Một nhà máy hoàn thiện kim loại sản xuất 15 tấn bùn ướt mỗi ngày trả tiền cho người vận chuyển bằng tấn vật liệu ướt chứ không phải bằng tấn chất rắn. Ở mức 20% chất rắn khô, 12 trong số 15 tấn đó là nước. Đẩy lượng bùn tương tự qua thiết bị khử nước sâu đai áp suất cao tới khoảng 45% chất rắn khô và khối lượng thải ra ngoài giảm hơn một nửa trước khi xe tải được chất tải.
Số học đó là toàn bộ lập luận cho việc tái chế bùn công nghiệp. Việc tái chế hiếm khi bị cản trở do thiếu thị trường - lò gạch, dây chuyền xi măng, nồi hơi sinh khối và các dự án cải tạo đất đều chấp nhận loại bùn phù hợp. Nó bị chặn bởi độ ẩm, ô nhiễm và chi phí di chuyển nước xung quanh. Khắc phục các giai đoạn khử nước và làm khô nước và các tùy chọn tái chế sẽ tự mở ra.
Tái chế bùn công nghiệp có ý nghĩa gì trong thực tế
Thuật ngữ này bao gồm ba điểm đến và mỗi điểm đến áp đặt các yêu cầu khác nhau đối với tài liệu:
- Phục hồi vật liệu - Bùn khô được sử dụng làm nguyên liệu đầu vào cho gạch, clanhke xi măng, cốt liệu nhẹ hoặc các sản phẩm ván.
- Phục hồi năng lượng - Bùn được đốt hoặc đồng xử lý làm nhiên liệu thay thế trong lò nung xi măng, nồi hơi điện hoặc lò đốt chuyên dụng.
- Sử dụng đất và đất - Bùn được ủ phân hoặc ổn định áp dụng cho cảnh quan, cải tạo khu đất hoặc, nếu được phép, cho nông nghiệp.
Thứ tự của các quyết định rất quan trọng. Đầu tiên, cơ quan quản lý phân loại bùn là nguy hiểm hoặc không nguy hiểm, dựa trên các thử nghiệm lọc và quá trình sản xuất công nghiệp. Sau đó, đối tác bao tiêu sẽ nêu rõ họ sẽ chấp nhận những gì. Chỉ sau đó việc lựa chọn thiết bị mới bắt đầu. Mua máy sấy trước khi xác nhận nhà máy xi măng sẽ lấy sản phẩm khô là một trong những lỗi trình tự phổ biến và tốn kém nhất trong lĩnh vực này.
Yêu cầu về nguồn cấp dữ liệu cho ba tuyến tái chế
| Tuyến đường | Điều kiện thức ăn điển hình | Phải được kiểm soát | Trọng tâm thiết bị |
|---|---|---|---|
| Phục hồi vật liệu (bricks, cement, aggregate) | 60-90% chất rắn khô | Kim loại nặng, clorua, dầu dư | Khử nước cộng với sấy nhiệt |
| Phục hồi năng lượng (kiln co-processing, incineration) | 30-60% chất rắn khô, cao hơn cho thức ăn cho lò nung | Nhiệt trị, độ ẩm, lưu huỳnh và clorua | Khử nước sâu cộng với sấy khô |
| Sử dụng đất và đất (compost, reclamation) | 20-40% chất rắn khô sau khi ổn định | Mầm bệnh, kim loại nặng, nhiễm mặn | Khử nước, ổn định vôi hoặc phân trộn |
Tại sao hiệu suất khử nước lại quyết định tính kinh tế
Cân bằng khối lượng kể câu chuyện. Một trăm tấn bùn ở mức 3% chất rắn khô chứa 3 tấn chất rắn và 97 tấn nước. Khử nước tới 25% chất rắn khô làm giảm tổng khối lượng xuống còn 12 tấn. Sấy chiếc bánh đó đến 80% chất rắn khô sẽ thu được 3,75 tấn. Vật liệu phải được lưu trữ, vận chuyển và đưa vào lò nung đã giảm khoảng 26 lần và mỗi tấn được lấy ra khỏi dây chuyền sẽ loại bỏ phí vận chuyển theo nó.
