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湖南奔驥環保能源科技有限責任公司
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前言生活污泥的治理已經成為與生活垃圾同時并存的每日每時發生的污染問題，成為繼城市垃圾污染的第二大固體廢物污染源
前言
生活污泥的治理已經成為與生活垃圾同時并存的每日每時發生的污染問題，成為繼城市垃圾污染的第二大固體廢物污染源。污泥產生的環境污染問題日益突出，易造成較大的安全隱患、環境壓力及經濟負擔。污泥不僅含水量高、易腐爛、有強烈臭味，還含原菌、重金屬物質及有害物質，如果得不到有效的處理處置，經過雨水的侵蝕及滲透作用，極易對地下水、土壤等造成二次污染，甚至直接危害人體的健康。
因此，各級政府對此高度重視，國家《“十三五"節能環保產業發展規劃》明確提出了全面治理的規劃，其中特別提出要求“示范推廣污泥無害化資源化處理技術。
湖南奔驥環保公司以“投身環保，勇于擔當"的精神，在污泥處置技術方面聯合聯手進行了大量的探索，取得一些成果。特別是在污泥熱解碳化和灰分化方面做了很多的創新，申請了多項國家。
部分 生活（污水）污泥處理的基本要求
污泥處理處置的目標是實現污泥的減量化、穩定化、無害化、資源化。
（1） 減量化
污泥的含水率高（一般大于90%），體積很大，不利于貯存、運輸和消納，減量化十分重要。污泥的體積隨含水率的降低而大幅度減少，如含水率在85%以上的污泥是漿糊狀，可以用泵輸送；含水率70%~75%的污泥呈柔軟狀；60%~65%的污泥基本上呈固體狀態；34%~40%時已成為可離散狀態；10%~15%的污泥則呈粉末狀態。因此可以根據不同的污泥處理工藝和裝置要求，確定合適的減量化程度。
（2）穩定化
所謂穩定化就是使污泥在無害化處理后能保持基本穩定，尤其是不產生和惡臭。污泥中有機物含量60%~70%，會發生厭氧降解，極易并產生惡臭。因此需要采用生物好氧或厭氧消化工藝，使污泥中的有機組分轉化成穩定的最終產物；也可添加化學藥劑，終止污泥中微生物的活性來穩定污泥，如投加石灰，調節PH值，即可實現對微生物的抑制。但化學穩定法不能是污泥長期穩定，因為若將處理過的污泥長期存放，污泥的PH值會逐漸下降，微生物逐漸恢復活性，使污泥失去穩定性。
（3）無害化
污泥中含有大量病原菌，寄生蟲卵及病毒，易造成疾病的傳播。腸道病原菌可隨糞便排出體外并進入廢水處理系統，感染個體排泄出的糞便中病毒達106個g-1.實驗研究表明，加到污泥懸浮液中病毒能與活性污泥絮體結合。但污泥中還含有多種重金屬和有毒有害有機物，這些物質可從污泥中滲濾出來或揮發，污染水體和空氣，造成二次污染。因此污泥處理處置過程必須充分考慮無害化原則。
（4）資源化。這個要求是很重要的，也是難以做到的。資源化就是
要將污泥的處理中自身產生經濟效益，以使污泥處理政府不住地基礎上獲得額外的利益，提高經營者的積極性，推動污泥處理可持續發展。
目前資源化的途徑：
1、污泥的制肥
污泥堆肥是一種無害化、減容化、穩定化的綜合處理技術。它是利用好氧的嗜溫菌、嗜熱菌的作用，將污泥中有機物分解，并殺滅傳染病菌、寄生蟲卵與病毒，提高污泥肥分。
2、污泥干燥滅菌后土地化。主要是作為無害的土壤回填。
3、污泥的發電。
污泥中含有部分有機質，經過脫水干燥后可以燃燒，熱量推動蒸汽發電，但由于要求污泥規模量大，一般難以采用。
4、作燃料，協調使用，主要是作為水泥廠的燃料。
5、污泥制磚
利用城鎮污水處理廠的排放污泥和其他原料混合生產燒結建筑材料制品，一則利用消化了大量的城市污水處理廠排放的污泥，二則可以創造經濟效益。有污泥中有機質的自身燃燒產生的熱量可補充高溫焙燒燒結制品的熱量，既利用了污泥本身的熱值，也可以高溫分解有毒及致癌有害物質，解決了城市污泥的二次污染問題，這是目前實現城市污泥無害化、資源化和產業化的途徑之一。但是，污泥制磚先決條件是應將污泥的水分降到40%以下，所以必須配套干燥工藝。
第二部分 導熱球高分散高效率干燥、碳化污泥技術介紹
綜合考慮，認為導熱球高分散高效率干燥后綜合利用或者碳化污泥是比較理想的技術。這項技術優勢在于：
一是減量化更大，可以將水分降到0—40%，可以任意調節；如果進一步燒蝕，可以將有機物全部轉化為無機物，殘剩的渣料僅有1%左右。
