固體廢物處理與處置課程設(shè)計(jì)-日處理300t城市脫水污泥焚燒處理工藝設(shè)計(jì)

概述設(shè)計(jì)名稱300t/天城市脫水污泥焚燒處理工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容1、污水污泥產(chǎn)生量與特性分析2、污水污泥壓濾脫水、陽光房干化與焚燒處理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3、污水污泥壓濾脫水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、污水污泥陽光房自然干化處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)5、污泥焚燒處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求根據(jù)規(guī)劃和所給的其他原始資料，設(shè)計(jì)相應(yīng)處理系統(tǒng)，具體內(nèi)容包括：1、確定處理系統(tǒng)的工藝流程，選擇處理構(gòu)筑物并通過計(jì)算確定其尺寸（附必要的草圖）；2、處理廠的工藝平面布置圖，內(nèi)容包括：標(biāo)出處理廠的范圍、全部處理構(gòu)筑物及輔助建筑物、主要管線的布置、主干道及處理構(gòu)筑物發(fā)展的可能性；3、處理工藝流程高程布置，表示各處理構(gòu)筑物的高程關(guān)系和布局；4、按施工圖標(biāo)準(zhǔn)畫出主要處理設(shè)施的構(gòu)筑物（一個(gè)即可）的平面、立面和剖面圖；5、編寫設(shè)計(jì)說明書。

設(shè)計(jì)背景隨著經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，我國對生活廢水處理力度在不斷加大，城市配套的廢水處理廠投入運(yùn)行后，每天產(chǎn)生相應(yīng)大量污泥，而且生活廢水趨向集中處理后，污泥量日益增加，產(chǎn)生的污泥的組成成分日益復(fù)雜。所產(chǎn)生的大量污泥通常的處理方法是利用機(jī)械壓濾裝置將污泥的含水率壓濾到80％以下后外運(yùn)，以填埋、堆放、或傾倒的方式作最終處置。這樣的處置方法往往會(huì)對自然環(huán)境造成二次污染，存在比較嚴(yán)重的環(huán)境安全隱患。國內(nèi)外污泥處理處置現(xiàn)狀2.1.1國內(nèi)污泥處理處置現(xiàn)狀我國一些中小城市基本上沒有建造污水處理設(shè)施,即使有污水處理廠的大中城市,其污泥處理設(shè)施90%以上不配套。已建成的污水處理廠中,污泥未經(jīng)任何處理就直接農(nóng)用的占70%以上。既使在設(shè)有消化池的污水處理廠,消化后的污泥也只是稍加脫水后就直接農(nóng)用,很難符合污泥農(nóng)用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),污泥處置技術(shù)比發(fā)達(dá)國家較落后。目前,我國已開始將污水處理廠污泥用于土地填埋和城市綠化,并將污泥作基質(zhì),制作復(fù)合肥用于農(nóng)業(yè)等。但總的狀況還是以污泥土地利用的形式為主,將污泥用于農(nóng)業(yè)。由于國內(nèi)在污泥管理方面對污泥所含病原菌、重金屬和有毒有機(jī)物等理化指標(biāo)及臭氣等感官指標(biāo)控制的重視程度還不夠高,因此限制了對污泥的進(jìn)一步處置利用。國內(nèi)污泥處置技術(shù)所占的比例為:農(nóng)業(yè)利用占44.83%,土地填埋占31.03%,無污泥處置占13.79%,綠化占3.45%,焚燒占3.45%,與垃圾混合填埋占3.45%。國內(nèi)的污泥有13.79%沒有作任何處置,這將對環(huán)境帶來巨大危害。污泥散發(fā)的臭氣污染嚴(yán)重,病原菌對人類健康產(chǎn)生潛在威脅,重金屬和有毒有害有機(jī)物污染地表和地下水系統(tǒng)。造成這種現(xiàn)象的原因有:由于國內(nèi)污泥處、理處置的起步較晚,許多城市沒有將污泥處置場所納入城市總體規(guī)劃,造成很多污水處理廠難以找到合適的污泥處置方法和污泥棄置場所；我國污泥利用的基礎(chǔ)薄弱,人們對污泥利用的認(rèn)識(shí)存在嚴(yán)重不足,對污泥的最終處置問題缺乏關(guān)注,給一些有害污泥的最終處置留下了隱患。2.1.2國外污泥處理處置現(xiàn)狀國外的城市污水污泥處理與處置已經(jīng)有近100年的歷史,無論是進(jìn)行有效利用還是進(jìn)行填埋處置,污泥處理的目的與其他廢棄物的處理一樣,皆是以減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化為目的。要達(dá)到這一目的,必須通過各種機(jī)械和各種處理構(gòu)筑物的有機(jī)結(jié)合,組成污泥處理、處置系統(tǒng)。污泥處置的基本步驟為:濃縮、脫水、干燥、焚燒等,這些操作均能起到濃縮污泥的作用。通常情況下國外城市污泥處理系統(tǒng)工藝流程一般有下列4類[1]:(1)原污泥→濃縮→脫水→處置脫水濾餅;(2)原污泥→濃縮→脫水→焚燒→處置灰分;(3)原污泥→濃縮→消化→脫水→處置脫水濾餅;(4)原污泥→濃縮→消化→脫水→焚燒→處置灰分。根據(jù)日本對318個(gè)污水處理廠的統(tǒng)計(jì)[2],污泥處理方式(1)占34%;方式(2)占8.8%;方式(3)占26%;方式(4)占5.7%。日本污泥最終處置主要方法是焚燒,約占污泥處置總量的55%。據(jù)美國環(huán)保署估計(jì),自從1972年政府頒布水凈化條例以來,污泥量逐年快速地增加,2010年達(dá)到820萬t。在英國,根據(jù)資料[3,4],污水處理產(chǎn)生的污泥年產(chǎn)量為110.7萬t干污泥英國污泥最終處置的主要方法是農(nóng)用(占46.6%),其次為污泥排海(占33.5%)。隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,歐共體在協(xié)定中規(guī)定污水污泥排海的最后期限為1998年12月31日,這意味著英國將有33.5%的污泥轉(zhuǎn)向陸地處置。目前英國用于填埋所占比例較小,只占污泥處理量的8%,從長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看,將經(jīng)過厭氧消化、化學(xué)或熱處理、長時(shí)間堆放等處理后的污泥回用于農(nóng)田,是英國污泥處置的發(fā)展方向。目前,世界范圍內(nèi)常用的污泥處置方法有農(nóng)用、填埋、投海、焚燒等。美國和英國以農(nóng)用為主,西歐以污泥填埋為主,日本以焚燒為主,而澳大利亞以污泥填埋和投海為主。歐盟國家對污泥處置[5]的發(fā)展趨勢進(jìn)行綜合分析,由于可使用土地面積、處理成本、越來越嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)以及資源回收政策的普及,同時(shí)考慮到未來10年到20年間污泥性質(zhì)的巨大變化等因素,2005年歐盟各國采用污泥處置方式的比例為:回收利用占45%,焚燒占38%,填埋占17%。城市污泥的特點(diǎn)污水污泥是污水處理的產(chǎn)物，城市污泥的成分非常復(fù)雜，包括混入生活污水或工業(yè)污水中的泥沙、纖維、動(dòng)植物殘?bào)w等固體顆粒及凝結(jié)的絮狀物，含有大量有毒有害難降解的有機(jī)物、重金屬、病原體及寄生蟲卵等物質(zhì)。產(chǎn)泥量中等，一般占到生活污水處理的水的總體積的0.1%左右，但是總量大，有機(jī)物含量高，含水率高，一般達(dá)到95%~99%，即使脫水后含水率仍處60%~80%，有大量的病原菌和寄生蟲，容易腐爛發(fā)臭，極不穩(wěn)定。城市污泥適用處理方法從生活廢水的處理技術(shù)上說，污泥由于產(chǎn)生的工序不同，性質(zhì)也就完全不同，處置方法的難易不同，相應(yīng)處置成本也不同。目前適合應(yīng)用于生活廢水污泥處理方法主要有：城市污泥穩(wěn)定化方法生活污泥含有大量相對穩(wěn)定的有機(jī)物，因此在處理之前先要調(diào)整污泥的性質(zhì)，以便與污泥處理的后序工藝的實(shí)施?？