1、 毕业设计 250 吨 /天 生活 污泥干化及焚烧处理 工艺设计 学 院 环境科学与工程 专 业 环境工程 设计总说明 随着 经济 蓬勃发展，我国对 生活 废水处理力度在不断加大，每天处理污水产生相应大量污泥 ,污泥量日益增加，产生的污泥的组成成分日益复杂，如处理不当，必然会对自然环境造成二次污染，存在比较严重的环境安全隐患。 本设计要求处理 300 吨 /天的 生活 污泥 ，原污泥为经过板框压滤机压滤过的含水率约82%的湿污泥。针对 生活 污泥的特点，结合国外处理污泥的成 功经验以及国内对 生活 污泥的成熟工艺，决定选用先干化后焚烧的工艺。该工艺具有 工艺成熟、稳定、节能、占地少、效率高 等
2、优点。基本工艺流程为：储泥室 回转烘干机 制砖机 焚烧炉 炉渣、煤灰等回收。 本设计所用的主要设备有 3.228m 型回转烘干机、 AB-200 型焚烧炉、 QTY8-15型 砌块成型机、 ppw64-7 脉冲布袋收尘器、 1.516m脱硫塔、 LXT-5 型活性炭吸附塔。工程总投资为 1305 万元，每年的总运行费用为 1264.34 万元。 关键词： 生活污泥 干化 焚烧 回收利用 Design illuminate With printing and dyeing industry vigorous development, the printing and dyeing wastewa
3、ter treatment in growing, every day to produce large amounts of sewage sludge, the sludge quantity increasing, the components of sludge produced by the increasingly complex, such as improper handling, is bound to cause secondary pollution to the natural environment, there are serious environmental s
4、afety hidden trouble. In this design, projects required to treat 250 tons/day printing and dyeing sludge. Moisture content of the original sludge， which has been pressed by the frame filter， is approximately 82%. Aiming at the characteristic of dyeing sludge, and in the light of the successful exper
5、ience of external treatment of dyeing sludge and mature technology of internal treatment of that, we select drying and incineration technology. Such a technology has the advantage of mature, stable, energy-saving, small footprint and high efficiency. Basic process is: Stored mud room Rotary dryer br
6、ick machine Incinerator slag Ash and other recycled. The main equipment used in the design is 3.0 28m Rotary Dryer, AB-200 type incinerator, QTY8-15 block making machine, ppw64-7 Pulse bag filter, 1.5 16m desulfurization tower, LXT-5-type activated carbon adsorption tower. The total investment is 13
7、.05 million yuan, the total annual operating cost is 12,643,400 yuan Keywords： dyeing sludge mummification incineration recycle 目录 1 概述 . 1 1.1 设计名称 . 1 1.2 设计要求 . 1 1.3 处理处置的一般要求 . 1 2 设计背景 . 3 2.1 国内外污泥处理处置现状 . 3 2.2 项目意义 . 4 2.3 生活污泥的特点 . 4 2.4 生活污泥适用处理方法 . 4 2.4.1 生活污泥稳定化方法 . 4 2.4.2 生活污泥的无害化方法
