制药行业药渣污泥干化工艺研究

刘春慧，周 光

（北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027）

制药行业药渣污泥干化工艺研究

刘春慧，周 光

（北京机电院高技术股份有限公司，北京 100027）

通过对南阳市危废处置中心药渣污泥干化系统的研究，设计了一套有效的干化系统，使药渣污泥的含水率从75%～80%干化至含水率20%，为药渣污泥进一步减量化、无害化和资源化处理提供更多的可能。系统配套有效的尾气处理系统，使该项目废气排放指标达到《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-96）以及《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的相关要求。

药渣污泥;干化系统;尾气处理

随着我国工业快速发展，特别是乡镇企业规模的不断扩大，工业污泥也在不断产生且量大面广，其中制药行业产生的污泥量也在逐年增加。制药工艺污泥以及制药废水处理过程中产生的特种污泥中的有害成分复杂多样，并含有病原体，具有恶臭及腐蚀性，对环境和生物的危害性大，因而被列入《国家危险废物名录》，属于HW02医疗废物类别。

干化是污泥深度脱水的一种形式，其应用的能量（推动力）主要是热能，即用热能将污泥中的水汽化[1]。干化后的污泥呈颗粒或粉末状，体积仅为原来的1/5～1/4，而且由于其含水率较低，微生物活性受到限制，避免了产品因微生物作用而发霉发臭，因而利于储藏和运输。

该项目主要利用干化工艺使制药行业废药渣污泥稳定化和减量化，为制药行业废药渣污泥的无害化和资源化提供良好的预处理。

1 行业背景

1.1 处理市场现状

污泥所含的污染物一般均有较高的热值，但是由于存在大量水分，使得这部分热值无法得到利用。如果焚烧高含水率的污泥，不但得不到热值，还需要大量补充燃料才能完全燃烧。如果将污泥的含水率降到一定程度，燃烧是可能的，而且燃烧所得到的热量还可以满足部分甚至全部污泥进行干化的需要。

同样道理，污泥无论用于制造建材还是回收利用，减少含水率都是关键。因此，污泥干化是污泥资源化利用的第一步。

制药行业废药渣污泥的含水率一般在60%～85%，直接进行固化处理或者焚烧等资源化利用，会造成很大的浪费。选用干化技术，将制药行业废药渣污泥的含水率从80%降低20%以下，其减量比例为75%，在无害化的同时也实现了减量化。

污泥干化是污水处理的延伸，全球的水环境治理目前仍处于起步阶段，因此其前景非常广阔，所有相关的新技术、新工艺都将有广阔的发展空间。高效低能耗的污泥干化处理设备的研究，是工业污泥最终资源化处理的基础。

1.2 处理技术现状

制药行业废药渣污泥属于工业污泥范畴。工业污泥原来的处理方式为填海或堆放。但根据国际社会达成的《伦敦协议》和《奥斯陆协议》，具有明显毒性的物质被禁止排放填海。工业污泥的堆放处置对场地的建造技术要求比较高，由于选址不当和建造标准不高，使很多污泥堆放场出现了渗漏现象，严重污染了周围地区的环境，而且堆放需要占用大量的土地。

目前，国内外对有毒有害的工业污泥的无害化处理方法，主要是进行固化/稳定化处理，然后再考虑综合利用[2]。所谓固化/稳定化处理是利用物理-化学方法将优化废物掺和并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的过程。

在我国，受各地区生活水平、工业层次等因素的影响，污泥成分和燃烧特性差别较大。市政污泥处理还处于起步阶段。工业污泥，特别是制药行业的废药渣污泥的处理，比市政污泥的处理研究起步更晚一些。

脱水污泥通过处理使其变成便于处置的有价值产品，才能提供更广泛的应用，污泥干化技术经常应用于污泥处理工艺。通过长期的实践证明，目前市场上的污泥直接加料式流化床干燥技术是安全可靠的污泥干燥系统。

2 应用案例

2.1 项目概况及排放指标

南阳项目为南阳市各制药厂的废药渣污泥处理，建设规模为60t/d废药渣污泥干化系统一套，将废药渣污泥从含水率75%～80%干化至含水率20%。废气排放指标达到《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-96）以及《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中相关要求。

该项目物料的特性见下表。

废药渣污泥特性参考值表

2.2 项目设计方案

该项目的处理工艺主要借鉴市政污泥的干化处理工艺[3]，但由于制药行业废药渣污泥与市政污泥存在很大差别，为项目的设计带来技术难点，主要有：

（1）制药行业废药渣污泥的含水率一般在60%～85%。而低含水率的废药渣污泥又不具有良好的流动性，在输送环节上要难于市政污泥。

（2）制药行业废药渣污泥成分复杂多变，黏度大，与水分子的结合能力强。且含有更多的腐蚀成分，并含有颗粒物，对于干燥系统设备的传热高效性、耐腐蚀性、抗磨性要求高于市政污泥。

（3）制药行业废药渣污泥中含有更多的生物成分，小分子量易于挥发的有机物含量高，恶臭成分复杂，氯、硫元素含量也很高，使得干化尾气中腐蚀性、恶臭气体含量比市政污泥高，需要有效的尾气处理系统以减少尾气污染。

