隨著大城市污水處理率的逐年提高，污泥量日益增大，污泥處理處置問題日益嚴(yán)峻。加上污泥體積龐大，不易處理，妥善處置已成為當(dāng)務(wù)之急，污泥處置已經(jīng)成為污水處理廠設(shè)計、運(yùn)行中必須優(yōu)先考慮的重要環(huán)節(jié)。污泥熱干化是一種實現(xiàn)污泥減量化和穩(wěn)定化的常用技術(shù)，脫水污泥經(jīng)干化處理，其含水率可由80%大幅下降至30%左右，減量效果顯著。干化后的污泥呈顆粒狀，便于貯存和運(yùn)輸。處理后的污泥可作為輔助燃料燃燒或作為肥料、土壤改良劑等后續(xù)利用。本文以鄭州市馬頭崗污泥處理廠200t/d的污泥干化系統(tǒng)為例，對該系統(tǒng)進(jìn)行熱量衡算，尋找提高熱量利用率的有效途徑，為以后工程設(shè)計和應(yīng)用提供一些參考。
1、工藝簡介
鄭州市馬頭崗污泥處理廠消化干化項目采用“高干中溫厭氧消化+污泥熱干化”工藝。其中，污泥消化處理規(guī)模為800t/d(按含水率80%計)，污泥干化處理規(guī)模為200t/d(按含水率80%計)。污泥厭氧消化產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化處理后作為污泥干化的熱源，污泥干化產(chǎn)生的廢氣作為污泥消化保溫的熱源，通過能量的有效利用以達(dá)到該消化干化自身的能量平衡。該污泥熱干化系統(tǒng)主要由干化機(jī)、鍋爐、換熱設(shè)備、尾氣處理設(shè)施等組成，工藝流程如圖1所示。
2、熱量衡算工藝數(shù)據(jù)的選定
為確保熱量衡算的準(zhǔn)確性、代表性，排除異常工況對熱量衡算影響，取該干化系統(tǒng)近期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行中的18d生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為熱量衡算依據(jù)。主要生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)見表1。
3、熱量衡算及損耗分析
通過熱量衡算可得：沼氣燃燒釋放的熱量為20775.172MJ/h，蒸汽在干化機(jī)中釋放的熱量為15491.5MJ/h，鍋爐的換熱效率為76.88%，干化機(jī)的換熱效率為91.37%。
通過與設(shè)計值對比分析，鍋爐效率低的主要原因是干化蒸汽凝液回水溫度高，熱量未被有效利用，導(dǎo)致鍋爐給水溫度(96℃)遠(yuǎn)高于設(shè)計值(25℃)，鍋爐節(jié)能器換熱效果不佳，煙氣帶有大量的熱排出，而未被有效利用。
4、干化系統(tǒng)技術(shù)改造可行性分析
由于干化機(jī)蒸汽凝液回水溫度高，帶有大量的熱，應(yīng)考慮對干化系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，利用此部分熱量提高干化系統(tǒng)的熱量利用率。若利用蒸汽凝液回水對載氣(空氣)、進(jìn)泥或鍋爐配風(fēng)(空氣)進(jìn)行預(yù)熱，假設(shè)換熱器的換熱效率按85%計，經(jīng)熱量衡算可得：將載氣(空氣)從25℃預(yù)熱至110℃，可節(jié)約熱量169.218MJ/h；將進(jìn)泥從25℃預(yù)熱至75℃，可節(jié)約熱量477.414MJ/h；將鍋爐配風(fēng)(空氣)從25℃預(yù)熱至100℃，可節(jié)約熱量522.585MJ/h。
5、結(jié)論
干化機(jī)蒸汽凝液回水帶有大量的熱未被有效利用，且所帶的熱量完全能夠滿足載氣(空氣)、干化進(jìn)泥、鍋爐配風(fēng)(空氣)預(yù)熱所需的熱量，且有很大余量。通過技術(shù)改造，利用干化機(jī)蒸汽凝液回水所帶熱量對載氣(空氣)、干化進(jìn)泥、鍋爐配風(fēng)(空氣)進(jìn)行預(yù)熱，可以提高整個污泥熱干化系統(tǒng)的熱量利用率，節(jié)能效果較為顯著。( >
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