低溫真空脫水干化成套技術(shù)的工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用
報(bào)告人：上海復(fù)潔環(huán)保科技股份有限公司許太明總經(jīng)理
許太明：各位專家，各位同仁，下午好，我們每年都要參加這個(gè)會(huì)，所以對(duì)我們這個(gè)技術(shù)了解的專家、同仁還是比較多的。今天我重點(diǎn)介紹一下我們這個(gè)技術(shù)——低溫真空脫水干化成套技術(shù)裝備在地下式污水處理廠的應(yīng)用。分為四部分匯報(bào)：公司簡(jiǎn)介、技術(shù)介紹、工程案例分享，第四是這些年過(guò)來(lái)，重點(diǎn)領(lǐng)域的一些標(biāo)桿性工程業(yè)績(jī)。
公司是1998年成立的，目前在新三板掛牌，自主研發(fā)的低溫真空水脫水干化成套技術(shù)裝備是08年立項(xiàng)的，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外污泥脫水干化一體化的技術(shù)空白，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。我們公司的業(yè)務(wù)重點(diǎn)在兩個(gè)領(lǐng)域，一塊是污泥領(lǐng)域，還有一塊是廢氣治理領(lǐng)域。市政領(lǐng)域我們主要針對(duì)污水廠污水處理本身的臭氣治理，還有污泥的脫水干化；工業(yè)領(lǐng)域我們主要針對(duì)危廢污泥，還有VOC有機(jī)廢氣的高效新型凈化技術(shù)。
我們?cè)倩仡櫼幌碌蜏卣婵彰撍苫商准夹g(shù)裝備的情況，傳統(tǒng)的污泥脫水分成兩個(gè)部分，先脫水，再干化，常規(guī)用的是帶式機(jī)、離心機(jī)、板框、電滲透，還有這幾年發(fā)展比較快的用在市政上的疊螺機(jī)，脫水到含水率60%到85%之間；要進(jìn)一步處置則需要對(duì)污泥進(jìn)行干化，再配一個(gè)干化機(jī)，整體效率比較低，運(yùn)營(yíng)成本很高，這過(guò)程包括脫水、干化，廢氣產(chǎn)生量相當(dāng)大。而且在后續(xù)的干化過(guò)程中存在很大的安全隱患，這個(gè)隱患主要包括廢氣本身，還有一個(gè)是磨損，或者是粉塵爆炸方面的一些問(wèn)題。
基于現(xiàn)狀，我們?cè)?/span>2008年的時(shí)候把“脫水和干化能不能結(jié)合在一套工藝當(dāng)中完成？”作為我們當(dāng)時(shí)技術(shù)的理念，開發(fā)出了低溫真空脫水干化成套技術(shù)裝備，把污泥的脫水和干化在一套工藝設(shè)備中連續(xù)完成。在這工藝中，我們從濃縮污泥開始，含水率一般為90%到99%左右，這樣的污泥通過(guò)調(diào)理調(diào)質(zhì)，進(jìn)入我們有點(diǎn)類似于板框壓濾機(jī)的設(shè)備，同時(shí)輸入熱源，因?yàn)楦苫隙ㄊ切枰獰嵩吹�。同時(shí)排放出濾液，還有一些廢氣的排放，最終產(chǎn)出了含水率40%以下的干化產(chǎn)物。我們結(jié)合項(xiàng)目本身的性質(zhì)，比如工業(yè)上危廢污泥干化要求比較高，通常做到20%以下，化工產(chǎn)品當(dāng)中我們做到干化后含水率2%以下。
針對(duì)技術(shù)本身，我們實(shí)現(xiàn)了重大突破，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外污泥脫水干化領(lǐng)域技術(shù)的空白。設(shè)備本身主要還是針對(duì)處理細(xì)粒級(jí)物料的固液分離，利用環(huán)境壓強(qiáng)減小水沸點(diǎn)降低的原理，創(chuàng)造性地將污泥的脫水與干化工序合成一體，連續(xù)完成，將污泥含水率一次性由99%降低到20%以下，最大限度地實(shí)現(xiàn)了污泥的減量化。我們有幾個(gè)創(chuàng)新，脫水干化一體化，首次采用進(jìn)料過(guò)濾、隔膜壓濾、真空脫水和干化過(guò)程一體化設(shè)計(jì)。第二個(gè)是首次集成機(jī)械壓濾與真空干化，實(shí)現(xiàn)固液分離和低溫干化，第三個(gè)是首次開發(fā)成功了集過(guò)濾、壓濾、抽真空加熱和干化于一體的多功能耐溫濾板。我們總結(jié)出自己的優(yōu)勢(shì)，第一，集脫水、干化、殺菌滅活、除臭、造粒于一體，實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)源頭減量，第二，低藥劑投加、低品位熱源、低維護(hù)成本，直接運(yùn)行成本更低；第三，過(guò)程全封閉負(fù)壓運(yùn)行，無(wú)磨損隱患和粉塵爆炸危險(xiǎn)，尾氣排放量少。在很多污泥干化行業(yè)都會(huì)碰到的問(wèn)題，在我們工藝當(dāng)中得到了很有效的規(guī)避。
