行不同的擴容生產線來加大項目的處理能力，通常講5×10基本模塊大概重量是2噸，頂蓋重量是550公斤，而且因為都是預製的模塊化形式，所以使得我們對工期有著特特殊要求的情況下，我們這個系統可以很快的完成安裝、完成各方面的調試，而且系統的活動部件比較少，幹化機裡面的鏈傳送系統為動部件，但可以通過頂蓋升降達到比較好的維護效果，而且系統的耐久性也比較好。同時是PLC操作的只需要簡單輸入需要蒸發的進泥率含水率和出泥含水率等一些基本參數，整個系統就能夠自動運行，而且有遠程的監控、故障診斷這些方面的技術支持，同時操作非常靈活，根據我設定的預期目標不同，可能含固率是50%到90%不同，根據不同的情況下可以靈活的調整熱源或者是本身鼓風機這種調配參數來滿足不同的汙泥出泥含固率的需求。以一個700噸的每天的項目為例，如果按照進泥含固率是20%，出泥含固率要求達到60%的情況下，我們建議選4套這樣的系統。整個系統佔地大概只有36*56平米，如果要是佔地緊張的情況下還可以把它拼接，就是雙層的設置可能佔地節省一半。這是它的經濟指標，運行的費用大概折合成80%含水率的是150元/噸，設備的造價大概是20到25萬，下面是一些技術的參數。由於時間關係，就跟大家交流到這裡。我們門口有展位，有需要可以進一步交流，謝謝！
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