二是無害化、穩定化更佳，一旦將水分降到10%以下，特別是燒蝕后，細菌全部滅失，有機物不在存在，惡臭也不會出現。可以迅速和較大程度地使污泥達到無害化和減量化，其產物為無菌、無臭的無機殘渣，含水率為零，且在惡劣的天氣條件下不需要存儲設備。近年來焚燒法由于采用了合適的預處理工藝和焚燒手段，達到了污泥熱能的自持，并能滿足越來越嚴格的環境和充分地處理不適宜資源化利用的部分污泥。對于大城市，因遠離填埋場造成運輸費用較高時，采用燒蝕法處置可能是經濟有效的。
三是資源化更易實現，因為在水分減量到40%左右時就可以制磚產生效益，還可以賣給水泥廠作燃料提高經營效益。以制磚為例：長沙污水廠每天產出含水80%的污泥300噸，干燥到40%時，再加上黃泥一倍，仍然是300噸，可以燒制8萬塊紅磚，0.4元一塊磚，產值3.2萬元左右。假如利潤30%，每天創利0.9萬元左右，全年350萬元。
四是生產操作更加順暢， 現行污泥干燥技術流行的主要是回轉窯，這種設備就是一般的物料烘干爐，方法是將污泥投入旋轉爐內部，在外部加熱或者直接再爐體內加熱，是污泥的水分蒸發。但存在兩個致命弱點：一是污泥由于粘度大，容易粘結在爐體的內壁上不易脫落，會嚴重影響污泥的干燥程度，甚至是干燥難以進行；二是由于污泥成團，分散性極差，烘干效率很低，往往一個泥團到最后還是一個含水很高的大坨。總之，采用普通的回轉窯很難適應污泥的干燥和碳化。因此，必須創新技術。
創新的導熱球高分散高效率干燥、碳化污泥技術（屬于申請受理階段）采用了全新的技術工藝。本發明工作時，物料通過進料器與400℃左右高溫導熱球通過運行管進入內旋轉釜，在內旋轉釜螺旋導向下不斷運行，物料與導熱球換熱，被裂解后渣料和導熱球混合進入導熱球渣料運行管進入燃燒室；在燃燒器的高溫焚燒后通過外釜螺旋導向，并從漏灰孔掉下進入落灰斗排出；經過燃燒重新獲得高溫的導熱球再經導熱球運行管進入內旋轉釜，從而實現不斷循環；裂解的油氣通過油氣管排出，燃燒的煙氣經過內釜外延管與外釜托輪管的間隙從出口排放。
本發明有益的效果在于:
一是生產效率高，本發明通過加溫過的若干份高溫導熱球與一份原料換熱，例如，可以將原料與導熱球按照1:10—30的比例混合，因此，很高的換熱比可以高速熱解原料。
二是分散性，由于采取大量的導熱球與少量的污泥混合，能夠將粘結的污泥高度分散并充分吸熱，解決了困擾污泥干燥室粘結成塊，難傳熱的難題。
三是非常節能，原料和導熱球共同置于內旋轉釜熱解后，渣料進入燃燒室燃燒，不僅是渣料中的可燃物充分利用，又給導熱球重新加熱而后而獲得高熱能。由于污泥的主要成分是細菌死亡的尸體物，有機物含量高，其中，可燃物的熱值較高；整個熱能基本自我供給，不用外購，降低了成本。
| 含水率（%） | 熱值（kcal/kg) |
|
|
| 90 | -297.60 |
|
|
| 80 | 68.80 |
|
|
| 70 | 435.20 |
|
|
| 60 | 801.60 | | |
| 50 | 1168.00 |
|
|
| 40 | 1534.40 |
|
|
| 30 | 1900.80 |
|
|
| 20 | 2267.20 |
|
|
| 10 | 2633.60 |
|
|
| 0 | 3000.00 |
|
|
|
| |||
四是更加環保，如果渣料經過自我燒蝕，變為灰分，排出物不含有機質，沒有二次污染。同時，排放的渣料比非燒蝕的方法要少90%，實現減量化。
五是結構十分緊湊，內旋轉釜與外旋轉釜套裝在一起，一體化結構不僅保密性強，而且節約了空間。
六是操作環節簡單更實用，導熱球是自我自我清潔，自我受熱，自我密封提升進入內旋轉釜，又自我從內旋轉釜密封排出進入燃燒室，并不斷自我循環運行；比以往導熱球在外部提升、燃燒、再送入反應釜參與原料反應的環節減少很多，不僅大大節約了資金，減少了人工，又節能。
第三部分 導熱球高分散高效率技術工藝選擇
1、本工藝采用連續自動化操作，實現“分分秒秒自動進料、時時刻刻不停出渣、日日夜夜連續出液"，只要不出故障維修和停電，就可以365天不間斷運行。整個運行過程常壓操作，安全可靠。
第四部分 投資分析
一、設備及公共設施投資
一套每天處理100噸設備基本構成見下表。
| 序號 | 名稱 | 規格 | 數量 | 說明 |
| 1 | 一級預熱輸送器 |
| 1 | 含動力、減速器、變頻器 |
| 2 | 二級預熱輸送器 |
| 1 | 含動力、減速器、變頻器 |
| 3 | 進料器 |
| 1 | 含動力、減速器、變頻器 |
| 4 | 內外雙反應釜 |
| 1 |
|
| 5 | 一級調溫渣料輸送器 |
| 1 | 含動力、減速器、變頻器 |