Đây là những giá trị tầm trung được báo cáo bởi các nhà cung cấp thiết bị cho bùn sinh học và công nghiệp hỗn hợp. Kết quả thực sự phụ thuộc vào bùn, chất điều hòa và cách vận hành máy - máy ép trục vít hoạt động tốt trên vật liệu dạng sợi có thể gây thất vọng đối với vật liệu dính dầu mỡ. Hãy coi các phạm vi như một sự kiểm tra rõ ràng khi nhà cung cấp báo giá một con số hiệu suất chứ không phải như một sự đảm bảo.
Có một chi phí thứ hai rất dễ bị bỏ qua. Điều hòa hóa học thường tiêu thụ 3 đến 8 kg polyme trên mỗi tấn chất rắn khô và những máy có chi phí vốn thấp nhất thường là những máy có nhu cầu polyme cao nhất. Hơn một thập kỷ hoạt động, tờ tiền polymer thường có giá trị cao hơn giá mua, đó là lý do tại sao độ chính xác của liều lượng đáng được quan tâm nhiều như kích thước máy in.
Thiết bị phù hợp với loại bùn
Bùn hoạt động khác nhau tùy thuộc vào nơi nó đến và công nghệ khử nước phải tuân theo hành vi đó.
- Bùn nhờn và dầu mỡ từ các nhà máy lọc dầu, làm sạch bể chứa và gia công kim loại bám vào vải lọc và máy ép đai rèm. Thiết kế máy ép trục vít xử lý vật liệu có độ nhớt cao đáng tin cậy hơn vì chúng dựa vào lực nén từ từ thay vì thoát nước bằng trọng lực.
- Bùn sinh học và hóa học dự đoán được từ các nhà máy xử lý nước thải công nghiệp sẽ được khử nước trên máy ép lọc băng tải và máy băng tải có độ khô cao.
- Bùn dành cho lò nung hoặc nồi hơi cần sấy khô bằng nhiệt, thường đến 60-90% chất rắn khô, cộng với kích thước hạt phù hợp để cho ăn.
- Bùn với chất rắn đầu vào dao động được hưởng lợi từ việc cô đặc trước hoặc làm đặc ở thượng nguồn, do đó máy khử nước nhận được nguồn cấp ổn định.
Máy ép bùn trục vít Máy khử nước trộn nước thải kiểu xoắn ốc không chỉ có thể xử lý bùn có nồng độ cao mà còn có thể cô đặc và khử nước thải có nồng độ thấp. Việc áp dụng ... Xem sản phẩm → Đối với vật liệu nhớt hoặc có dầu, máy ép trục vít có bước thay đổi thường là điểm vào. Áp suất tăng dần dọc theo trục vít, do đó bùn được ép thay vì bị cắt và thiết bị chịu được chất rắn cấp liệu có thể làm mù máy làm bằng vải. Khi bùn đến mỏng, bộ phận cô đặc trước được đặt phía trước máy ép sẽ giữ cho lưu lượng ổn định và giảm thể tích mà máy ép phải xử lý.
Dù chọn máy ép nào thì bước dưỡng tóc trước nó đều xứng đáng được chăm sóc như nhau. Việc chuẩn bị polyme không nhất quán dù chỉ một vài phần trăm sẽ làm thay đổi độ khô của bánh, mức tiêu thụ polyme và tải trọng của máy sấy ở phía sau.
Thiết bị định lượng tích hợp Máy ép bùn trục vít Xem sản phẩm → Một thiết bị định lượng tích hợp dùng để chuẩn bị và đo polyme sẽ tự động loại bỏ phần lớn sự biến thiên đó và đây thường là thiết bị nâng cấp hiệu suất rẻ nhất hiện có trên dây chuyền khử nước hiện có.
Theo từng ngành: Áp lực đến từ đâu
- Dầu khí - Bùn dầu và đáy bể, thường được đưa đi xử lý nhiệt hoặc đồng xử lý.
- Khai thác mỏ - chất thải và bánh lọc, trong đó hàm lượng kim loại nặng quyết định vật liệu đó là sản phẩm phụ hay chất thải.
- Thực phẩm và đồ uống - hàm lượng hữu cơ cao và giá trị tỏa nhiệt tốt sau khi sấy khô, nhưng khối lượng lớn theo mùa.
