在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū),市政污泥的后處理成為越來越嚴(yán)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(dá)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(shè)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(shè)備主要是通過以下技術(shù)手段來實現(xiàn):
?。?）盡可能多地讓太陽輻射能直接到達(dá)污泥表面,通過污泥吸附轉(zhuǎn)化成熱能;
（2）盡可能多地通風(fēng),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(dǎo)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(yīng)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(guān)。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(dá)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(shè)備的構(gòu)造
太陽能干化設(shè)備主要由溫室、翻泥機、通風(fēng)設(shè)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(shè)置,并根據(jù)氣象條件進行時間控制設(shè)置。｛13953415290｝
通風(fēng)系統(tǒng)由一些環(huán)風(fēng)工藝鼓風(fēng)機組成。根據(jù)“有風(fēng)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(yīng)。此外,在干化車間的側(cè)墻下部開孔,暖房上部設(shè)置天窗,使整個干化車間形成熱導(dǎo)流通風(fēng)系統(tǒng)。
整套通風(fēng)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(shè)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(yīng)的動作模塊,使通風(fēng)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(fēng)速和降雨情況,同時控制天窗的打開和關(guān)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(dāng)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?zé)崮埽ɑ蛭鬯┻M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(fù)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(dá)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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