梢允褂玫姆椒ㄓ袇捬跸蛘呤呛醚跸裙に?。厭氧消化在隔絕氧氣的情況下，污泥中的有機(jī)物先是被腐生細(xì)菌代謝，轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，然后厭氧的甲烷細(xì)菌降解有機(jī)酸為甲烷和二氧化碳。過程進(jìn)展的快慢決定于這兩類細(xì)菌的協(xié)調(diào)情況。甲烷細(xì)菌的生長條件極為嚴(yán)格。腐生細(xì)菌產(chǎn)生的有機(jī)酸必須及時(shí)降解，如有積累，一旦pH值低于6.5左右,甲烷細(xì)菌的生長即受限制，平衡破壞，消化時(shí)間大大延長。一般用攪拌污泥（使泥質(zhì)均勻）和控制有機(jī)酸及堿度的方法來維持過程的正常進(jìn)行。有機(jī)酸(以醋酸計(jì))控制在1000毫克/升以下,2000毫克/升左右時(shí)過程即受影響。堿度（以碳酸鈣計(jì)）控制在2000毫克/升以上。有機(jī)酸有上升趨勢時(shí)應(yīng)立即停止加料（生污泥）。堿度不足時(shí)可加石灰。溫度也是一個(gè)重要的生長因素。過程可在33～35°C進(jìn)行（稱中溫消化），也可在50～56°C進(jìn)行(稱高溫消化)。通常采用中溫消化。消化時(shí)間隨攪拌情況而異；充分?jǐn)嚢钑r(shí)（稱高負(fù)荷率污泥消化）常少于15天；不攪拌時(shí)（稱傳統(tǒng)污泥消化）常在30～60天之間。高溫消化常充分?jǐn)嚢瑁瘯r(shí)間約6～10天，產(chǎn)氣率較高,寄生蟲卵可殺滅90%以上，但耗熱和耗能量大。好氧消化A污泥好氧消化實(shí)際是活性污泥法的繼續(xù)，在消化過程中，有機(jī)污泥經(jīng)氧化可以轉(zhuǎn)化成二氧化碳、氨以及氫等氣體產(chǎn)物。B好氧消化分類好氧消化過程分為普通好氧消化和自熱高溫好氧消化兩類。C好氧消化池構(gòu)造上一般包括好氧消化室、泥液分離室、消化污泥排除管和曝氣系統(tǒng)。好氧消化法的操作較靈活，可以間歇運(yùn)行操作，也可連續(xù)運(yùn)行。D好氧消化的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：污泥中可生物降解有機(jī)物的降解程度高；清液BOD濃度低，消化污泥量少，無臭、穩(wěn)定、易脫水，處置方便；消化污泥的肥分高，易被植物吸收；好氧消化池運(yùn)行管理方便簡單，構(gòu)筑物基建費(fèi)用低等。因此，特別適合于中小污水處理廠的污泥處理。缺點(diǎn)：運(yùn)行能耗多，運(yùn)行費(fèi)用高；不能回收沼氣；因好氧消化不加熱，所以污泥有機(jī)物分解程度隨溫度波動(dòng)大；消化后的污泥進(jìn)行重力濃縮時(shí)，上清液SS濃度高等。城市污泥的無害化方法污泥無害化是一個(gè)非常廣泛的概念，實(shí)際上現(xiàn)在還做不到對污泥無害化處理。選擇有效的污泥處置方法，應(yīng)兼顧環(huán)境生態(tài)效益與處置成本、經(jīng)濟(jì)效益之間的均衡。一種有效的、適合本地具體情況的污泥處置方法應(yīng)該是在環(huán)境衛(wèi)生上、社會(huì)上可接受，經(jīng)濟(jì)上切實(shí)可行的方法。根據(jù)目前我國的污泥處置技術(shù)，并結(jié)合我國國情，污泥干化焚燒是最適合且有效的方法之一。城市污泥的最終處置城市污泥干化和焚燒熱干化是利用熱能將污泥烘干。干化后的污泥呈顆粒或粉末狀，體積僅為原來的l／5～l/4。而且由于含水率在10％以下時(shí)，微生物活性受到抑制而避免產(chǎn)品發(fā)霉發(fā)臭，利于儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。熱干化過程的高溫滅菌作用很徹底，產(chǎn)品可完全達(dá)到衛(wèi)生指標(biāo)并使污泥性能全面改善。產(chǎn)品可作替代能源，但是需要說明的是污泥熱干化僅使污泥中的水分得到縮減，污泥中有機(jī)物含量并沒有減少。故其并不是穩(wěn)定化處理。干化處理技術(shù)耗能量過高，應(yīng)用于生活污泥處理成本較高。如果穩(wěn)定化工藝中厭氧消化產(chǎn)生的沼氣能夠充分利用，可以考慮使用消化過程中產(chǎn)生的沼氣來輔助干化污泥，達(dá)到以廢治廢的目的。污泥焚燒的優(yōu)點(diǎn)是可以迅速和最大限度地實(shí)現(xiàn)減量化。它既為解決污泥的出路創(chuàng)造了條件，又充分消耗了污泥中的能源，且不必考慮病原菌的滅活處理。污泥焚燒的熱能可回收利用，有毒污染物被氧化，灰燼中的重金屬活性大大降低[7]。缺點(diǎn)是高成本和可能產(chǎn)生污染廢氣、噪聲、震動(dòng)、熱和輻射。隨著將二氧化硫等作為大氣污染控制物，將對污泥的焚燒提出更加嚴(yán)格的要求。城市污泥填埋處理污泥填埋分為單獨(dú)填埋和混合填埋，在歐洲脫水污泥與城市垃圾混合填埋比較多，而在美國多數(shù)采用單獨(dú)填埋。根據(jù)一項(xiàng)對填埋場的調(diào)查，在混合填埋場中，一般污泥的比例不超過10％，在該比例下，一般污泥不會(huì)影響填埋體的穩(wěn)定，但是含有污泥的填埋場，在短期內(nèi)(一般6年以內(nèi))滲濾液COD、揮發(fā)酸、重金屬的含量會(huì)降低，PH會(huì)上升，據(jù)有些資料報(bào)道，在混合填埋場中，當(dāng)生物污泥與城市生活垃圾混合比例達(dá)到1：10時(shí)，填埋垃圾的物理、化學(xué)穩(wěn)定過程將明顯加快。污泥填埋前，必須經(jīng)過脫水工序，如果是普通脫水工藝，脫水后污泥含水率在80％左右，必須加入填充劑才能達(dá)到污泥填埋所需要的力學(xué)指標(biāo)，添加劑的加入縮短了填埋場的壽命；如果采用高干度脫水填埋工藝，脫水后污泥含水率在65％左右，一般可以直接填埋。污泥能否填埋取決于污泥本身的的性質(zhì)主要是土力學(xué)性質(zhì)和填埋后對環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。當(dāng)污泥單獨(dú)填埋時(shí)，一般要求污泥的抗剪強(qiáng)度不小于

80~l00KN/m2。一些污泥因?yàn)橥亮W(xué)性質(zhì)很差難以達(dá)到上述指標(biāo)而無法進(jìn)行填埋操作，有些污泥填埋后會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的氣味影響環(huán)境而不能填埋，有些污泥在填埋前必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。脫水之后的生活污泥，由于其中所含有大量的重金屬離子以及其他一些化學(xué)藥劑，所以并不適用于農(nóng)業(yè)及土地利用。一般來說，只能進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理。工藝流程及說明本項(xiàng)目使用的城市污泥處理裝置主要由壓濾脫水處理系統(tǒng)，陽光房自然干化處理系統(tǒng)，污泥焚燒處理系統(tǒng)組成。工藝流程見圖3.1煙塵、SO煙塵、SO2、氮氧化物煙囪（33m）、、煙囪（33m）、、活性炭吸附催化還原活性炭吸附催化還原雙堿法脫硫雙堿法脫硫布袋除塵器布袋除塵器U形冷卻器U形冷卻器粉煤灰粉煤灰生活污泥重力沉降室生活污泥重力沉降室焦炭、焦炭、焚燒爐干化污泥陽光房噪音焚燒爐干化污泥陽光房噪音制磚機(jī)爐渣制磚機(jī)爐渣用作建筑材料用作建筑材料煤煤渣燃燒室噪音 煤煤渣燃燒室噪音送水泥廠綜合利用送水泥廠綜合利用圖3.1工藝流程圖設(shè)計(jì)內(nèi)容廠址總圖布置在作平面布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)各構(gòu)筑物的功能要求和水力要求，結(jié)合地形和地質(zhì)條件，確定它們在廠區(qū)內(nèi)平面的位置，對此，應(yīng)考慮：功能分區(qū)明確，管理區(qū)、污水處理區(qū)及污泥處理區(qū)相對獨(dú)立。構(gòu)筑物布置力求緊湊，以減少占地面積，并便于管理?？紤]近、遠(yuǎn)期結(jié)合，便于分期建設(shè)，并使近期工程相對集中。各處理構(gòu)筑物順流程布置，避免管線迂回。變配電間布置在既靠近污水廠進(jìn)線，又靠近用電負(fù)荷大的構(gòu)筑物處，以節(jié)省能耗。