在應(yīng)用方面，從市政污泥直接對(duì)接濃縮污泥，或者沒(méi)有濃縮的污泥也可以，我們前期加一個(gè)濃縮。我們的濾板耐120度以下的溫度，可以直接對(duì)接熱水解和厭氧消化的污泥，通過(guò)我們的設(shè)備最后都可以達(dá)到符合客戶需求的含固率，從處理工藝上，包括最后的處置途徑來(lái)說(shuō)都實(shí)現(xiàn)了多元化的對(duì)接。
接下來(lái)，我重點(diǎn)分享一下在上海做的虹橋污水處理廠污泥深度處理的項(xiàng)目，大家看一下效果圖，現(xiàn)在已經(jīng)建成了，目前處在調(diào)試階段。這個(gè)項(xiàng)目是新建的，半地下式的污水處理廠，設(shè)計(jì)的規(guī)模近期20萬(wàn)噸，遠(yuǎn)期40萬(wàn)噸每天。污泥的脫水干化設(shè)備選擇低溫真空脫水干化成套技術(shù)裝備，從99%的含水率污泥一次性降低到40%以下的要求。
這是他們整個(gè)廠的污水處理的流程，我們主要處理的污泥來(lái)源一個(gè)是剩余污泥，還有高效沉淀以后的物化污泥，這兩個(gè)污泥直接到污泥儲(chǔ)池，含水率在99.2%左右。整個(gè)干基泥量是48噸，從機(jī)械濃縮開始，經(jīng)過(guò)脫水干化一體化的工藝，最后40%的污泥要運(yùn)到白龍港進(jìn)行焚燒，整套系統(tǒng)包括了濃縮、主機(jī)、進(jìn)料、壓濾加熱、真空、轉(zhuǎn)運(yùn)、除臭，以及自控等工藝系統(tǒng)。
這是這個(gè)項(xiàng)目的典型流程圖，我們的污泥從儲(chǔ)池開始，經(jīng)過(guò)離心機(jī)機(jī)械濃縮，最后是污泥外運(yùn)出去。這里面我們采用了化學(xué)除臭，還有離子除臭的設(shè)備。
平面布置這塊，我們系統(tǒng)設(shè)備地下有一部分，地面上有一部分，地面層整個(gè)占地89×42米，層高10.9米，主要有主機(jī)部分，污泥濃縮，包括除臭，還有調(diào)質(zhì)以及整個(gè)控制間。這是底下層，也就是負(fù)一層，占地尺寸是一樣的，底下標(biāo)高稍微矮一點(diǎn)，大約6.5米。這里面主要包括污泥的卸料系統(tǒng)，還有壓濾加熱系統(tǒng)，這是我們重點(diǎn)區(qū)域的一些功能。我們整個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中采用的BIM做的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@個(gè)項(xiàng)目是地下結(jié)構(gòu)，很多設(shè)計(jì)包括施工必須要前期考慮的更多，否則后續(xù)的土建和管道沒(méi)法進(jìn)行變更的，所以當(dāng)時(shí)進(jìn)行了大量的BIM模型設(shè)計(jì)。
這個(gè)系統(tǒng)濃縮部分用的是離心機(jī)，把污泥的含固率提高到4-5%左右。這是我們的主機(jī)部分，總共有6臺(tái)設(shè)備，這些濾板能夠耐120度以下的高溫，也是我們真正進(jìn)入脫水和干化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這是進(jìn)料泵和加藥泵，加藥量為干基的千分之1到1.5，這是我們配的壓濾泵和加熱泵以及常壓熱水鍋爐，加熱的介質(zhì)為90度的熱水。這是真空泵，主要是使系統(tǒng)內(nèi)部形成負(fù)壓，然后把出來(lái)的氣水混合物混合物抽出來(lái)。
這是螺旋輸送機(jī)，因?yàn)槭堑叵陆Y(jié)構(gòu)，很多的工藝處理，包括銜接上，物料的防散落和臭氣的防泄漏都是我們重點(diǎn)考慮的。這個(gè)項(xiàng)目在板框壓濾機(jī)下部配的是雙軸螺旋輸送機(jī)，底下配的是自動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)，完全滿足污泥輸送機(jī)與料斗自動(dòng)伸縮對(duì)接功能。裝料車到位以后，光電信號(hào)給對(duì)接機(jī)構(gòu)，對(duì)接機(jī)構(gòu)馬上下降，對(duì)準(zhǔn)料斗，包括它的動(dòng)力、抽氣都是和我們的系統(tǒng)完全對(duì)接。這是我們目前排出來(lái)污泥的情況。
