Оптимизация системы обезвоживания шлама
На первой очереди проекта по обработке и утилизации осадка применили комплексную технологическую схему, включающую приём и взвешивание осадка, распылительную сушку, сжигание во вращающейся печи, очистку дымовых газов, очистку сточных вод и автоматизированное управление. После сушки осадок подавался во вращающуюся печь на сжигание. Проект был введён в эксплуатацию в мае 2021 года.
После ввода процесса сушки и сжигания в эксплуатацию проект столкнулся с тремя основными проблемами:
-
Высокие эксплуатационные расходы
Влажность осадка составляла 80-85%, поэтому при сжигании требовалось большое количество тепла для испарения воды. Тепла, выделяемого при сгорании органических веществ в осадке, было недостаточно, что приводило к значительному дефициту энергии. Для поддержания необходимой температуры печи приходилось использовать природный газ в качестве вспомогательного топлива. Расход топлива стал одной из основных статей затрат, из-за чего эксплуатационные расходы превысили расчётные значения, а проект стал убыточным.
-
Высокая нагрузка на систему очистки дымовых газов и проблемы с запахом
При сушке осадка с высокой влажностью образовывался большой объём водяного пара, что значительно увеличивало объём газа, требующего очистки. Это создавало высокую нагрузку на системы сероочистки, удаления оксидов азота, пылеулавливания и каплеулавливания. Увеличение объёма газа также требовало большей производительности последующих систем охлаждения и очистки и повышало энергопотребление.
Органические вещества, выделявшиеся вместе с отходящими газами, также усиливали неприятные запахи и влияли на окружающую территорию и жителей близлежащих районов. -
Недостаточная производительность
Из-за высокого энергопотребления и чрезмерной нагрузки на систему очистки дымовых газов фактическая производительность оставалась значительно ниже проектной.
-
Модернизация системы глубокого обезвоживания под высоким давлением
Kuangyuan модернизировала существующий процесс обработки осадка, добавив глубокое обезвоживание под высоким давлением перед этапами сушки и сжигания. За один этап система снижает влажность осадка примерно с 80-85% до 45-50%, удаляя больше воды до подачи осадка на последующую термическую обработку.
Благодаря меньшему количеству воды, которую необходимо испарить, модернизация снижает нагрузку и затраты на последующие процессы, а также упрощает борьбу с запахами.
-
Проектирование и компоновка системы
Линия обезвоживания осадка рассчитана на производительность 350 т/сут при средней влажности осадка на входе 80% ± 5% и на выходе 48% ± 1%. Расчётный режим работы составляет 24 часа в сутки не менее 330 дней в год.
На выделенной площадке размером 29 × 21,6 × 10 м установлено семь установок обезвоживания. После обезвоживания осадок поступает в бункер обезвоженного осадка, а затем вывозится на сжигание.
Команда Kuangyuan внедрила систему глубокого обезвоживания шлама, которая в технологической цепочке следовала перед уже существующими стадиями сушки и сжигания. Это помогает предварительно снизить влажность шлама и уменьшает нагрузку на систему очистки отработанных газов.
-
-
Конденсация и дезодорация отходящих газов
Для дополнительного контроля запахов система оснащена конденсатором отходящих газов и системой дезодорации. Они очищают отходящие газы, образующиеся во время работы, и уменьшают запахи перед выбросом.
-
Приём и хранение осадка
Поступающие автоцистерны с осадком сначала взвешиваются на автомобильных весах предприятия, после чего направляются на участок приёма. Система включает два приёмных бункера вместимостью по 100 м³. Из бункеров осадок перекачивается в два резервуара временного хранения объёмом по 1500 м³, а затем подаётся в систему кондиционирования
-
Кондиционирование осадка
Осадок из резервуаров подаётся в систему кондиционирования, где дозирующий насос вводит реагент для обезвоживания, после чего реагент тщательно смешивается с осадком. Химическое кондиционирование улучшает способность осадка отдавать воду и подготавливает его к последующему обезвоживанию под давлением.