建筑物盡可能布置為南北朝向。廠區(qū)綠化面積不小于30％，總平面布置滿足消防要求。交通順暢，使施工、管理方便。廠區(qū)平面布置除遵循上述原則外，還應(yīng)根據(jù)城市主導(dǎo)風(fēng)向，進(jìn)水方向、排水方向，工藝流程特點(diǎn)及廠區(qū)地形、地質(zhì)條件等因素進(jìn)行布置，既要考慮流程合理，管理方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，還要考慮建筑造型，廠區(qū)綠化及與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)等因素。廠區(qū)道路和運(yùn)輸為便于交通運(yùn)輸和設(shè)備的安裝、維護(hù)，廠區(qū)內(nèi)主要道路寬為8米和6米，次要道路為3～4米，道路轉(zhuǎn)彎半徑一般均在6米以上。道路布置成網(wǎng)格狀的交通網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)建、構(gòu)筑物周邊均設(shè)有道路。路面采用混凝土結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)生活辦公綜合樓設(shè)在廠區(qū)西北角，同時(shí)也在大門口旁邊，車庫設(shè)在綜合樓對面，方便工人上下班，綜合樓前設(shè)有休息庭院。綜合樓一樓為辦公樓，有辦公室、化驗(yàn)室、蓄物室。二樓設(shè)有員工宿舍、飯?zhí)?、悠閑娛樂室。三樓為天臺(tái)。水處理建筑物靠廠區(qū)西部自西向東依次排開，污泥處理系統(tǒng)位于廠區(qū)的中北部，為改善生活區(qū)環(huán)境在廠西區(qū)另設(shè)大門，以便污泥處理生成物外運(yùn)。廠區(qū)道路、大門、圍墻廠區(qū)大門先設(shè)三個(gè)，兩個(gè)在北邊，一個(gè)在西邊，采用遙控開閘方式并設(shè)傳達(dá)室。廠區(qū)四周建設(shè)2m高磚砌墻，并附有柵欄減少磚砌量。干化工藝干化工藝的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮降低污泥噸水蒸發(fā)熱耗和噸水蒸發(fā)電耗，綜合選擇干化產(chǎn)品含固率、干化熱源和介質(zhì)、循環(huán)氣體量和溫度，根據(jù)實(shí)際情況配置循環(huán)氣體凈化和余熱回收。干化過程干化意味著在單位時(shí)間里將一定數(shù)量的熱能傳給物料所含的濕分，這些濕分受熱后汽化，與物料分離，失去濕分的物料與汽化的濕分被分別收集起來，這就是干化的工藝過程。從設(shè)備角度來描述這一過程，包括上料、干化、氣固分離、粉塵捕集、濕分冷凝、固體輸送和儲(chǔ)存等。加熱方式污泥干化的加熱方式：直接干化和間接干化干化是依靠熱量來完成的，熱量一般都是能源燃燒產(chǎn)生的。燃燒產(chǎn)生的熱量存在于煙道氣中，這部分熱量的利用形式有兩類：直接利用：將高溫?zé)煹罋庵苯右敫稍锲?，通過氣體與濕物料的接觸、對流進(jìn)行換熱。這種做法的特點(diǎn)是熱量利用的效率高，但是如果被干化的物料具有污染物性質(zhì)，也將帶來排放問題，因高溫?zé)煹罋獾倪M(jìn)入是持續(xù)的，因此也造成同等流量的、與物料有過直接接觸的廢氣必須經(jīng)特殊處理后排放。間接利用：將高溫?zé)煹罋獾臒崃客ㄟ^熱交換器，傳給某種介質(zhì)，這些介質(zhì)可能是導(dǎo)熱油、蒸汽或者空氣。介質(zhì)在一個(gè)封閉的回路中循環(huán)，與被干化的物料沒有接觸。熱量被部分利用后的煙道氣正常排放。間接利用存在一定的熱損失。對干化工藝來說，直接或間接加熱具有不同的熱效率損失，也具有不同的環(huán)境影響，是進(jìn)行項(xiàng)目環(huán)評和經(jīng)濟(jì)性考察的重要內(nèi)容。直接加熱形式中熱源煙氣直接成為介質(zhì)，其熱效率接近燃燒效率本身。其余加熱形式均是通過換熱設(shè)備將熱傳給某種介質(zhì)的間接加熱。煙氣可以通過熱交換器將熱量傳給空氣，空氣作為換熱介質(zhì)與濕物料進(jìn)行接觸。煙氣可以提高熱交換器將熱傳遞給導(dǎo)熱油或蒸汽，然后利用導(dǎo)熱油或蒸汽來加熱金屬或工藝氣體，由金屬熱表面或工藝氣體與濕物料進(jìn)行接觸。這兩類換通過熱交換器的換熱均形成一定的熱損失，一般來說在8-15％之間。污泥干化的熱源干化的主要成本在于熱能，降低成本的關(guān)鍵在于是否能夠選擇和利用恰當(dāng)?shù)臒嵩?。干化工藝根?jù)加熱方式的不同，其可利用的能源來源有一定區(qū)別，一般來說間接加熱方式可以使用所有的能源，其利用的差別僅在溫度、壓力和效率。直接加熱方式則因能源種類不同，受到一定限制，其中燃煤爐、焚燒爐的煙氣因量大和腐蝕性污染物存在而難以使用，蒸汽因其特性無法利用。按照能源的成本，從低到高，分列如下：煙氣：來自大型工業(yè)、環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施（固廢焚燒爐、電站、窯爐、化工設(shè)施）的廢熱煙氣是零成本能源，如果能夠加以利用，是熱干化的最佳能源。溫度必須高，地點(diǎn)必須近，否則難以利用。燃煤：非常廉價(jià)的能源，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)可行性。尾氣處理方案是可行的。熱干氣：來自化工企業(yè)的廢能。沼氣：可以直接燃燒供熱，價(jià)格低廉，也較清潔，但供應(yīng)不穩(wěn)定。蒸汽：清潔，較經(jīng)濟(jì)，可以直接全部利用，但是將降低系統(tǒng)效率，提高折舊比例?？梢钥紤]部分利用的方案。燃油：較為經(jīng)濟(jì)，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利用。天然氣：清潔能源，但是價(jià)格最高，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利用。所有的干化系統(tǒng)都可以利用廢熱煙氣來進(jìn)行。其中，間接干化系統(tǒng)通過導(dǎo)熱油進(jìn)行換熱，對煙氣無限制性要求；而直接干化系統(tǒng)由于煙氣與污泥直接接觸，雖然換熱效率高，但對煙氣的質(zhì)量具有一定要求，這些要求包括：含硫量、含塵量、流速和氣量等。只有間接加熱工藝才能利用蒸汽進(jìn)行干化，但并非所有的間接工藝都能獲得較好的干化效率。污泥干化的系統(tǒng)組成：一般來說，干化工藝需要配備以下基礎(chǔ)配套設(shè)施，但根據(jù)工藝可能有較大變化：冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：用于干泥產(chǎn)品的冷卻等冷凝水處理系統(tǒng)：工藝氣體及其所含雜質(zhì)的洗滌等；工藝水系統(tǒng)：用于安全系統(tǒng)的自來水電力系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的供電壓縮空氣系統(tǒng)：氣動(dòng)閥門的控制氮?dú)鈨?chǔ)備系統(tǒng)：干泥料倉以及工藝回路的惰性化；除臭系統(tǒng)：濕泥料斗、儲(chǔ)倉、工藝回路的不可凝氣體的處理制冷系統(tǒng)：導(dǎo)熱油熱量撤除消防系統(tǒng)：為整廠配置的滅火系統(tǒng)和安全區(qū)干化設(shè)備市場上的污泥干燥設(shè)備主要有：三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)（即轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)）、間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)、帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)、流化床干燥機(jī)、蝶式干燥機(jī)、漿葉式干燥機(jī)、盤式干燥機(jī)、帶式干燥機(jī)、太陽能污泥干燥房等。