该项目的干化系统设计采用柱塞泵进料+桨叶式干燥机干化+旋风除尘+尾气冷凝+湿式洗涤+除臭的处理工艺。系统主要工艺流程如下图所示。

主要工艺流程图

废药渣污泥进场后，卸入混凝土储仓，由储仓底部的推料机构向正压给料机推料，通过正压给料机连续均匀地向污泥输送泵给料，由污泥输送泵将废药渣污泥送至桨叶式干燥机内。

废药渣污泥在干燥机内被蒸气加热，水分不断蒸发而干燥，药渣含水率降至20%后，通过干燥机尾部的出料阀排入出料螺旋输送机。干化后的药渣污泥进入下一步处理工艺。

干燥过程中产生的水蒸气经除尘器去除其所携带的物料粉尘后，进入冷凝器。冷凝器使用循环水冷凝。水蒸气冷凝液进入污水站处理。

水蒸气进口温度105℃，不凝气体出口温度降至80℃；水蒸气冷凝液进入厂区污水处理厂处理后达标排放。

冷凝后的废气进入洗涤塔除臭。洗涤水用碱水，洗涤塔下设水槽，洗涤水循环使用。设pH计在线监测及自动调节洗涤水pH值在7～8。

洗涤处理后的气体经除臭后排放或进入焚烧炉。

2.3 设计技术解决方案

（1）将柱塞泵输送系统应用于制药行业废药渣污泥输送。储仓内的废药渣污泥由推料机构向正压给料机推料，通过正压给料机不断均匀地向污泥输送泵给料，由污泥输送柱塞泵将废药渣污泥送至桨叶式干燥机；柱塞泵可以计量和控制废药渣污泥的处理量。

（2）使用耐腐耐磨四轴卧式桨叶干燥机处理废药渣污泥。桨叶干燥机是一种在设备内部设置搅拌桨，使湿菌体在桨叶的搅动下，与热载体以及热表面充分接触，从而达到干燥目的的低速搅拌干燥器。结构形式为卧式四轴。桨叶式干燥机采用传导式，热载体并不与被干燥的物料直接接触，而是热表面与物料相互接触，优点是物料不易被污染、排气量小、热效率高、体积相对小，有利于节约能源及防止空气污染；四轴的结构使得单台桨叶干燥机的干燥面积达到165平方米。

（3）干燥过程中产生的水蒸气经除尘器去除其所携带的物料粉尘后，进入冷凝器，用循环水冷凝。不凝气体经洗涤除雾塔脱除酸性气体后，进入除臭装置。尾气处理系统设备和管路均采用耐酸腐蚀的材质。

3 结论

污泥处理处置的目标主要有：1）稳定化，通过处理使污泥停止降解，达到物化及生化性质稳定，避免二次污染；2）无害化，杀灭寄生虫卵和病原微生物；3）减量化，减少污泥最终处置的体积和质量，降低污泥处理处置费用；4）资源化和综合利用，在处理污泥的同时达到化害为利、循环利用、保护环境的目的、资源化和综合利用是以稳定化、无害化和减量化为前提的，有效的预处理，为资源化和综合利用创造了更多的可能性。

本文对废药渣污泥的预处理进行了研究，以实际工程项目为例，介绍了废药渣污泥干化系统的各部分组成及工艺。通过借鉴市政污泥干化处理技术，并且针对废药渣污泥与市政污泥特性不同，提出三个技术解决方案，较好解决了废药渣污泥预处理的输送、干化和尾气处理环节存在的技术难点。

废药渣污泥预处理系统现有的工艺水平，仍然存在不完善和需要改进的地方。如物料处理的程度、进料的复杂性导致尾气处理的效率不高、系统设备的自动化程度和监测水平和工艺优化配置等方面尚有不足。本文优化了项目的设计，但在该项目的实际运行阶段，还要不断验证这些优化设计的结果，继续改进。

[1]李鸿江，顾莹莹，赵由才.污泥资源化利用技术[M].北京：冶金工业出版社，2010.

[2]张辰. 污泥处理处置技术研究进展[M].北京：化学工业出版社，2005.

[3]许鹏彦. 污泥干化焚烧技术研究[J].设计技术，2010，3 ： 12-14.

Technology Research on Sewage Dry of Drug Residue in Pharmacy Industry

LIU Chun-hui, ZHOU Guang
(Beijing Machinery & Electricity Institute Co., Ltd, Beijing 100027, China)

Based on the research on the sewage dry system of drug residue in Nanyang hazardous waste disposal center,the paper designs a suit of dry system to reduce the containing water rate of drug residue sewage to 20% from 75%～80% and to provide possibility for minimization, harmless and resource treatment of drug residue sewage. The system is qualified for an effective tail gas treatment system so that the exhaust emission standard for the project meets the requirement of 〈 the Emission Standard of Air pollutants in Industrial Furnace〉 (GB9078-96), and 〈the Emission Standard of Stench Pollutants〉 (GB14554-93).

drug residue sludge; drying system; exhaust gas treatment

X701

A

1006-5377（2012）05-0052-03