- Dược phẩm và hóa chất tốt - chất thải thường được phân loại là nguy hiểm, với quá trình đồng xử lý bằng lò nung như thông thường.
- Hoàn thiện kim loại - khối lượng thấp nhưng hàm lượng kim loại cao, giúp việc thu hồi vật liệu trở nên thực tế sau khi sấy.
- Nước thải đô thị - khối lượng lớn nhất và các tuyến tái chế hoàn thiện nhất.
Ở hầu hết các khu công nghiệp, đường bùn là một dòng bên trong một bể chứa rộng hơn. xử lý nước thải công nghiệp hệ thống. Việc sàng lọc, loại bỏ sạn và làm đặc ở thượng nguồn quyết định chất lượng của mọi thứ đến máy ép, do đó, những cải tiến ở phía trước nhà máy thường thể hiện là độ khô bánh tốt hơn ở phía sau.
Nhu cầu năng lượng: Trường hợp sấy ở nhiệt độ thấp
Nếu mục tiêu là sản phẩm đã sẵn sàng cho lò nung thì việc sấy khô là không thể tránh khỏi và phương pháp sấy sẽ chiếm ưu thế trong chi phí vận hành.
Nhu cầu năng lượng chỉ định trên mỗi tấn nước bốc hơi (kWh)
Sấy ở nhiệt độ thấp chạy vòng bơm nhiệt với không khí xử lý thường ở nhiệt độ từ 40 đến 75 độ C, thu hồi phần lớn nhiệt ẩn từ nước bay hơi. Sấy nhiệt ở nhiệt độ cao nhanh hơn và cần ít diện tích sàn hơn, nhưng tiêu thụ năng lượng nhiều hơn gấp nhiều lần cho mỗi tấn nước được loại bỏ và tạo ra dòng khí thải lớn hơn, nóng hơn, đòi hỏi phải kiểm soát mùi và bụi.
Khi địa điểm đã dư thừa nhiệt cấp thấp - nước nóng từ động cơ khí sinh học, máy nén hoặc quá trình làm mát - máy sấy nhiệt thải sẽ giảm năng lượng sấy hơn nữa vì máy nén bơm nhiệt không còn là nguồn nhiệt chính nữa.
Máy sấy bùn loại đai nhiệt độ thấp Máy ép bùn trục vít Xem sản phẩm → Cho dù chọn máy sấy nào, nó phải có kích thước phù hợp với thời tiết ẩm ướt cao điểm hơn là mức trung bình hàng năm. Dây chuyền sấy không thể được đẩy vượt xa tốc độ bay hơi thiết kế của chúng mà không có nguy cơ mang theo nước ngưng, làm tắc nghẽn bộ trao đổi nhiệt và ngừng hoạt động ngoài kế hoạch trong đúng khoảng thời gian kho đã đầy.
Chuỗi tái chế, từng giai đoạn
Dây chuyền tái chế bùn công nghiệp điển hình
Mỗi giai đoạn tồn tại để bảo vệ giai đoạn tiếp theo. Hạt sạn lọt qua màn hình sẽ làm hỏng các cánh vít và cánh bơm. Bùn quá đặc sẽ trở nên quá khô để bơm và làm mờ máy ép. Bánh quá ướt sẽ làm máy sấy quá tải và tạo ra nước ngưng có hàm lượng chất hữu cơ cao. Khi một dây chuyền tái chế hoạt động kém, nguyên nhân thường là ở hai giai đoạn ngược dòng nơi ghi nhận khiếu nại.
Rủi ro đấu thầu cần giải quyết trước khi ký kết
- Một đảm bảo hiệu suất với các con số kèm theo. "Độ khô cao" không phải là thông số kỹ thuật. Yêu cầu chất rắn khô dạng bánh được đảm bảo ở nồng độ thức ăn đã nêu, liều lượng polymer đã nêu và công suất đã nêu.
- Thử nghiệm trên bùn thật. Các cuộc thử nghiệm trên băng ghế nên sử dụng vật liệu mới từ nhà máy thực tế và quá trình chạy thử kéo dài vài ngày sẽ cho thấy máy hoạt động như thế nào khi các quy trình thượng nguồn biến động.