（1）三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)圖見圖4-1a、圖4-1b：圖4.1a三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖4.1b三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)由于普通的回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)，包括三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)，只能干燥顆粒狀的物料。所以，濕污泥首先要與干污泥進(jìn)行混合，產(chǎn)生含水為40%左右的半干污泥，然后再進(jìn)入三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)進(jìn)行干燥。干濕污泥的比例大約為1.5到2。因此，此系統(tǒng)需要混合機(jī)，粉碎機(jī)和篩分機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)的投資很大。其運(yùn)行參數(shù)為：熱空氣進(jìn)口溫度為：650度；熱空氣出口溫度為：100度；蒸發(fā)每磅水需消耗1600BTU的熱量，折合每公斤水需消耗8170KJ的熱量[8]。（2）普通回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)普通回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)的工藝流程與三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)相似，只是能耗稍高。轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。濕物料從左端上部加入，經(jīng)過圓筒內(nèi)部時(shí)，與通過筒內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面進(jìn)行有效地接觸而被干燥，干燥后的產(chǎn)品從右端下部收集。在干燥過程中，物料借助于圓筒的緩慢的轉(zhuǎn)動(dòng)，在重力的作用下從較高一端向較低一端移動(dòng)。干燥過程中的所用的熱載體一般為熱空氣、煙道氣或水蒸氣等。如果熱載體（如熱空氣、煙道氣）直接與物料接觸，則經(jīng)過干燥器后，通常用旋風(fēng)除塵器將氣體中挾帶的細(xì)粒物料捕集下來，廢空氣則經(jīng)旋風(fēng)除塵器后放空?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。濕物料從高端上部加入，與通過筒體內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面進(jìn)行有效接觸被干燥，干燥后的產(chǎn)品從低端下部收集。在干燥過程中，物料借助于圓筒的緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，在重力的作用下從較高一端向較低一端移動(dòng)。筒體內(nèi)壁上裝有抄板，它不斷地把物料抄起又灑下，使物料的熱接觸表面增大，以提高干燥速率并促使物料向前移動(dòng)。圖4.2回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)（3）間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)的工藝流程也與三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)相似。采用間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)，由于間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)采用普通的抄板，而造粒后的污泥的表面仍然較粘，粘著在抄板上，沒有及時(shí)脫落，導(dǎo)致過干超溫（干污泥的著火點(diǎn)為240度）。當(dāng)通入空氣時(shí)（間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)需要通入空氣，以帶出蒸發(fā)的水分），其中的氧含量較高，從而引起爆炸。（4）帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓通干燥機(jī)由于帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)可直接干燥濕污泥，因此不需要混合過程，也就不需要混合機(jī)，粉碎機(jī)和篩分機(jī)。并且回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)很短，整個(gè)系統(tǒng)的投資小。但是，對于濕污泥的干燥，其終水分只能到30%到40%。如果干燥到10%以下水分，需要兩級(jí)干燥。如果干燥后的污泥用于焚燒，30%到40%已經(jīng)足夠。由于直接干燥濕污泥，并且回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)很短，因此可采用較高的進(jìn)口溫度。對于污泥干燥，其進(jìn)口溫度可達(dá)850度以上。所以熱能消耗比上述的所有回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)都低，每公斤水需消耗7659KJ的熱量（對于兩級(jí)干燥）。（5）帶式干燥機(jī)帶式干燥機(jī)由若干個(gè)獨(dú)立的單元段組成。每個(gè)單元段包括循環(huán)風(fēng)機(jī)、加熱裝置、單獨(dú)或公用的新鮮空氣抽入系統(tǒng)和尾氣排出系統(tǒng)。對干燥介質(zhì)數(shù)量、溫度、濕度和尾氣循環(huán)量操作參數(shù)，可進(jìn)行獨(dú)立控制，從而保證帶干機(jī)工作的可靠性和操作條件的優(yōu)化。帶干機(jī)操作靈活，濕物進(jìn)料，干燥過程在完全密封的箱體內(nèi)進(jìn)行，勞動(dòng)條件較好，免了粉塵的外泄。物料由加料器均勻地鋪在網(wǎng)帶上，網(wǎng)帶采用12-60目不銹鋼絲網(wǎng)，由傳動(dòng)裝置拖動(dòng)在干燥機(jī)內(nèi)移動(dòng)。干燥機(jī)由若干單元組成，每一單元熱風(fēng)獨(dú)立循環(huán)，部分尾氣由專門排濕風(fēng)機(jī)排出，廢氣由調(diào)節(jié)閥控制，熱氣由下往上或由上往下穿過鋪在網(wǎng)帶上的物料，加熱干燥并帶走水分。網(wǎng)帶緩慢移動(dòng)，運(yùn)行速度可根據(jù)物料溫度自由調(diào)節(jié)，干燥后的成品連續(xù)落入收料器中。上下循環(huán)單元根據(jù)用戶需要可靈活配備，單元數(shù)量可根據(jù)需要選取。（6）漿葉式干燥機(jī)空心槳葉干燥機(jī)主要由帶有夾套的W形殼體和兩根空心槳葉軸及傳動(dòng)裝置組成。軸上排列著中空葉片，軸端裝有熱介質(zhì)導(dǎo)入的旋轉(zhuǎn)接頭。干燥水分所需的熱量由帶有夾套的W形槽的內(nèi)壁和中空葉片壁傳導(dǎo)給物料。物料在干燥過程中，帶有中空葉片的空心軸在給物料加熱的同時(shí)又對物料進(jìn)行攪拌，從而進(jìn)行加熱面的更新。是一種連續(xù)傳導(dǎo)加熱干燥機(jī)。加熱介質(zhì)為蒸汽，熱水或?qū)嵊?。加熱介質(zhì)通入殼體夾套內(nèi)和兩根空心槳葉軸中，以傳導(dǎo)加熱的方式對物料進(jìn)行加熱干燥，不同的物料空心槳葉軸結(jié)構(gòu)有所不同。物料由加料口加入，在兩根空心槳葉軸內(nèi)的攪拌作用下，更新介面，同時(shí)推進(jìn)物料至出料口，被干燥的物料由出料口排出。漿葉式干燥機(jī)需要由蒸汽或?qū)嵊吞峁崃?。所以需要鍋爐及鍋爐房。另外其產(chǎn)品是粉狀，對存儲(chǔ)和使用不方便。在干燥后，需要進(jìn)行造粒。在小型廢水處理廠得到廣泛的應(yīng)用。（7）盤式干燥機(jī)工藝的能源采用天然氣或沼氣，利用熱油爐加熱導(dǎo)熱油，然后通過導(dǎo)熱油在干燥器圓盤和熱油爐之間的循環(huán)，將熱量間接傳遞給污泥顆粒，從而使污泥干化。