城市污泥脱水干燥技术研究
摘 要摘 要我国具有广大的人口基础，城市污水处理厂每天都要处理大量的污水,同时也会产生大量的污泥。这些污泥如果不经处理直接排放在环境中将会造成很大的污染，由于污泥具有高含水率高体积的特点，所以对污泥必须要进行脱水干燥处理。本文主要研究污泥的脱水干燥技术，并在研究传统的方法中寻求污泥脱水干燥的新思路。首先，本文对污泥脱水干燥的各个过程做了相应的介绍与分析，明确了水分在各个过程的处理情况。然后，本文在此基础之上设计了一套城市污泥脱水干燥工艺。其中，脱水和干燥是污泥处理过程中的关键，也是本文研究的重点所在。接着，文中对带式污泥脱水机做了一定的了解与分析，并且画出其脱水工艺流程图。最后，本文简易设计了一个利用烟气余热来进行干燥预处理的环节，在文中对该工艺的各个系统环节进行了设计与分析和相关计算，进以期达到更好的干燥效果。关键词：城市污泥； 污泥干燥； 干燥预处理目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及研究意义 1
1.2 国内外污泥处理方法 2
1.2 .1 国外污泥处理现状与技术 2
1.2.2 我国污泥处理现状与技术 2
1. 3 研究内容及章节安排 3
第二章 污泥的各个处理过程的了解与分析 5
2.1 污泥的处理过程及去水情况 5
2.1.1 污泥的处理过程 5
2.1.2 污泥水分组成 6
2.2 常见的污泥脱水方法及脱水设备 7
2.2.1 自然干化法 7
2.2.2 造粒法 8
2.2.3 机械脱水法 9
2.3 污泥的干燥 10
2.3.1 污泥干燥原理 10
2.3.2 污泥干燥热源 11
2.3.3 污泥干燥的干燥特性 12
2.3.4 典型的干燥设备 12
第三章 城市污泥脱水干燥方案设计 14
第四章 带式污泥脱水机的压榨脱水 15
4.1 带式污泥脱水机脱水工艺流程设计 15
4.2 污泥脱水原理 16
4.3 带式污泥脱水机的基本设计 17
4.3 .1 污泥脱水区的设计 18
4.3
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干燥特性 12
2.3.4 典型的干燥设备 12
第三章 城市污泥脱水干燥方案设计 14
第四章 带式污泥脱水机的压榨脱水 15
4.1 带式污泥脱水机脱水工艺流程设计 15
4.2 污泥脱水原理 16
4.3 带式污泥脱水机的基本设计 17
4.3 .1 污泥脱水区的设计 18
4.3.2 带式污泥脱水机动力的选择 18
4.3.3 滤带的选择 19
4.3.4 压辊的选择 19
4.4 其他装置的设计 21
4.4.1张紧装置的设计 21
4.4.2调偏装置的设计 22
第五章 干燥预处理方案的设计 23
5.1 方案设计的背景 23
5.2 干燥预处理的流程设计 23
5.3 预处理阶段干燥污泥的相关计算 24
5.4 各系统的设计 25
5.4.1 供热系统 25
5.4.2 传输和通风系统 27
5.5 该工艺的设计优点 28
结论 29
致谢 30
参考文献 30
第一章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1984年我国颁布了《农用污泥中污染物控制标准》，在这项法案中第一次提到了关于污泥定义的相关问题。但是这项标准中并未对污泥进行明确的定义，仅指明该标准适用于城市下水沉淀池的污泥、城市污水厂污泥、有机物生产厂的污泥和江河的沉淀污泥。5年之后出台的《给水排水设计基本术语标准》(GBJ125一89) 中定义的污泥(sludge) 指，在水处理过程中产生的，以及排水管渠中沉积的固体与水的混合物或胶体物[1]。迄今为止，污泥在我国仍然有许多定义，这些定义虽然都不是官方认定的，但相互之间大同小异。污泥是污水处理厂产生的一种在污水净化过程中出现的副产品,是由有机物、无机物、微生物菌体、大颗粒固体等组成的极其复杂的非均质体。最早是由美国环保署提出的污泥是指污水处理过程中产生的固体、半固体或液体残留物[2]。1995年，世界水环境组织为了准确反映绝大多数污水污泥具有重新利用价值，将污水污泥( sewage sludge ) 更 名 为 “生 物 固 体 ” ( Biosolids ) ( water Environment Federation ，1995 )[3]。“生物固体”的资源化利用，体现了可持续发展的理念，在一定意义上标志着人们对污泥的处理走向新的阶段。
