张鹏，杨志岗
（河南心连心化学工业集团股份有限公司，河南 新乡453000）
［摘 要］ 某氮肥企业有1套450 kt/a煤制合成氨、800 kt/a尿素装置，其污水处理系统、中水回用系统每天产生约15 t含水率70%～86%的污泥，装置投产之初采取“晾晒脱水+锅炉焚烧”的方式对污泥进行处理，后因600 kt/a甲醇项目破土动工（项目投产后将多产生含水率约80%的湿污泥70 t/d）致厂区内无闲置场地用于污泥晾晒，以及“污泥晾晒”或“污泥填埋”在政策上已明令禁止，使得开发新的、适宜该企业自身特点的污泥处理方式刻不容缓。在对比分析几种主流污泥烘干设备的基础上，结合企业自身情况，决定选用圆盘式干化机对污泥进行烘干处理后送至流化床锅炉焚烧。介绍圆盘式污泥烘干系统的工艺流程、运行情况、干污泥掺烧情况，总结污泥烘干系统的运行经验。实践表明，圆盘式污泥烘干系统彻底解决了该企业污泥治理及循环利用的难题。
［关键词］污水处理；污泥含水率；圆盘式干化机；烘干系统；工艺流程；运行情况；干污泥掺烧；运行经验
［中图分类号］X703.1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2020）05-0033-03
1 项目背景介绍
当下化工生产、市政污水治理等过程中产生大量的污泥，因污泥流动性差、粘度高、易结块、水分不易蒸发等特点，成为治理难题[1]。目前污泥处置多采用填埋方式，存在二次污染土壤的弊端[2]。在当前日益严峻的环保形式下，如何妥善、安全地处理生产过程中产生的废物成为化工企业必须进行攻关的一个课题。
某氮肥企业有1套450 kt/a合成氨、800 kt/a尿素装置，2013年11月建成投产，采用当前国内先进的水煤浆加压气化工艺，配套宽温耐硫变换、低温甲醇洗、液氮洗、中压氨合成、CO2汽提法尿素工艺等，并配套有污水处理、中水回用、排放水降总氮、浓水COD处理、烟气脱硫、锅炉烟气超低排放等环保设施。其中，污水处理系统主要处置气化系统排放的废水及生活污水，以保证外排水达标排放；中水回用系统主要对循环水站排污水进行除硬、除盐处理，处理后的水作为循环水补水，以减少系统外排水量、提高水资源的综合利用率。正常生产中，污水处理系统、中水回用系统产生约15 t/d、含水率70%～86%（经带式压滤机初步脱水）的污泥，因污泥含水量高，外围建材企业无法直接使用。
该企业在装置投产之初采取“晾晒脱水+锅炉焚烧”的方式对污泥进行处置，后因600 kt/a甲醇项目破土动工，厂区内无闲置场地晾晒污泥，且污泥晾晒脱水效果差，掺混至该企业所属化工园区燃煤锅炉焚烧易造成下煤管堵塞，导致锅炉断煤，给锅炉及下游系统的稳定运行带来极大的风险；更为重要的是，在当前环保要求日益严格的形势下，“污泥晾晒”或“污泥填埋”在政策上已被明令禁止。因此，开发新的、适宜该企业自身特点的污泥处理方式刻不容缓。
近期该企业结合自身特点，引进圆盘式污泥烘干系统，利用生产系统副产的蒸汽对污泥进行烘干处理，然后送至其所属化工园区流化床锅炉焚烧，产生的锅炉渣、锅炉灰外售至建材厂、水泥厂使用，彻底解决了污泥治理及循环利用这一难题。以下对有关情况作一简介。
2 污泥处置技术选择
2.1 污泥处置技术选择依据及要求
该企业是典型的氮肥生产企业，产品仅有合成氨、尿素，除酸性气治理副产工业硫磺外，没有其他化工产品产出，因此其“三废”成分相对简单；并且系统废热较多，同时为保证主装置生产，该企业所属化工园区设置3台流化床锅炉（两开一备）为系统提供动力。
该企业污水处理过程中产生的污泥，其主要成分为CaO、SiO2、Fe2O3等无机物（见表1），热稳定性好，受热不易分解，不会造成二次污染，同时在污泥取样分析过程中未发现热敏性物质。为此，敲定了“污泥加热烘干+锅炉焚烧”的污泥处置路线。
污泥在进入流化床锅炉燃烧之前，先在烘干系统内被热介质加热，水分蒸发后成为含水率较低的“干污泥”，干污泥含固量的高低将直接影响其在锅炉内的燃烧效果[3]，同时还需兼顾处置成本、扬尘（干污泥含水率过低，厂房内扬尘大）等因素。经调研 “污泥烘干+锅炉焚烧”处理路线厂家，要求干污泥含水率≤35%；同时该企业正在进行产能置换改造，项目投产后将多产生70 t/d的湿污泥（含水率80%左右）。综上，引进的污泥烘干系统应具备处理100 t/d湿污泥（平均含水率80%）的能力，且烘干后的干污泥含水率≤35%。
2.2 主流污泥烘干技术简介
目前，污泥烘干工艺大多数采用间接加热干化技术，而间接加热干化设备中圆盘式干化机、桨叶式干化机及薄层干化机的应用较广泛。其工作原理如下。
2.2.1 圆盘式干化机
典型的圆盘式干化机主要由筒体、单轴空心转子（转子上附空心圆盘）和传动装置组成。污泥由进料口进入干化机后，与通过空心轴进入空心圆盘的蒸汽进行间接换热，同时在空心圆盘上推进搅拌器的作用下翻转、搅拌，不断更新受热面并不断使物料向干化机出口移动，从而达到连续干燥污泥的目的。
2.2.2 桨叶式干化机
桨叶式干化机主要由夹套、双轴（或四轴）栔形叶片和传动装置组成。污泥通过夹套、空心轴和轴上焊接的空心叶片的热传导被间接加热干化，栔形叶片对污泥进行切割、搅拌，不断更新干燥面并不断将污泥推向出口，从而达到连续干燥污泥的目的。
2.2.3 薄层干化机
薄层干化机与桨叶式干化机工作原理类似，机身主要由圆柱形加热壳体和端盖构成，其内部有可拆卸的桨叶搅拌器，两端由轴承带动。污泥进入干化机内部后，被桨叶搅拌器打散并分布在薄层干化机内壁，与夹套中的热介质进行热交换，且桨叶搅拌器在对壁面污泥反复翻混的过程中不断将污泥推向出口，从而达到连续干燥污泥的目的。
2.3 3种干化机之特性对比
更多内容详见《中氮肥》2020年第5期