污泥涂層機(jī)為盤式工藝的重要設(shè)備，循環(huán)的干燥污泥顆粒在此被涂覆上一層薄的濕污泥，涂覆過的污泥顆粒被送人污泥顆粒干燥器，均勻的散在頂層圓盤上。通過與中央旋轉(zhuǎn)主軸相連的耙臂上的耙子的作用，污泥顆粒在上層圓盤上作圓周運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)逐漸掃到圓周的外延，然后散落到第二層圓盤上，借助于旋轉(zhuǎn)耙臂的推動(dòng)作用，污泥顆粒從干燥器的上部圓盤通過干燥器直至底部圓盤。每個(gè)污泥顆粒平均循環(huán)5到7次，每次都有新的濕污泥層涂覆到輸人的顆粒表面，最后形成一個(gè)堅(jiān)硬的圓形顆粒。干燥后的顆粒進(jìn)入分離料斗，一部分顆粒被分離出再返回涂層機(jī)，另一部分粒徑合格顆粒通過進(jìn)一步冷卻后送人顆粒儲(chǔ)存料倉。排氣風(fēng)機(jī)將污泥干燥器中的氣體抽出，經(jīng)冷凝器去除氣體中的氣態(tài)水后，送人熱油鍋爐中，經(jīng)高溫焚燒，徹底去除氣味后高空排放。盤式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)與漿葉式干燥機(jī)相似，好處是工藝簡單，尾氣量少，容易處理。也需要由蒸汽或?qū)嵊吞峁崃俊Ｋ孕枰仩t及鍋爐房。但是盤式干燥機(jī)的傳熱效果是上述所有干燥機(jī)中最差的，因此盤式干燥機(jī)的體積龐大，造價(jià)高。（8）流化床干燥工藝工藝的熱能采用蒸汽，通過換熱器將熱量間接傳遞給污泥，從而使污泥干化。工藝的主要設(shè)備為流化床干燥器。污泥直接送人流化床干燥器內(nèi)，無需任何前段準(zhǔn)備。在流化床內(nèi)通過激烈的流態(tài)化運(yùn)動(dòng)形成均勻的污泥顆粒，整個(gè)系統(tǒng)在一封閉性的氣體回路中運(yùn)行，干化系統(tǒng)巾的細(xì)顆粒在旋風(fēng)除塵器中被收集，然后與少量濕污泥混合后送回污泥干燥器。在運(yùn)行期間，循環(huán)的氣體自成惰性化，氧氣的含量降低到幾乎為零。流化床干燥機(jī)的干化能力由能量的供應(yīng)所決定，即由熱油溫度或蒸氣溫度決定。根據(jù)所能獲得的熱量和床內(nèi)的固定溫度，一個(gè)特定的水蒸發(fā)量被確定。進(jìn)料量的波動(dòng)或進(jìn)料水分的波動(dòng)，在連續(xù)供熱溫度保持恒定的情況，會(huì)使蒸發(fā)率發(fā)生變化。一旦溫度變化，自動(dòng)控制系統(tǒng)分別通過每臺(tái)泵的變頻調(diào)速控制器調(diào)節(jié)給供料分配器供料泵的供料速率，從而使干燥機(jī)的溫度保持恒定。根據(jù)污泥的特性和污泥的含水率，污泥的進(jìn)料量有所變化。干化顆粒經(jīng)冷卻后，通過被密閉安裝在惰性氣體環(huán)境中的傳送帶送至干顆粒儲(chǔ)存料倉。為保證安全，料倉同時(shí)被惰性氣體化。干化系統(tǒng)中產(chǎn)生的少量廢氣被送人生物過濾器，經(jīng)生物除臭處理后排人大氣[8]。選型計(jì)算本項(xiàng)目要求濕污泥在干燥機(jī)中干燥至水分含量為20%，干燥機(jī)的選型按上述干燥率進(jìn)行選擇，選用燃煤煙氣作為熱介質(zhì)，選擇回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)，干化后輸送至焚燒爐。并有燃燒系統(tǒng)一套，以提供干燥煙氣?；剞D(zhuǎn)式烘干機(jī)的生產(chǎn)流程如圖所示，其主要附屬設(shè)備有烘干機(jī)燃燒室，輸送帶與煙氣處理裝備等。污泥由皮帶機(jī)2送至喂料端鍛，經(jīng)下料溜子進(jìn)入烘干機(jī)5?；剞D(zhuǎn)式烘干機(jī)筒體轉(zhuǎn)速一般為2r/min～5r/min,傾斜度一般為3%～6%.物料在筒體回轉(zhuǎn)時(shí),由高端向低端運(yùn)動(dòng),從低端落入出料罩,經(jīng)翻板閥卸出,再由皮帶機(jī)運(yùn)走.而熱氣體由燃燒室3進(jìn)入烘干機(jī)筒體,與物料進(jìn)行熱交換,使物料強(qiáng)烈脫水,氣體溫度下降.廢氣經(jīng)處理后由煙囪8排至大氣[9]。.圖4.3回轉(zhuǎn)烘干機(jī)流程示意圖1-料倉2-皮帶輸送機(jī)3-燃燒室4-鼓風(fēng)機(jī)5-烘干機(jī)6-除塵器7-煙囪回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的規(guī)格是以筒體的直徑和長度表示，目前我國常用的幾種規(guī)格的烘干機(jī)設(shè)備參數(shù)如下表所示表4.1回轉(zhuǎn)烘干機(jī)的操作控制參數(shù)干燥物料的種類石灰石礦渣粘土煙煤無煙煤進(jìn)烘干機(jī)熱氣溫度（℃）800-1000700-800600-800400—70500-700出烘干機(jī)廢氣溫度（℃）100-150100-15080-11090-12090-120出烘干機(jī)物料溫度（℃）100-12080-10080-10060-9060-90烘干機(jī)出口氣體流速（m/s）1.5-3.01.5-3.01.5-3.01.5-3.01.5-3.0根據(jù)污泥干燥工藝要求：初水分82%，終水份20%，一天作業(yè)24小時(shí)處理原料300噸，經(jīng)計(jì)算出成品料54噸，待處理水分246噸，即：每小時(shí)處理水分為10.0噸。污泥在700℃進(jìn)氣溫度時(shí)在烘干機(jī)內(nèi)的蒸發(fā)強(qiáng)度為60kg/（m3。h），即當(dāng)進(jìn)氣溫度為700度時(shí)，烘干機(jī)內(nèi)每1立方米的有效容積1小時(shí)能蒸發(fā)出60kg的水分（物料不同，進(jìn)氣溫度不同，蒸發(fā)強(qiáng)度不同，污泥在700℃進(jìn)氣溫度下蒸發(fā)強(qiáng)度約60kg/m3。h），故處理10.25噸/h水分所需要的有效烘干容積為10250kg/h÷60kg/（m3。h）＝170.833m3，考慮到污泥干濕度不穩(wěn)定、進(jìn)氣溫度不易精確控制、裝填物料時(shí)裝填量不均勻等外在因素，烘干機(jī)選型應(yīng)留20％生產(chǎn)余地，即170.833m3×1.2＝205m3。經(jīng)計(jì)算Ф3.2×28米烘干機(jī)有效烘干機(jī)容積為：225m3，故日處理300噸污泥的烘干機(jī)選型為Ф3.2×28米回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)。常壓下1kg水蒸發(fā)需要吸熱2675.9KJ，每小時(shí)需蒸發(fā)的水分為10.0T，這意味著需要消耗的熱量為2.7×107KJ，相當(dāng)于923kg/h的標(biāo)準(zhǔn)煤。燃燒1kg的煤所需要的理論空氣量L煤=8.89C+26.7(H-O/8)+3.3S=7.143m3式中C、H、O和S表示1kg高硫煤中各種元素的質(zhì)量含量,具體值見表。表4.3染料（煤與污泥）的元素分析數(shù)據(jù)樣品C/%H/%O/%N/%S/%Hv/Kj·kg-1污泥（干基）28.786.0520.447.30.5711.000煤（收到基）70.943.745.51—0.6529.000燃燒1kg的煤在過量空氣α=1.3系數(shù)下,所需要的理論煙氣量以及其中各種煙氣成分含量。g煤CO2=C÷12×22.4=1.3242m3g煤H2O=(H×9)÷18×22.4=0.4189m3g煤N2=α×0.79×L煤=7.3357m3g煤O2=(α-1)×0.21×L煤=0.4500m3g污泥干煙氣=g污泥CO2+g污泥H2O+g污泥N2+g污泥O2=9.5288m3出口煙氣量為（9.5288+5.3524）×923kg/h=13675.5m3/h，記為14000m3/h。焚燒工藝焚燒工藝應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用合適的爐型，而流化床焚燒爐不失為較佳選擇，應(yīng)根據(jù)污泥焚燒爐的特點(diǎn)，選擇有關(guān)焚燒爐參數(shù)并優(yōu)化設(shè)計(jì)。焚燒設(shè)備污泥焚燒爐按結(jié)構(gòu)特性可分為立式多層爐、回轉(zhuǎn)窯爐、爐排爐、多膛爐、流化床爐和噴射式爐。