電動(dòng)平車，這是污泥轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的一部分，因?yàn)槭堑叵陆Y(jié)構(gòu)，車輛包括各方面的運(yùn)輸，包括走的道路都是受限制的，在這個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中我們是采用了電動(dòng)平車，包括了平車轉(zhuǎn)盤和回車轉(zhuǎn)盤，使我們每個(gè)設(shè)備底下的料斗和外運(yùn)的車能夠很有效地進(jìn)行銜接，經(jīng)過(guò)了我們大量的測(cè)試工作，證明是安全可靠的。
介紹一下設(shè)備布局，這是每套設(shè)備底下的軌道，這是料斗和平車部分，平時(shí)我們這個(gè)料斗都有備用，停在這個(gè)地方，卸料好以后，等平車到這就進(jìn)行方向的調(diào)節(jié)，然后與外運(yùn)車進(jìn)行對(duì)接，這就是我們?cè)陧?xiàng)目當(dāng)中采用的污泥轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。
這是除臭系統(tǒng)，我們最后的臭氣進(jìn)入整廠的生物除臭，我們就地采取的是化學(xué)除臭。另外我們對(duì)空間的操作環(huán)境進(jìn)行離子送風(fēng)除臭，這當(dāng)中進(jìn)行了大量的氣流組織模擬的工作。
整套自控系統(tǒng)配置了西門子PLC、LED觸摸屏、變頻器，我們公司建立了一套遠(yuǎn)程監(jiān)控裝備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的系統(tǒng)，實(shí)時(shí)和歷史的數(shù)據(jù)都可以進(jìn)行分析，包括后臺(tái)所有設(shè)備的參數(shù)、廠家，包括所有的維保記錄都可以在后臺(tái)查閱，這是現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，這是我們遠(yuǎn)程的監(jiān)控。這個(gè)主要是為我們以后的售后維保工作提供有效的依據(jù)，另外我們可以實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。
針對(duì)地下式污水處理廠重點(diǎn)考慮的問(wèn)題主要有兩點(diǎn)，第一重點(diǎn)是通風(fēng)除臭的有效性，通過(guò)污泥脫水干化車間氣流組織的數(shù)值模擬，對(duì)車間的通風(fēng)方式進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置特點(diǎn)，建立CFD氣流組織模型，分析通風(fēng)和除臭系統(tǒng)的有效性。從目前調(diào)試運(yùn)行的情況來(lái)看，效果相當(dāng)理想。第二重點(diǎn)是考慮污泥怎么從地下能夠轉(zhuǎn)運(yùn)到地面上，污泥的轉(zhuǎn)運(yùn)可靠性也是我們重點(diǎn)考慮的。這過(guò)程中我們采用了全封閉，自動(dòng)伸縮對(duì)接機(jī)構(gòu)，必須考慮對(duì)接的有效性，同時(shí)防止污泥，包括臭氣有逸散的情況。因?yàn)榈叵驴臻g有限，必須用電動(dòng)平車和轉(zhuǎn)盤以及軌道實(shí)現(xiàn)污泥轉(zhuǎn)運(yùn)的可靠性。目前這個(gè)系統(tǒng)還在調(diào)試過(guò)程，污泥量有限，所以還未進(jìn)行連續(xù)的測(cè)試。
另外一個(gè)項(xiàng)目，也是上海目前在建的最大全地下項(xiàng)目——泰和污水處理廠，近期規(guī)模40萬(wàn)噸，遠(yuǎn)期規(guī)模55萬(wàn)噸，污泥處理量是480噸每天，最后的泥干化到40%以下，到石洞口進(jìn)行焚燒。這是我們做的BIM設(shè)計(jì)的效果。
最后再看一下幾個(gè)市政領(lǐng)域標(biāo)桿性的應(yīng)用案例，第一個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用在2014年，南京首個(gè)投產(chǎn)的市政項(xiàng)目；2016年在上海首個(gè)投產(chǎn)的污泥脫水干化項(xiàng)目；這個(gè)是我們?cè)谌A南地區(qū)廣州首個(gè)建成投產(chǎn)的項(xiàng)目；這是我們2019年虹橋地下式污水處理廠項(xiàng)目。
工業(yè)板塊，14年投產(chǎn)的南京勝科水務(wù)項(xiàng)目，屬于石化行業(yè)；上海晟碟，屬于半導(dǎo)體芯片行業(yè)，2016年投產(chǎn)的；還有上海市的和輝光電，屬于電子信息行業(yè)；去年投產(chǎn)的宇通客車，也是首個(gè)在汽車制造行業(yè)投產(chǎn)的。目前總共投產(chǎn)的項(xiàng)目25個(gè)，承接的總項(xiàng)目數(shù)30多個(gè)。
感謝大家的聆聽！
后附PPT：
完