在城市生活和生产中,产生的主要污泥有生活污水污泥、工业污水污泥、给水污泥、河道清淤污泥、给排水管网污泥等。其中,生活污水污泥的产量最大，众多的城市人口每天都要产生大量的污水,这些污水通过污水处理技术的处理就会产生大量污水污泥。现行的污水处理技术通过微生物的代谢作用及物理化学方法,将污水中的污染物大量转移到污泥中,以达到净化水质的目的.水处理的实质是部分污染物的相转移[4],在水质得到净化的同时,大量可溶性污染物变成不可溶固体,作为污泥被分离出来,可以说污泥是被浓缩了的污染物。这种污泥具有难处理、污染性大、危害性高等特点。根据污泥从污水中的分离过程可把污泥分为初沉污泥、剩余污泥和混合污泥,根据污泥是否经过稳定化处理分为生污泥和消化污泥。
当前能够对污泥进行完善处理的城市少之又少，这就意味着许多地方的污泥问题无法得到合理的处理。将污泥直接倒入河中或者掩埋入土地中都是对环境的极大破坏， 按照同济大学环境科学与工程学院何品晶教授的说法 ：“污泥排入水中，由于物质不断扩散的关系，只是以另外一种形态继续污染周边环境。换而言之，污水处理过程就失去了它本来的意义——保护周边的生态环境”。所以，直接填埋或者倾入水体中都不是长久的办法。随着污泥的年产量越来越多，我们面临的压力也会越来越大，如何能够对污泥高效经济的进行脱水干燥是一个急需解决的问题。虽然近年来我们在污泥处理方面取得了令人满意的效果，但是我国的污泥处理能力至今仍落后于欧美等发达国家30余年，这是不可否认的事实。我们需要正视这种事实，更要有决心改变这种事实。改变这种事实，需要政府在经济和政策上的支持，更需要有识之士不断地探索与创新。
1.2 国内外污泥处理方法
1.2 .1 国外污泥处理现状与技术
世界各国对污泥的处置由来已久，其传统处置方法主要有卫生填埋、污泥焚烧、土地利用、海洋倾倒等[5]。近年来人们对自然环境的保护越来越重视，所以对于填埋、焚烧这样会对生态造成极大损害的处理方式，政府和社会是坚决抵制的。由于科技经济等因素，由污泥制造的产品在市场上也不是太受人们的欢迎，供大于求，产品卖不出去。再加上现在政府部门对于污泥处理的要求越来越苛刻，这就导致污水处理厂要花费更大的代价来处理污泥。种种原因造成了各个国家在污泥的处理上面临着巨大的挑战，迫使各国在污泥的处理技术上不断地研究和创新，突破传统方法的枷锁，寻找更加合适高效经济的处置途径和技术。
“如今国外常见的
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及研究意义 1
1.2 国内外污泥处理方法 2
1.2 .1 国外污泥处理现状与技术 2
1.2.2 我国污泥处理现状与技术 2
1. 3 研究内容及章节安排 3
第二章 污泥的各个处理过程的了解与分析 5
2.1 污泥的处理过程及去水情况 5
2.1.1 污泥的处理过程 5
2.1.2 污泥水分组成 6
2.2 常见的污泥脱水方法及脱水设备 7
2.2.1 自然干化法 7
2.2.2 造粒法 8
2.2.3 机械脱水法 9
2.3 污泥的干燥 10
2.3.1 污泥干燥原理 10
2.3.2 污泥干燥热源 11
2.3.3 污泥干燥的干燥特性 12
2.3.4 典型的干燥设备 12
第三章 城市污泥脱水干燥方案设计 14
第四章 带式污泥脱水机的压榨脱水 15
4.1 带式污泥脱水机脱水工艺流程设计 15
4.2 污泥脱水原理 16
4.3 带式污泥脱水机的基本设计 17
4.3 .1 污泥脱水区的设计 18
4.3
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干燥特性 12
2.3.4 典型的干燥设备 12
第三章 城市污泥脱水干燥方案设计 14
第四章 带式污泥脱水机的压榨脱水 15
4.1 带式污泥脱水机脱水工艺流程设计 15
4.2 污泥脱水原理 16
4.3 带式污泥脱水机的基本设计 17
4.3 .1 污泥脱水区的设计 18
4.3.2 带式污泥脱水机动力的选择 18
4.3.3 滤带的选择 19
4.3.4 压辊的选择 19