| 6 | 二級調溫渣料輸送器 |
| 1 | 含動力、減速器、變頻器 |
| 7 | 右小密封套 |
| 1 | 含保溫材料 |
| 8 | 右大密封套 |
| 1 | 含保溫材料 |
| 9 | 左小密封套 |
| 1 | 含保溫材料 |
| 10 | 左大密封套 |
| 1 | 含保溫材料 |
| 11 | 分離密封套 |
| 1 | 含保溫材料 |
| 12 | 左小托輪 |
| 1 | 含支架 |
| 13 | 左大托輪 |
| 1 | 含調節支撐 |
| 14 | 右小托輪 |
| 1 | 含支架 |
| 15 | 右大托輪 |
| 1 | 含調節支撐 |
| 16 | 小傳動齒輪 |
| 1 | 含支架 |
| 17 | 大傳動齒輪 |
| 1 | 含調節支撐 |
| 18 | 外釜和內釜之間支撐 |
| 1 |
|
| 19 | 外釜保溫材料與結構 |
| 1 |
|
| 20 | 導熱球自動提升輸送器 |
| 1 |
|
| 21 | 燃燒器系統 |
| 1 |
|
| 22 | 供風器 |
| 1 |
|
| 23 | 旋風除塵器 |
| 1 |
|
| 24 | 換熱器 |
| 1 |
|
| 25 | 油水分離器 |
| 1 |
|
| 26 | 油液暫儲罐 |
| 1 |
|
| 27 | 廢水暫儲罐 |
| 1 |
|
| 28 | 清水泵 |
| 1 |
|
| 29 | 污水泵 |
| 1 |
|
| 30 | 油液泵 |
| 1 |
|
| 31 | 一級干氣凈化器 |
| 1 |
|
| 32 | 二級干氣凈化器 |
| 1 |
|
| 33 | 塔式綜合煙氣凈化器 |
| 1 | 磁化器、高壓電場分解器、UV光解器等 |
| 34 | 渣料暫存罐 |
| 1 |
|
| 35 | 管道、閥門、儀表 |
| 若干 |
|
| 36 | 配電柜 |
| 1 |
|
| 37 | 自動控制柜 |
| 1 |
|
| 38 | 消防器材 |
|
|
|
| 39 | 操作平臺 |
|
|
|
| 40 | 車間 |
| 3000平米 |
|
| 41 | 自動起爆泄壓復位安全裝置和自動報警系統 |
|
|
|
| 42 | 其它 |
|
|
|
二、主要技術指標
1、含水率（干燥或碳化或灰化）： 0—40%任意調節；如果燒蝕則不含水。
2、有機物含量： 如果燒蝕則不含。
3、碳化后的固體含量： 約25%。
4、電裝機容量： 約90千伏安。
5、電耗（按照時刻運行） 約2000千瓦（100噸，全天）。
6、能耗： 約用燃油600公斤，每噸污泥約5—10公斤）。
7、人工： 約4個。
第五部分 經濟效益分析
| 序號 | 名稱 | 用量 | 費用 |
|
| 1 | 每日成本 | |||
|
| 電費 | 2000度 | 2000×0.8元=1600元 |
|
| 燃料 | 600公斤 | 600×4元=2400元 |
| |
| 人工 | 20 | 180元×3=5400元 |
| |
| 其它 |
| 3000元 | 管理費等 | |
| 小計 |
| 1.04萬元 |
| |
| 每噸平均 |
| 104元 |
| |
| 2 | 每日毛收入 | |||
|
| 每噸補貼；300元；每日處理100噸，合計3萬元 環保磚收入1.6萬元 | |||
| 3 | 每日收益 | |||
|
| 收入3萬元+環保磚收入1.6－車間成本1.14萬元=3.46萬元 | |||
| 4 | 全年收益： | |||
|
| 每日3.46萬元×365天=1262.9萬元 | |||
第六部分 結論
1、環保有保障。采用了多項措施，特別是尾氣處理采用新型磁化、高壓電場分離技術，使碳氫化合物形成油料回收。廢水回收進入原系統凈化處理。
2、安全有保障。采用自動報警系統，特別是設置了自動起爆泄壓復位裝置，不存在超壓隱患。同時，傳動即扭動的部位采用了的“柔性密封劑"，能夠自動彌合軸封的間隙，無泄漏。
3、效益有保障。全年收益1000多萬元。
4、原料有保障。每天有100噸供應。
5、技術有保障。湖南奔驥環保科技公司的專有和技術在全國乃至世界。尤其是以導熱球為熱媒，采用大于污泥多倍的大比例方法不僅使污泥分散，而且干燥效率。而且能夠使污泥的脫水率從0—40%任意可調，甚至滅失有機質，更加環保。
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