在國內(nèi)投入使用的主要有流化床和回轉(zhuǎn)窯爐，而由于流化床的低溫燃燒，爐內(nèi)溫度分布均勻，較低的過量空氣系數(shù)，大熱容量，控制方便，清潔燃燒，以及較高的燃燒效率而在國內(nèi)外普遍使用。由于流化床焚燒爐爐內(nèi)只要求達(dá)到約900℃，所以一般地，干化污泥或半干化污泥均可實(shí)現(xiàn)完全燃燒，不需要添加輔助燃料?；趩?dòng)以及特殊工況的考慮，需要配置輔助燃料系統(tǒng)。對于污泥量很小，如絕干量為4t／d以下，可以考慮使用回轉(zhuǎn)窯。焚燒技術(shù)在國外的應(yīng)用和發(fā)展已有幾十年的歷史，比較成熟的爐型有脈沖拋式爐排焚燒爐、機(jī)械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)式焚燒爐和CAO焚燒爐，下面對這幾種爐型作簡單的介紹。(1)立式多層爐立式多層爐原本是直接燃燒脫水污泥的。將脫水污泥投八最上層，通過各層的每個(gè)爐床的旋轉(zhuǎn)耙進(jìn)行攪拌，邊移動(dòng)于爐床上，邊從下落口依次落于下層。其間通過從下層傳來的熱風(fēng)進(jìn)行干化燃燒后，使其同新鮮的空氣對流接觸進(jìn)行冷卻，從最下層作為灰排出。立式多層爐與流化焚燒爐相比．有以下的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：①熱效率高，爐車身的燃料使用量步；②煙氣中的糟塵濃度低；缺點(diǎn)：①煙氣的臭氣濃度高，需除臭裝置；②為保護(hù)耐火磚。需連續(xù)運(yùn)行；(2)流化焚燒爐隨著焚燒爐設(shè)置的推進(jìn)．因煙氣量少、不須除臭設(shè)備，從防止二次公害出發(fā)．流化焚燒爐得到了積極的引進(jìn)。流化焚燒爐．通過從砂填充層的下方均一地供應(yīng)空氣，使砂流化．形成所謂的流化床，用輔助燃料加熱該流化床使其升溫至650—800℃后，供應(yīng)污泥加以焚燒。流化焚燒爐有以下優(yōu)點(diǎn)：①通過同高溫的流化砂接觸，燃燒效率高，過?？諝馍?；②結(jié)構(gòu)簡單，維持管理容易；③流化床蓄熱，間歇運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)容易；④贊燒爐出口煙氣的臭氣成分徹底分解，無須除臭裝置；(3)階梯式移動(dòng)床焚燒爐階梯式移動(dòng)床焚燒爐是垃圾焚燒爐的主流形式。用于污水污泥，該種爐的殘?jiān)虺嗜廴跔顟B(tài)，不易飛散．擁有殘?jiān)幚碓O(shè)備簡單的特點(diǎn)．脫水污泥的水分少，接近于干化污泥時(shí)尤其有效。(4)回轉(zhuǎn)干化焚燒爐將以往用于培燒水泥和礬土等窯業(yè)制品的回轉(zhuǎn)干化爐(RotaqⅪln回轉(zhuǎn)窯)作為污水污泥的干化焚燒爐使用。因可在回轉(zhuǎn)干化爐內(nèi)將底灰作為熔渣燒結(jié)．回轉(zhuǎn)干化焚燒爐，是將污泥投入傾斜的圓筒形回轉(zhuǎn)爐體的內(nèi)部，邊逐漸移送邊與高溫氣體接觸，進(jìn)行干化、燃燒、燒結(jié)的連續(xù)焚燒爐。該類型爐的特點(diǎn)是爐內(nèi)無活動(dòng)部，故障少．可將底灰作為熔渣燒結(jié)等[10-11]。根據(jù)本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選用立式焚燒爐。工藝設(shè)計(jì)主要包括：焚燒爐的設(shè)計(jì)、空氣量的計(jì)算、煙氣量的計(jì)算等步驟。焚燒爐的選型焚燒爐的主要技術(shù)參數(shù)見表4.4 。

表4.4焚燒爐主要技術(shù)參數(shù)：型號(hào)\參數(shù)爐體外形尺寸(長×寬×高)mm焚燒量(Kg/h)功率(W)燃料耗量(Kg/h)重量(kg)備注AB-301800×1000×140030100051100手動(dòng)

上料AB-502100×1150×150050140081500手動(dòng)

上料AB-1002500×1400×20001201500122000自動(dòng)上料和余熱回用可根據(jù)用戶要求配套AB-2003000×1600×25002003000153300自動(dòng)上料和余熱回用可根據(jù)用戶要求配套選用型號(hào)為AB-200焚燒爐。設(shè)計(jì)計(jì)算處理量：要求300噸/天（82%的水，18%干污泥）；干化處理量：設(shè)計(jì)蒸發(fā)水10噸/h，出料2.19噸/h；常壓下1kg水蒸發(fā)需要吸熱2675.9KJ，每小時(shí)需蒸發(fā)的水分為10.0T，這意味著需要消耗的熱量為2.7×107KJ，相當(dāng)于923kg/h的標(biāo)準(zhǔn)煤。焚燒量：2.19噸/h（2320kg/h水，438kg/h干污泥）空氣量：完全燃燒1kg干污泥所需要的理論空氣量L污=8.89C+26.7(H-O/8)+3.3S=3.51m3式中,C、H、O和S表示1kg干污泥中各種元素的質(zhì)量含量,具體值見表4.5[11]。表4.5燃料的元素分析數(shù)據(jù)樣品C%H%ONS污泥28.786.0520.447.30.57焦炭1.0（H2O）90.1——0.7燃燒煙氣量：燃燒干基含量為1kg、含水率w2=20%的污泥,在過量空氣系數(shù)α=1.3下所產(chǎn)生的理論干煙氣量以及其中各種煙氣成分含量。g污泥CO2=C÷12×22.4=0.5372m3g污泥H2O=(w2/(1-w2)+H×9)÷18×22.4=0.9887m3g污泥N2=α×0.79×L污=3.6053m3g污泥N2=(α-1)×0.21×L污=0.2212m3g污泥干煙氣=g污泥CO2+g污泥H2O+g污泥N2+g污泥O2=5.3524m3燃燒1kg的焦炭所需要的理論空氣量L焦炭=8.89C+26.7(H-O/8)+3.3S=8.3m3式中C、H、O和S表示1kg焦炭中各種元素的質(zhì)量含量,具體值見表[11-14]。燃燒1kg的焦炭在過量空氣α=1.3系數(shù)下,所需要的理論煙氣量以及其中各種煙氣成分含量。g焦炭CO2=C÷12×22.4=1.3242m3g焦炭H2O=H2O÷18×22.4=0.124m3g焦炭N2=α×0.79×L焦炭=8.5241m3g焦炭O2=(α-1)×0.21×L焦炭=0.5229m3g污泥干煙氣=g焦炭CO2+g焦炭H2O+g焦炭N2+g焦炭O2=10.4952m3出口煙氣量為（10.4952*1.5+5.3524）×438kg/h=9239.698m3/h，記為10000m3/h。烘干煙氣與焚燒煙氣總量為14000+10000=24000m3/h。煙氣處理工藝根據(jù)對生產(chǎn)工藝全流程及廢氣產(chǎn)生源的分析，本項(xiàng)目工藝廢氣污染物主要來源于烘干機(jī)以及焚燒爐排放的煙氣，主要含有煙塵、SO2以及NO2。焚燒爐煙氣經(jīng)過一套重力沉降后與烘干機(jī)煙氣匯集，經(jīng)過U形管冷卻、布袋除塵、雙堿法脫硫以及活性碳吸附催化還原脫氮處理，煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別達(dá)到99.75%、85%、60%以上，其中重力沉降室除塵效率不低于50%，布袋除塵效率不低于99%，雙堿法脫硫除塵效率不低于50%，最后經(jīng)煙囪排入大氣，煙氣中污染物排放濃度能夠達(dá)到《大氣污染物排放限值》（DB44/27-2001）第二時(shí)段二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18484-2001）的要求。布袋除塵器布袋除塵器煙氣煙囪雙堿法圖4.4項(xiàng)目煙氣處理工藝流程示意圖活性炭纖維吸附催化還原除塵系統(tǒng)焚燒煙氣中粉塵的主要成分為惰性無機(jī)物質(zhì)，如灰分、無機(jī)鹽類、可凝結(jié)的氣體污染物質(zhì)及有害的重金屬氧化物，其含量在450～22500mg/m3之間，視運(yùn)轉(zhuǎn)條件、廢物種類及焚燒爐型式而已。一般來說，固體廢棄物中灰飛含量高時(shí)所產(chǎn)生的粉塵量多，顆粒大小的分布亦廣，液體焚燒爐產(chǎn)生的粉塵較少。粉塵顆粒的直徑有的大至100μm以上，也有小至1μm一下，由于送至焚燒爐的廢物來自各種不同的產(chǎn)業(yè)，焚燒煙氣所帶走的粉塵及霧滴和一般工業(yè)尾氣類似[13]。