-
Глубокое обезвоживание под высоким давлением
После кондиционирования осадок подаётся в систему глубокого обезвоживания под высоким давлением для разделения твёрдой и жидкой фаз. На этом этапе механического обезвоживания уменьшается количество влаги, которую необходимо удалить при последующей сушке.
-
Низкотемпературная сушка
После завершения цикла обезвоживания осадок ленточным конвейером подаётся в накопительный бункер № 1, а затем в систему низкотемпературной сушки. Высушенный осадок собирается в накопительном бункере № 2 и вывозится для дальнейшей утилизации.
-
Очистка воздуха от запахов и обработка фильтрата
Загрязнённый запахами воздух направляется в общезаводскую систему дезодорации, где очищается перед выбросом.
Фильтрат после обезвоживания сначала по трубопроводу поступает в отстойник сточных вод, а затем передаётся в заводскую систему очистки сточных вод. После достижения нормативов сброса в канализацию очищенная вода отводится в муниципальную канализационную сеть.
-
Контроль запахов
Воздух из герметизированных технологических зон отводится под разрежением в централизованную систему очистки воздуха предприятия. После очистки он выбрасывается с соблюдением установленных нормативов.
-
Обработка фильтрата
Фильтрат после обезвоживания очищается на заводской станции очистки сточных вод, а затем сбрасывается в муниципальную канализационную сеть. Проектная производительность станции составляет 300 м³/сут. Применяются двухступенчатая схема A/O, отдувка воздухом и мембранный биореактор (MBR). Перед сбросом в муниципальную канализационную сеть очищенные сточные воды должны соответствовать требованиям к качеству воды на входе очистных сооружений № 2 города Бэнбу.
| Параметр | Значение |
| Производительность | 350 т/сут |
| Средняя влажность осадка на входе | 80%±5% |
| Средняя влажность осадка на выходе | 48%±1% |
| Количество установок обезвоживания | 7 |
| Время работы | 24 ч/сут |
| Количество рабочих дней в год | ≥330 дней/год |
| Реагент для кондиционирования | Раствор полимерного железосодержащего коагулянта; известь и другие сухие добавки не используются |
| Дозировка реагента для кондиционирования | ≤25, в пересчёте на сухую массу осадка |
| Средний расход промывочной воды | ≤0 т/сут |
-
Снижение энергопотребления и затрат на топливо
Механическое обезвоживание снижает влажность осадка примерно с 80% до 50%, поэтому на последующей термической обработке требуется удалить значительно меньше воды. После внедрения системы глубокого обезвоживания под высоким давлением снижается потребность в испарении, расход топлива и эксплуатационные затраты, что повышает рентабельность проекта.
-
Более эффективное использование пара из утилизируемого тепла
Существующий котельный участок между камерой дожигания и распылительной сушилкой производит около 2,4 т/ч пара при температуре 160 °C. Ранее около 30 т/сут этого пара сбрасывалось, что приводило к потере тепловой энергии и дополнительному расходу топлива.
Поэтому проект предусматривает более эффективное использование доступного пара вместо бесполезного сброса пригодной тепловой энергии.
-
Повышение производительности обработки осадка
Благодаря повышению эффективности этапа обезвоживания система глубокого обезвоживания под высоким давлением позволяет существующему предприятию обрабатывать больший объём осадка и выполнять требования непрерывной обработки. Проектная производительность модернизированной системы составляет 350 т/сут.
-
Снижение объёма отходящих газов и повышение эффективности сжигания
До модернизации влажность осадка после распылительной сушки оставалась выше расчётного уровня 20% на входе вращающейся печи. Это увеличивало нагрузку на печь, приводило к неполному сгоранию и повышало энергопотребление.
После добавления глубокого обезвоживания под высоким давлением перед сушкой распылительная сушилка при той же производительности может снижать влажность осадка примерно до 20%. Это сокращает количество воды, испаряемой при распылительной сушке, уменьшает объём отходящих газов, повышает эффективность сжигания осадка и снижает концентрацию пахучих веществ в отходящих газах, улучшая условия на предприятии.