4.4 其他装置的设计 21
4.4.1张紧装置的设计 21
4.4.2调偏装置的设计 22
第五章 干燥预处理方案的设计 23
5.1 方案设计的背景 23
5.2 干燥预处理的流程设计 23
5.3 预处理阶段干燥污泥的相关计算 24
5.4 各系统的设计 25
5.4.1 供热系统 25
5.4.2 传输和通风系统 27
5.5 该工艺的设计优点 28
结论 29
致谢 30
参考文献 30
第一章 绪论
1.1 研究背景及研究意义
1984年我国颁布了《农用污泥中污染物控制标准》，在这项法案中第一次提到了关于污泥定义的相关问题。但是这项标准中并未对污泥进行明确的定义，仅指明该标准适用于城市下水沉淀池的污泥、城市污水厂污泥、有机物生产厂的污泥和江河的沉淀污泥。5年之后出台的《给水排水设计基本术语标准》(GBJ125一89) 中定义的污泥(sludge) 指，在水处理过程中产生的，以及排水管渠中沉积的固体与水的混合物或胶体物[1]。迄今为止，污泥在我国仍然有许多定义，这些定义虽然都不是官方认定的，但相互之间大同小异。污泥是污水处理厂产生的一种在污水净化过程中出现的副产品,是由有机物、无机物、微生物菌体、大颗粒固体等组成的极其复杂的非均质体。最早是由美国环保署提出的污泥是指污水处理过程中产生的固体、半固体或液体残留物[2]。1995年，世界水环境组织为了准确反映绝大多数污水污泥具有重新利用价值，将污水污泥( sewage sludge ) 更 名 为 “生 物 固 体 ” ( Biosolids ) ( water Environment Federation ，1995 )[3]。“生物固体”的资源化利用，体现了可持续发展的理念，在一定意义上标志着人们对污泥的处理走向新的阶段。
在城市生活和生产中,产生的主要污泥有生活污水污泥、工业污水污泥、给水污泥、河道清淤污泥、给排水管网污泥等。其中,生活污水污泥的产量最大，众多的城市人口每天都要产生大量的污水,这些污水通过污水处理技术的处理就会产生大量污水污泥。现行的污水处理技术通过微生物的代谢作用及物理化学方法,将污水中的污染物大量转移到污泥中,以达到净化水质的目的.水处理的实质是部分污染物的相转移[4],在水质得到净化的同时,大量可溶性污染物变成不可溶固体,作为污泥被分离出来,可以说污泥是被浓缩了的污染物。这种污泥具有难处理、污染性大、危害性高等特点。根据污泥从污水中的分离过程可把污泥分为初沉污泥、剩余污泥和混合污泥,根据污泥是否经过稳定化处理分为生污泥和消化污泥。
当前能够对污泥进行完善处理的城市少之又少，这就意味着许多地方的污泥问题无法得到合理的处理。将污泥直接倒入河中或者掩埋入土地中都是对环境的极大破坏， 按照同济大学环境科学与工程学院何品晶教授的说法 ：“污泥排入水中，由于物质不断扩散的关系，只是以另外一种形态继续污染周边环境。换而言之，污水处理过程就失去了它本来的意义——保护周边的生态环境”。所以，直接填埋或者倾入水体中都不是长久的办法。随着污泥的年产量越来越多，我们面临的压力也会越来越大，如何能够对污泥高效经济的进行脱水干燥是一个急需解决的问题。虽然近年来我们在污泥处理方面取得了令人满意的效果，但是我国的污泥处理能力至今仍落后于欧美等发达国家30余年，这是不可否认的事实。我们需要正视这种事实，更要有决心改变这种事实。改变这种事实，需要政府在经济和政策上的支持，更需要有识之士不断地探索与创新。
1.2 国内外污泥处理方法
1.2 .1 国外污泥处理现状与技术
世界各国对污泥的处置由来已久，其传统处置方法主要有卫生填埋、污泥焚烧、土地利用、海洋倾倒等[5]。近年来人们对自然环境的保护越来越重视，所以对于填埋、焚烧这样会对生态造成极大损害的处理方式，政府和社会是坚决抵制的。由于科技经济等因素，由污泥制造的产品在市场上也不是太受人们的欢迎，供大于求，产品卖不出去。再加上现在政府部门对于污泥处理的要求越来越苛刻，这就导致污水处理厂要花费更大的代价来处理污泥。种种原因造成了各个国家在污泥的处理上面临着巨大的挑战，迫使各国在污泥的处理技术上不断地研究和创新，突破传统方法的枷锁，寻找更加合适高效经济的处置途径和技术。
“如今国外常见的
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