選擇除塵設(shè)備時(shí)，應(yīng)首先考慮粉塵負(fù)荷、粒徑大小、處理風(fēng)量即允許排放濃度等因素，若有必要?jiǎng)t再進(jìn)一步深入了解粉塵的特性（粒徑尺寸分布、平均與最大濃度、真密度、粘度等）及廢氣的特性（如壓力損失、溫度、濕度及其他成分等），以便作合適的選擇。靜電除器、文氏洗滌器、布袋除塵器等三類為固體廢物焚燒系統(tǒng)中最重要的除塵設(shè)備。本設(shè)計(jì)選用袋式除塵器。袋式除塵器是含塵氣體通濾袋（簡稱布袋）濾去其中粉塵離子的分離捕集裝置，是過濾式除塵器的一種。自從19世紀(jì)中葉布袋除塵器開始用于工業(yè)生產(chǎn)以來，不斷得到發(fā)展，特別是20世紀(jì)50年代，由于合成纖維濾料的出現(xiàn)脈沖清灰及濾袋自動(dòng)檢漏等新技術(shù)的應(yīng)用，為袋式除塵器的進(jìn)一步發(fā)展及應(yīng)用開辟了廣闊的前景。通常認(rèn)為袋式除塵器對塵粒的捕集分離過程包括以下兩個(gè)過程：過濾材料對塵粒的捕集當(dāng)含塵氣體通過過濾材料時(shí)，濾料層對塵粒的捕集是多種效應(yīng)綜合作用的結(jié)果。這些效應(yīng)主要包括慣性碰撞、截留、擴(kuò)散、靜電和篩濾等效應(yīng)。粉塵層對塵粒的捕集過濾操作一定時(shí)間后，由于粘附等作用，塵粒在濾料網(wǎng)孔間產(chǎn)生架橋現(xiàn)象，使氣流通過濾料的孔徑變得很小，從而使濾料網(wǎng)孔及其表面迅速截留粉塵形成粉塵層。在清灰后依然截留一定厚度的粉塵，稱為粉塵初層。由于粉塵初層中粉塵粒徑通常避嫌微笑，因此篩濾、慣性、截留核擴(kuò)散等作用都有所增加，使粉塵效率顯著提高。由此可見，袋式除塵器的高效率，粉塵初層起著比濾料本身更為重要的作用。一般合成纖維布的網(wǎng)孔為20~50μm，如為起毛的的則為5~10μm，用這樣的濾料，只要設(shè)計(jì)得當(dāng)，就是0.1μm的塵粒也能獲得接近100%的除塵效率。袋式除塵器主要有以下優(yōu)點(diǎn)：袋式除塵器對凈化含微米或亞微米數(shù)量級(jí)的粉塵粒子的除塵效率較高，一般可達(dá)99%，甚至可達(dá)99.99%以上；這種除塵器捕集多種干性粉塵，特別是對于高比電阻粉塵，采用袋式除塵器凈化要比用電除塵器的凈化效率高很多；含塵氣體濃度在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化對袋式除塵器的除塵效率和阻力影響不大；袋式除塵器可設(shè)計(jì)制造出適應(yīng)不同氣量的含塵氣體的要求。除塵器的處理煙氣量可從每小時(shí)幾立方米到幾百萬立方米；袋式除塵器也可做成小型的，安裝再散塵設(shè)備上或散塵設(shè)備附近，也可安裝在車上做成移動(dòng)式袋式過濾器，這種小巧、靈活的袋式除塵器特別適應(yīng)于分散塵源的除塵；袋式除塵運(yùn)行穩(wěn)定可靠，沒有污泥處理和腐蝕問題，操作和維護(hù)簡單。除塵器為上進(jìn)下排外濾方式袋式除塵器，袋內(nèi)設(shè)有彈簧骨架。清灰時(shí)，濾袋上、下同時(shí)一組氣閥，用壓縮空氣自動(dòng)定時(shí)對濾袋進(jìn)行壓力噴吹清灰。具有處理風(fēng)量大，噴吹壓力低且氣量大，濾袋拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)[14-17]。圖4.6袋式除塵器結(jié)構(gòu)圖烘干煙氣量24000m3/h，流速按0.8m/min計(jì)，則布袋的過濾面積=24000/（60*0.8）=500m2選用氣箱脈沖袋式除塵器型號(hào)都為ppw64-7。雙堿法脫硫雙堿法是先用可溶性的堿性清液作為吸收劑吸收SO2,然后再用石灰乳或石對吸收液進(jìn)行再生,由于在吸收和吸收液處理中,使用了不同類型的堿,故稱為雙堿法。鈉鈣雙堿法是以碳酸鈉或氫氧化鈉溶液為第一堿吸收煙氣中的SO2,然后再用石灰石或石灰作為第二堿,處理吸收液,再生后的吸收液送回吸收塔循環(huán)使用[18]。由于采用鈉堿液作為吸收液,不存在結(jié)垢和漿料堵塞問題,且鈉鹽吸收速率比鈣鹽速率快,所需要的液氣比低很多,可以節(jié)省動(dòng)力消耗。鈉鈣雙堿法在國外(如日本、美國)已有大型化成功應(yīng)用,在日本和美國至少有50套雙堿法脫硫裝置,成功應(yīng)用于電站和工業(yè)鍋爐,較大規(guī)模的有美國CentralIllinoisPublicService,Newtow1#,575MW。雙堿法脫硫工藝原理如下:吸收反應(yīng)二氧化硫吸收過程的主要反應(yīng)式為:2NaOH+SO2→Na2SO3+H2ONaCO3+SO2→Na2SO3+CO2↑Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3此過程的主要副反應(yīng)為氧化反應(yīng),生成Na2SO4:Na2SO3+1/2O2→Na2SO4用石灰漿進(jìn)行再生:2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2ONa2SO3+Ca(OH)2+1/2H2O→NaOH+Ca2SO3·1/2H2O↓以上鈉鈣雙堿法工藝的特點(diǎn),是先用鈉堿清液吸收SO2,然后用石灰乳再生吸收液。由于是清液吸收,不僅脫硫效率高,而且可以避免濕式石灰/石灰石法所經(jīng)常遇到的吸收器和管道內(nèi)易結(jié)垢的問題。雙堿法煙氣脫硫技術(shù)是利用氫氧化鈉溶液作為啟動(dòng)脫硫劑，配制好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達(dá)到煙氣脫硫的目的，然后脫硫產(chǎn)物經(jīng)脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內(nèi)循環(huán)使用[18-19]。脫硫工藝主要包括5個(gè)部分：（1）吸收劑制備與補(bǔ)充；（2）吸收劑漿液噴淋；（3）塔內(nèi)霧滴與煙氣接觸混合；（4）再生池漿液還原鈉基堿；（5）石膏脫水處理。脫硫塔設(shè)計(jì)計(jì)算塔徑及底面積計(jì)算：塔內(nèi)流速：取Q1=vs=vr2r=(Q/v)1/2=24000/3600/3.14/3.2=0.81m3/hD=2r=1.52m取塔徑為1.6米。底面積S=r2=2.0m2脫硫塔高度計(jì)算：液氣比取L/G=4煙氣中水氣含量設(shè)為8%循環(huán)水泵流量：Q=L/G×Q×HG/1000=4×24000×(1-0.08)/1000=88.32m3/h取每臺(tái)循環(huán)泵流量50m。選100LZA-360型渣漿泵，流量50m3/h，揚(yáng)程22.8米，功率30KW，2臺(tái)計(jì)算循環(huán)漿液區(qū)的高度：取循環(huán)泵8min的流量H1=24.26÷4.3=5.65m計(jì)算洗滌反應(yīng)區(qū)高度停留時(shí)間取1秒洗滌反應(yīng)區(qū)高度H2=3.2×1=3.2m除霧區(qū)高度取4米H3=4m脫硫塔總高度H=H1+H2+H3=16.85m活性炭吸附法脫氮活性炭吸附塔是用活性炭作吸附劑吸附去除尾氣中NOX的技術(shù)?；钚蕴磕芪絅O2，還能促進(jìn)NO氧化成NO2。特定品種的活性炭還可使NOX還原為N2?；钚蕴靠啥ㄆ谟脡A液再生。NOX尾氣中氮含量大有利于吸附；水分的存在亦有利于吸附，濕度大于50%時(shí)，這種影響更為顯著[20]。活性炭吸附法可同時(shí)脫附尾氣中的硫氧化物。本設(shè)計(jì)的脫氮處理設(shè)備采用活性炭吸附塔。圖4.7活性炭吸附塔

表4.6活性炭吸附塔規(guī)格參數(shù)烘干煙氣和焚燒煙氣脫氮處理活性炭吸附塔采用型號(hào)為LXT-5。

成本概算勞動(dòng)定員結(jié)合本污泥處理廠工程的特點(diǎn)，整個(gè)個(gè)項(xiàng)目共設(shè)3個(gè)部門，即項(xiàng)目行政管理部、污泥處理廠生產(chǎn)部、輔助生產(chǎn)部。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和工藝要求，依據(jù)建設(shè)部編制的《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合其他城市污水處理廠人員設(shè)置特點(diǎn)，整個(gè)項(xiàng)目編制29人，其中污水處理廠生產(chǎn)人員18人，占總?cè)藬?shù)的62%，輔助生產(chǎn)人員6人，占全廠總?cè)藬?shù)的20%，行政管理人員5人，占全廠總?cè)藬?shù)的17%，各部門人員編制見下表。

