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铭泽环保污泥处理技术:石灰稳定

铭泽环保、污水设备、废气处理


1 原理与作用


通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混,生石灰与脱水污泥中的水分发生反应,生成氢氧化钙和碳酸钙并释放热量。石灰稳定可产生以下作用:


1)灭菌和抑制腐化。温度的提高和 pH 的升高可以起到灭菌和抑制污泥腐化的作用,尤其在pH≥12的情况下效果更为明显,从而可以保证在利用或处置过程中的卫生安全性;


2)脱水。根据石灰投加比例(占湿污泥的比例)的不同(5%~30%),可使含水率80%的污泥在设备出口的含水率达到74.0%~48.2%。通过后续反应和一定时间的堆置,含水率可进一步降低;


试算过程:


氧化钙分子量56,氢氧化钙分子量74

30份氧化钙可吸收9.64份水生产39.64份氢氧化钙。

故污泥在未机械脱水的情况下,含水率可由80%降低至45.8%,但若考虑生石灰中的纯度及氧化镁的含量,含水率会有一定的偏差。


3)钝化重金属离子。投加一定量的氧化钙使污泥成碱性,可以结合污泥中的部分金属离子,钝化重金属;


4)改性、颗粒化。可改善储存和运输条件,避免二次飞灰、渗滤液泄漏。


2 应用原则


污泥的石灰稳定技术可以做为建材利用、水泥厂协同焚烧、土地利用、卫生填埋等污泥处置方式的处理措施。


采用石灰稳定技术应考虑当地石灰来源的稳定性、经济性和质量方面的可靠性。


3 石灰稳定工艺与系统组成


3.1 工艺流程



3.2 系统组成


1)输送系统(包括湿泥及成品污泥输送)


一般可选择螺旋输送机或带式输送机,应采用全封闭结构,以防止污泥散发的臭气排放到大气中,影响操作环境,危害操作人员的健康。


2)石灰仓储与计量给料系统


石灰料仓用来暂时储存罐车运送来的石灰粉料。设有破拱装置、仓顶布袋除尘器、料位器等。


计量给料系统应确保在混合反应器开启后,石灰能持续、定量输送至混合反应器内。主要由进料斗、进料料位监测和出料装置、计量投加装置等组成。


3)干化混合反应系统


作为石灰干化稳定工艺的核心设备,其运行表现直接影响整个项目效果。目前一般选择传统卧式混合搅拌反应器,主要由混合圆筒、工作轴、搅拌元件、在线监测装置等组成。


4)废气收集及处理系统


污泥石灰稳定工艺中,废气主要特点是高温、高湿、高粉尘浓度、低有毒气体浓度。它的主要成分为水蒸气、石灰粉尘、氨气,温度约为30℃~50℃。针对该类废气,一般选择湿式喷淋塔或增加净化单元可满足处理需求。


4 设计与运行控制


1)石灰掺混比例


根据污泥含水率、石灰活性及最终处置方式差异,石灰掺混比例可在30%以内调整。不同加钙量的脱水效果,见表4-5。


表4-5 加钙处理后污泥温度、pH值及含固量变化(原始污泥含固率22.7%)


编号

石灰与污泥的重量比(%)

温度(℃)

(处理后30分钟测量)

在相应时间后的含固率(%)

pH值

50 小时

一周

1

2

28

30.8

33.1

12.5

2

4.6

30

35.9

38.0

12.6

3

6.9

43

39.2

41.4

12.6

4

9

45

48.1

未测

12.6

5

11

58

51.7

未测

12.6

6

14.4

59

54.8

未测

12.6


2)混合物料的后续反应


石灰—污泥在快速混合后反应仍将不同程度地持续数小时至数天,设计中应优化工艺条件有利于污泥的后续反应及水蒸汽的蒸发,可以通过设计混合物料堆置设施(一般为5~10d 混合物料的堆置空间)为其进一步的反应提供有利条件,但要考虑粉尘及有毒有害气体的控制。


5 投资及运行成本的评价与分析


相对污泥热干化、焚烧等处置方式,污泥石灰稳定工艺基建投资较低,根据规模及混合设备选型不同,固定资产投资约为2~4万元/t污泥(含水率80%)。


目前国内工程实例较少,工艺直接运行费用主要由石灰、电、人工、设备维护等费用组成。根据石灰掺混比例不同,单吨运行成本约为50~150元,其中,石灰消耗可占到总运行费用的70%~90%。

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