8、. 5 2.4.3 生活污泥的最终处置 . 6 3 设计范围、依据及原则 . 8 3.1 设计范围 . 8 3.2 设计依据 . 8 3.2.1 国家法律、法规及政策 . 8 3.2.2 技术规范和行业标准 . 9 3.3 3 设计原则 . 9 4 工艺流程及说明 . 10 5 设计内容 . 12 5.1 厂址 . 12 5.1.1 总图布置 . 12 5.1.2 厂区道路和运输 . 12 5.1.3 结构设计 . 12 5.1.4 厂区道路、大门、围墙 . 13 5.2 干化工艺 . 13 5.2.1 干化过程 . 13 5.2.2 加热方式 . 13 5.2.3 污泥干化的热源 . 14
9、5.2.4 污泥干化的系统组成： . 15 5.2.5 干化设备 . 15 5.2.6 选型计算 . 20 5.3 焚烧工艺 . 22 5.3.1 焚烧设备 . 22 5.3.2 工艺设计 . 24 5.4 烟气处理工艺 . 26 5.4.1 除尘系统 . 27 5.4.2 双碱法脱硫 . 29 5.4.3 活性炭吸附法脱氮 . 31 5.5 灰渣处理系统 . 32 6 成本概算 . 33 6.1 劳动定员 . 33 6.2 土建及设备投资概算 . 34 6.3 其他费用部分 . 36 6.4 管理费用 . 36 6.5 预备费用 . 36 6.6 工程总投资 . 37 6.7 运行费用概算
10、. 37 7 劳动保护、安全生产及消防 . 39 7.1 劳动保护与安全生产 . 39 7.2 消防 . 39 8 构筑物一览表 . 41 9 主要设备一览表 . 42 结 论 . 43 参 考文献 . 44 1 1 概述 1.1 设计名称 300 吨 /天 城市生活 污泥干化及焚烧处理工艺设计 1.2 设计要求 某 城市生活 污泥处理中心建设内容为： (1) 一套 生活 污泥烘干系统，用于对进厂 生活 污泥进行干化，处理能力为 300 吨 /天（原污泥为经过板框压滤机压滤过的含水率约 82%的湿污泥）； (2) 一套制砖设备，用于将干化后的 生活 污泥制成砖状； (3) 一套污泥焚烧及废气处
11、理系统，用于处理干化后的 生活 污泥（干污泥含水率约20%）。 选择合适的工艺流程，计算各处理构筑物的主要参数，选定主要设备的型号及处理能力 ，并绘出总平面布置图、工艺流程图、空气管道布置图、烘干及焚烧设备剖面图，对辅助构筑物进行布置和设计，给出整个工程的投资概算。 1.3 处理处置的一般要求 (1) 污泥处理、处置应实施全过程管理，并体现 “减量化、稳定化、无害化 ”的原则，在坚持 “安全、环保 ”的原则下，实现污泥的综合利用，回收和利用污泥的能源和物质。 (2) 污泥处理工艺的选择应优先选择污泥源头削减、污泥稳定化和能源回收等污泥处理工艺，降低总体运行费用和能耗，减轻末端污泥处置的负荷，缓
12、解污泥在处理和处置过程所带来的环境污染问题。 (3) 污泥处理和处置技术的选择遵循因地制宜 的原则，应首先根据 生活 污泥的性质和特点、当前的处理水平和污泥处理厂技术情况、消纳途径和消纳能力等实际情况，确定最佳的污泥最终处置或综合利用方式，然后经严格的技术经济论证和环境影响评价，选用合理的处理、处置工艺。 (4) 应依据环境保护规划、固体废弃物处理处置规划的要求，对污泥进行区域性规划和专项规划，合理确定污泥处理和处置设施的布局和设计规模，确保污泥的2 最终安全处置。 (5) 污泥应以最终安全处置为目标，鼓励多种形式的综合利用和处置，鼓励以政府采购为主导的污泥土地利用，限制性的采用填埋和农业利用
13、技术。在土地资源紧张且经济较 为发达的地区，可选用干化、焚烧技术，污泥焚烧灰渣应优先考虑综合利用 1。 3 2 设计背景 随着 经济 蓬勃发展，我国对 生活 废水处理力度在不断加大， 城市 配套的废水处理厂投入运行后，每天产生相应大量污泥，而且 生活 废水趋向集中处理后，污泥量日益增加，产生的污泥的组成成分日益复杂。所产生的大量污泥通常的处理方法是利用机械压滤装置将污泥的含水率压滤到 80以下后外运，以填埋、堆放、或倾倒的方式作最终处置。这样的处置方法往往会对自然环境造成二次污染，存在比较严重的环境安全隐患。 2.1 国内外 污泥 处理 处置现状 欧美、日本等发达国家对 污泥处理、处置的装备在
14、 20 世纪 60 年代就已达到先进的成套化水平。国外污泥处理处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用（多为农用）、填埋及焚烧等。由于各国具体情况不同，选择的方法各有侧重。在美国土地利用逐渐占据主角。日本由于国土面积较小，以焚烧为主约占 63%，土地利用22%，填埋 5%，其它约 10%；欧盟各成员国的侧重不尽相同，目前卢森堡、丹麦和法国主要以污泥农用为主，爱尔兰、芬兰和葡萄牙等国污泥农用的比例还会逐步增加，而法国、卢森堡、德国和荷兰则计划加大焚烧的比例。即使一个国家的不同地区也有所 侧重，如在英国北部大型工业城市，由于污泥中重金属含量较高且含有一些有毒成分，因此焚烧比例较大约
15、占 50%，而英国的其它城市则以污泥土地利用为主。污泥的资源化综合利用，以及高温焚烧是解决污泥减速量化、无害化处理的主要趋势。 我国污泥处理处置严重滞后。截至 2011 年底，全国已建成和在建城镇污水处理厂4495 座，处理能力 1.65 亿立方米 /日。我国每天产生湿污泥至少达到 16.5 万吨。目前，我国污泥处理处置主要方法中，污泥农用约占 44.8%、陆地填埋约占 31%、其它处置约10.5%、没有处置约 13.7%，严格来说，全国 近 80%的污泥没有得到减量化、稳定化、无害化处理处置，污泥的二次污染成为亟待解决的环境问题 2-4。 我国污泥处理率低，技术装备落后。存在着重废水处理，轻