表5.1人員編制表序號(hào)人員分類班次每班人數(shù)人數(shù)1行政管理部51.1經(jīng)理1111.2辦公室1111.3總工（生產(chǎn)技術(shù)）1111.4勞資認(rèn)識(shí)財(cái)務(wù)1111.5行政后勤1112污泥處理廠182．1儲(chǔ)泥室2122.2烘干室、制磚車間2242.3焚燒室2222.4煙氣控制室2122.5中心控制室3132.6維修間2242.7變配電所1113生產(chǎn)輔助部63.1保衛(wèi)2243.2車隊(duì)122總計(jì)29土建及設(shè)備投資概算土建以及設(shè)備投資表見表5.2、表5.3表5.2土建投資表編號(hào)名稱結(jié)構(gòu)數(shù)量單位規(guī)格造價(jià)(萬元)1儲(chǔ)泥室鋼混1座5×5×4m202燃燒室鋼混1座5×5×4m203烘干室磚混1座30×4×3m704制磚車間鋼混1座10×5×4m405焚燒間鋼混1座30×4×3m706倉庫鋼混2座10×5×4m807維修間鋼混1座5×5×3m158綜合辦公樓磚混1座5×4×3m129土地平整以及圍墻大門等基礎(chǔ)建設(shè)磚混16010廠區(qū)道路及綠化6011廠區(qū)裝修裝飾小計(jì)T130477

表5.3主要設(shè)備投資表編號(hào)名稱數(shù)量單位規(guī)格型號(hào)單價(jià)(萬元)投資(萬元)備注1回轉(zhuǎn)式烘干機(jī)1臺(tái)Ф3.2×283636外購件2立式焚燒爐1臺(tái)AB-2005858外購件3制磚機(jī)1臺(tái)2828外購件4袋式除塵器1臺(tái)ppw64-71212外購件5脫硫塔1座13136活性炭吸附塔1座LXT-31010外購件8渣漿泵2臺(tái)100LZA-360510外購件9鼓風(fēng)機(jī)4臺(tái)0.52外購件10管道管件1批20外購件小計(jì)T2189其他費(fèi)用部分表5.4其他費(fèi)用表編號(hào)內(nèi)容金額(萬元)T3運(yùn)輸費(fèi)、安裝費(fèi)T3=T2×8%15.12T4調(diào)試費(fèi)=T2×3%5.67小計(jì)T520.79建設(shè)總投資：T1+T2+T5=686.8萬元管理費(fèi)用包括建設(shè)單位單位管理費(fèi)、征地拆遷費(fèi)、工程監(jiān)理費(fèi)、供電費(fèi)、設(shè)計(jì)費(fèi)、招投標(biāo)管理費(fèi)等。按建設(shè)總投資費(fèi)用的50%計(jì)。預(yù)備費(fèi)用包括工程預(yù)備費(fèi)、價(jià)格因素預(yù)備費(fèi)、建設(shè)期貸款利息、鋪底流動(dòng)資金。工程預(yù)備費(fèi)按建設(shè)總投資費(fèi)用的10%計(jì)，則：價(jià)格因素預(yù)備費(fèi)按建設(shè)總投資費(fèi)用的5%計(jì)，則：貸款期利息、鋪底流動(dòng)資金按建設(shè)總投資費(fèi)用的20%計(jì)，則:預(yù)備費(fèi)用為68.68+68.68+137.36=274.72萬元工程總投資工程總投資=523.3++209.32=1305萬元運(yùn)行費(fèi)用概算污水處理廠處理成本通常包括后污水排放費(fèi)、能源消耗費(fèi)、藥劑費(fèi)、工資福利費(fèi)、固定資產(chǎn)折舊費(fèi)、大修理費(fèi)、檢修維修費(fèi)、行政管理費(fèi)以及污泥綜合利用收入等費(fèi)用。項(xiàng)目總投資=1305萬元能源消耗費(fèi)E1式中N——處理廠內(nèi)泵、鼓風(fēng)機(jī)或空壓機(jī)及其他機(jī)電設(shè)備（不包括費(fèi)用設(shè)備）功率，KWD——電費(fèi)電價(jià)，元/（KW·h）取0.6元/（KW·h）工資福利費(fèi)E2E2=AN=2.4+46萬元/年=110.4萬元/年折舊提成費(fèi)E3E3=SP3=10153.5QUOTE5%萬元/年=507.7萬元/年大維修維護(hù)基金提成E4E4=SP4=10153.5QUOTE2%萬元/年=203.1萬元/年日常檢修維護(hù)費(fèi)E5E5=SP5=10153.5QUOTE1%萬元/年=101.5萬元/年年運(yùn)行成本費(fèi)用為E1+E2+E3+E4+E5=1264.34萬元/年

勞動(dòng)保護(hù)、安全生產(chǎn)及消防勞動(dòng)保護(hù)與安全生產(chǎn)根據(jù)污水處理廠的生產(chǎn)特點(diǎn)，為保證生產(chǎn)安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)中考慮了如下的安全措施：在處理廠運(yùn)轉(zhuǎn)之前，必須對操作人員、管理人員進(jìn)行安全教育，制定必要的安全操作規(guī)程和管理制度。運(yùn)轉(zhuǎn)之后，定期進(jìn)行安全教育，樹立安全第一的觀念。各生產(chǎn)性構(gòu)筑屋物均設(shè)有便于行走的操作平臺(tái)、走道板、安全護(hù)欄和扶手，欄桿高度和強(qiáng)度符合國家勞動(dòng)安全保護(hù)規(guī)定。各種用電設(shè)備均按國家標(biāo)準(zhǔn)作接零接地保護(hù)。電氣設(shè)備的布置注意留有足夠的安全操作距離。對易產(chǎn)生有害和有臭味氣體的生產(chǎn)性構(gòu)筑物，均設(shè)有必要的通風(fēng)設(shè)施，用于及時(shí)排除有害和有臭味氣體。同時(shí)，廠內(nèi)配備一定數(shù)量的流動(dòng)抽風(fēng)機(jī)，用于維修人員下井、下池前先抽吸有害氣體，以保證人身安全。廠區(qū)總圖設(shè)計(jì)時(shí)，主、次干道構(gòu)成環(huán)狀網(wǎng)與進(jìn)出口貫通，主干道寬度為7米，次干道寬4米，以滿足消防車輛行駛的要求。廠區(qū)閥門井中設(shè)置操作桿接至地面，便于操作。處理廠內(nèi)污泥處理區(qū)和高壓容器布置區(qū)與其它區(qū)嚴(yán)格劃分隔離，使其形成防爆區(qū)域，并設(shè)置安全報(bào)警系統(tǒng)。樓梯設(shè)置滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求寬度，以保證行人安全。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮抗震措施，按地震烈度六度考慮，主要構(gòu)（建）筑物適當(dāng)構(gòu)造加強(qiáng)處理。設(shè)計(jì)時(shí)污水處理廠至少按兩個(gè)相應(yīng)的生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)考慮，以便使事故造成的影響降低至最小。消防一、廠區(qū)內(nèi)所有建構(gòu)筑物均按二級(jí)耐火等級(jí)設(shè)計(jì)，其墻、柱梁、樓板、樓梯等均采用非燃燒體材料，在總圖布置上各建筑物間距均按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16-87要求留有足夠的防火間距。二、綜合樓內(nèi)設(shè)室內(nèi)消火栓，其用水量為15l/s，同時(shí)使用水槍支數(shù)為3支，室內(nèi)給水管道呈環(huán)狀布置并設(shè)消防水泵接合器。三、廠區(qū)內(nèi)設(shè)室外消火栓，按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第八章的要求，同一時(shí)間內(nèi)火災(zāi)次數(shù)1次，室外消火栓用水量15l/s，室外消防給水管道同生產(chǎn)、生活用水管道其用，并應(yīng)成環(huán)狀布置。利用原有給水干管，在此基礎(chǔ)上形成環(huán)狀管網(wǎng)。

構(gòu)筑物一覽表表7.1構(gòu)筑物一覽表編號(hào)名稱數(shù)量