- Khả năng tắt máy. Rất ít nhà máy công nghiệp chạy theo công suất thiết kế quanh năm. Xác nhận thông lượng ổn định tối thiểu và cách điều khiển máy bên dưới nó.
- Phụ cấp ăn mòn và hao mòn. Clorua, hydro sunfua và sạn làm giảm tuổi thọ của các thành phần thép tiêu chuẩn. Chỉ định vật liệu cho các bộ phận thực sự tiếp xúc với bùn.
- Phù hợp với công suất hạ lưu. Băng tải, phễu và máy sấy phải có kích thước phù hợp để đạt được sản lượng bánh cao nhất, bao gồm cả việc giảm mật độ nguyên liệu khô.
- Tiện ích và khoảng không. Dây chuyền sấy cần không gian thẳng đứng, công suất điện và đường thông gió mà các tòa nhà hiện tại thường không cung cấp.
- Xác nhận việc thực hiện bằng văn bản. Xác minh rằng nhà máy xi măng, nhà máy gạch hoặc cơ sở đốt rác chấp nhận vật liệu ở mức độ ẩm và chất gây ô nhiễm mà dây chuyền sẽ thực sự tạo ra.
- Đáp ứng phụ tùng và dịch vụ. Các bộ phận bị mòn trên máy ép hoặc máy sấy là vật tư tiêu hao. Đưa thời gian thực hiện và các cam kết phản hồi vào hợp đồng chứ không phải bằng lời hứa bằng lời nói.
Tái chế bùn công nghiệp thành công hay thất bại ở giai đoạn khử nước và sấy khô. Xác nhận thông số kỹ thuật bao tải, đo lượng bùn thực thay vì mẫu từ ngày sạch, xác định kích thước thiết bị ở điều kiện cao điểm và yêu cầu nhà cung cấp đảm bảo hiệu suất bằng con số. Sự lựa chọn polyme, loại máy sấy và cách bố trí băng tải đều tuân theo bốn quyết định đó.
Đang xem xét tài liệu tham khảo dự án xử lý bùn từ các ngành tương đương là một cách nhanh chóng để xem sự kết hợp thiết bị nào đã được chứng minh trên bùn tương tự như của bạn.
Câu hỏi thường gặp
Q1. Tái chế bùn công nghiệp là gì?
Nó có nghĩa là thu hồi giá trị vật chất hoặc năng lượng từ bùn thải công nghiệp thay vì gửi nó đến bãi chôn lấp - ví dụ như nhiên liệu lò nung, nguyên liệu gạch hoặc xi măng hoặc làm vật liệu ổn định để cải tạo đất.
Q2. Hàm lượng chất rắn khô cần thiết trước khi bùn có thể được tái chế là bao nhiêu?
Nó phụ thuộc vào lộ trình: khoảng 20-40% cho việc sử dụng đất, 30-60% cho việc thu hồi năng lượng và 60-90% cho lò nung xi măng hoặc các ứng dụng thu hồi vật liệu.
Q3. Bùn công nghiệp có thể được sử dụng làm nhiên liệu?
Có, một khi nó được khử nước và sấy khô. Bùn hữu cơ khô có giá trị nhiệt lượng có thể sử dụng được và thường được đồng xử lý trong lò nung xi măng, mặc dù trước tiên phải kiểm tra nồng độ clo và lưu huỳnh.
Q4. Sự khác biệt giữa khử nước bùn và sấy bùn là gì?
Khử nước removes free water mechanically and typically reaches 20-45% dry solids. Drying removes bound water thermally and can reach 60-90% dry solids.
Q5. Máy khử nước nào hoạt động tốt nhất cho bùn dầu?
Thiết kế máy ép trục vít và cô đặc trước thường hoạt động tốt hơn máy ép lọc đai đối với bùn có dầu, độ nhớt cao, vì chúng dựa vào lực nén hơn là thoát trọng lực qua vải.
Q6. Bùn công nghiệp khô có phải là chất thải nguy hại?
Sấy khô changes the moisture content, not the classification. Hazardous or non-hazardous status is set by the source process and by leaching tests, and it applies to the dried product as well.