16、污泥处理的倾向。很多城市没有把污泥处理作为污水处理厂的必要组成部分。且污泥处理投资低，只占污水处理厂总投资的 10%-20%，而发达国家污泥处理投资要占总投资的 65%以上 5。当前我国的污泥处理水平还停留在发达国家上世纪 70、 80 年代的水平，而且有些污泥处理技术不合乎国内的污水污泥特性。污泥处理设备也比较落后，性能差、效率低、能耗高，专4 用设备少，未能形成 标准化、系列化。 2.2 项目意义 由于 生活 污泥中含有大量的污染物质，如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物及臭气等。如不进行无害化处理，必将对周边环境，及周边人民的生产生活带来巨大灾难。随着人民群众环保意识、可持续发展意识的提
17、高，广大人民群众要求治理污泥给周边环境带来的影响的呼声越来越大。因此，对 生活 污泥进行无害化处置具有重要意义。本项目投运后可最大限度解决 生活 污泥问题，并真正做到污泥减量化、稳定化、无害化、资源化处置。 2.3 生活 污泥的特点 生活 废水污泥按含有的主要成分来进行分类。分为有机污泥和无机污泥两大类。生物法污 泥为有机污泥是以有机物为主要成分。典型的有机污泥是剩余生物污泥此外还有油泥及废水中固体有机物沉淀形成的污泥等。有机污泥的特性是有机物含量高，容易腐化发臭。污泥颗粒细小，往往呈絮凝体状态，相对密度小。含水率高，持水性强，不易下沉、压密、脱水，流动性好，便于管道输送。无机污泥是以无机物为
18、主要成分，亦称泥渣，为化学处理方法产生的污泥，如混凝沉淀和化学沉淀物。无机污泥的特性是相对密度大、团体颗粒大，易于沉淀、压密、脱水，颗粒持水性差，含水率低，污泥稳定性好，不腐化，流动性差，不易用管道输送。一般生活污水处理后， 产生 0 3 -0 5的污泥 (含水率 97 )。即处理 1000 吨废水产生 3.5 m，污泥经脱水成约 0 6 m3 干泥 (含水率 80左右 )。由于 生活 废水有机物含量大、浓度高，仅物化处理其污泥量就可高达1一 3。以生化加物化处理工艺产生 l的污泥计算，每处理 1000 吨 生活 废水将产生10 吨湿污泥，脱水后为 1.5 m干污泥。 2.4 生活 污泥适用处
19、理方法 从 生活 废水的处理技术上说，污泥由于产生的工序不同，性质也就完全不同，处置方法的难易不同，相应处置成本也不同。目前适合应用于 生活 废水污泥处理方法主要有： 2.4.1 生活 污泥稳定化方法 生活 污泥含有大量相对稳定的有机物，因此在处理之前先要调整污泥的性质，以便5 与污泥处理的后序工艺的实施。可以使用的方法有厌氧消化或者是好氧消化等工艺。 (1) 厌氧消化 污泥厌氧消化在 生活 污泥处理上应用的主要目的是也就是通过降解使高分子物质转变为低分子氧化物。在实现这一主要目的的同时还可以改善污泥脱水性质、减少病原菌和产生异味物质的含量。厌氧消化常用的有中温和高温两种方法，常用的中温厌氧消
20、化在消化时间为 20天。有机物理论降解率为 83 30 d的有机物理论降解率为 88。但受短流、投加方式、有毒物质等的影响，实际降 解率远低于理论降解率一般仅为理论降解率的 60左右。因此在实际处理过程中认为当有机物的降解率达 N40 50时或者消化后污泥中有机酸含量小于 300 mg L时则可认为消化后的污泥达到稳定。 理论上说厌氧消化最主要的产物是 CO：与 C心等的混合气体俗称沼气或者污气。一般甲烷含量为 60左右在理论上降解每千克 COD产生标准状况下甲烷 0.35 m3 生活废水污泥中 COD甚至高达上万 mg Lc61则经过处理 生活 污泥获得的 CH。可以用于解决污水处理厂部分能
21、源需求国外利用污泥气可以解决 30污水处理站 30左右的能源需求。 (2) 好氧消化 污泥好氧消化分为两大类一是湿法二是固态法。相比较来说湿式好氧消化耗能较高，而固态好氧消化，操作工艺较为复杂。湿式好氧消化直接将空气通入污泥。微生物在氧气充足的条件下对污染物进行降解。固态好氧发酵俗称 “好氧堆肥 ”是利用污泥微生物进行发酵的过程。在脱水污泥中加入一定比例的膨松剂和调理剂如秸杆、稻草、木屑等，微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖质。由于生活 污泥中的浆料、染料、助剂等都属于难降解的有机物质因此好氧消化应用于 生活污泥需要消耗大量的能量，好 氧消化一般不适用于 生活 污泥的处理。 2.4.2 生活 污泥的无害化方法 污泥无害化是一个非常广泛的概念，实际上现在还做不到对污泥无害化处理。如现代技术还无法将污泥中的重金属完全去除。但是从狭义上讲，污泥无害化处理可以理解为减量、去除、分解或者固定污泥中的有害物质及消毒灭菌，以减轻处理后的污泥在污泥最终处置中对环境造成的危害。狭义上的污泥无害化处理过程往往包括在稳定处理之中。如厌氧和好氧消化除了降解有机物外，还可以大大减少病原体的数量。脱水前的
