移动式除尘除臭设备在污泥干化系统的应用

张红要，江川国，李碧清，张旭恒，叶冠生

（广州市净水有限公司，广东广州 510655）

0 引言

随着我国城镇化发展战略的推进，各城镇地区的规模不断扩大，污水产生量也逐年增加。作为污水处理过程的副产物，污泥的产生量近年也出现了显著增长。污泥的减量化、无害化、资源化将成为污水处理的重要组成部分，但高含水率的污泥非常不便于贮存、装卸和运输。因此，部分地区的污水厂都配套增设污泥干化系统，使污泥含水率降至30%～40%，减少污泥的总体积，从而便于将污泥运送至处置设施。与此同时，作业人员接触的职业危害也有所增加，其中包括粉尘和臭气（硫化氢、氨）等关键因素。这些因素主要分布在污泥脱水、污泥干化、污泥入仓和污泥装车等作业过程中。

在污泥干化装备的设计中，污泥脱水、干化、贮存等过程的主要设备和其他配套系统都可安装在密闭厂房中或采用模块化拼接，以保证整体过程无污染物逸散。但为了方便运输车辆的进出，污泥干粉的装车过程往往难以保证在完全封闭的空间中实施。在干化污泥从高处落入装载箱体时，装料口处容易扬起粉尘，臭气也会从缝隙中逸出。因此该过程也容易成为防止二次污染以及造成员工职业健康危害。

研发移动式除尘除臭设备通过收集、处理污泥干粉装车过程中的逸散的废气和扬起的粉尘，在不影响车辆装载、行驶的前提下防止污染物外逸，对防止二次污染以及保护作业人员身体健康有重要意义。

1 设备结构组成及功能分析

1.1 负压抽风系统

负压抽风系统包括可伸缩风管、风管联接头、集气罩、负压抽风机。

可伸缩风管可通过风管连接头接至运输车的箱体，利用负压抽风机抽吸箱体内的废气，保证箱体内部处于负压状态，防止粉尘和臭气逸散。在设备待机时，风管可收缩并收纳于设备箱体上，减少设备占用的空间；在设备工作时，可通过操作电控面板控制风管抬起、伸长，并连接至污泥干粉运输车的抽风口上。

集气罩主要用于引导空气流向，并对吸入空气有缓流作用，避免空气流速过快而引起振动噪声。负压抽风机安装于设备尾端，通过叶轮转动产生负压，进而从前端抽取空气。

1.2 旋涡喷淋器

含除臭剂的循环水经加压泵、喷嘴从旋涡喷淋器向下喷出，形成伞状水帘；废气经螺旋进气道、螺旋桨形成旋涡气流，自下而上与伞状水帘碰撞。水、气两相在此充分接触，废气中的粉尘被循环水粘附带走，臭味成分也被含有除臭剂的水吸收除去。

喷淋是常用的除尘除臭工艺，其主要形式是把水或药液通过喷嘴喷成雾状，当含污染物的烟气通过雾状空间时，尘粒与液滴之间发生碰撞、拦截、凝聚等作用，尘粒随液滴降落。同时，细小的液滴与烟气有较大的接触面积，烟气中的气态污染物也会与液滴中的药剂充分接触反应从而得以去除。喷淋法在工业中常用于处理同时含有固态、气态污染物的烟气。

干化污泥在装载的过程中，逸散出的废气既含有大量干泥粉尘，也含有大量导致臭味的气态污染物。喷淋法非常适宜处理该类型的废气。本设备应用于污水处理厂的污泥干化车间中，喷淋用水可采用厂区生产的再生水，排出的废水可就近进入污水处理系统。因此本设备适于在污水处理厂中使用。

1.3 除雾器

空气在经过旋涡喷淋器时，大部分尘粒会与液滴一起落下，但也因此携带了微小的液体雾滴，进入后续工艺。雾滴粒径一般为10～60 μm，不仅含有水分，还溶有空气中的硫化氢、氨等臭味污染物，易造成后方的负压抽风机、烟道的玷污、结垢、堵塞和腐蚀。因此，需要在旋涡喷淋器后设置除雾器，保证空气夹带的雾滴能被充分补集。

除雾器由板片、支承结构组成。含有雾化水滴的气体流经除雾器时，气体通过弯曲折返的通道并与波形板碰撞，雾化水滴由于离心力和惯性撞击作用被聚集在板片表面从而被截留下来。被截留的雾滴聚集增大到其自身的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，雾滴就从波形板表面上汇集成水流流下，实现了气液分离。

1.4 有机分子筛

有机分子筛具有许多孔径均匀的孔道和孔穴，将废气中的臭味成分吸附至孔道中，截留污染物分子，达到净化的目的。

分子筛要求选用吸附能力强、选择性强、耐腐蚀的材料，常采用有机高分子材料或天然沸石。由于吸附不发生化学变化，只要设法将浓聚在表面的分子赶跑，分子筛就又具有吸附能力，这一过程是吸附的逆过程，称为解析或再生。

1.5 循环水系统

循环水系统包括循环水泵、冲洗泵、储水箱、泥砂过滤器、加药泵和除臭剂箱等。旋涡喷淋器使用的循环水储存在储水箱中，循环水泵将循环水泵送至旋涡喷淋器，喷淋后的废水由泥砂过滤器滤出杂质后再进入储水箱循环利用。储水箱设有补水口和排水口，可按需补水或排空。

泥砂过滤器长时间运行后会有泥砂堆积造成堵塞，因此配置冲洗泵定期进行冲洗，冲洗出水可通过排水口排放。

除臭剂主要采用植物型除臭剂，对人体和动物是无害、无毒的，使用安全。除臭剂可通过加药泵直接泵入储水箱中，与循环水混合，随着循环水进入旋涡喷淋器被喷出与臭气接触从而产生作用。

1.6 电控系统

电控系统主要为可编程控制器，串联起所有功能模块完成自动控制。同时设备设有手动模式，方便单机试运行及检修维护。

1.7 移动底盘

全套设备安装于移动底盘上，可人工操控移动。移动底盘采用电机驱动，可充电运行。

移动底盘使除尘除臭设备具备了极佳的机动能力和险情应对能力。正常工作时，设备可根据污泥干粉运输车的行动情况随时跟随，在不影响运输车工作的前提下能最大程度地保证除尘除臭效果。在发生意外情况时，操作人员可以操作移动底盘将设备运至需要位置，作为应急设备使用。例如化学品储存车间发生泄漏，大量有毒有害物质飘散在空气中，此时除尘除臭设备可快速移动至该车间，启动设备快速过滤去除空气中的粉尘和有害物质，在短时间内最大限度减少污染物的扩散，有效保护周边环境以及人员的安全。

2 设备工作流程

启动移动式除尘除臭设备的移动底盘，将设备移动至干泥装载车后，将风管接至车辆箱体，开启电源即可开始运行（图1）。

图1 设备工作原理

干化污泥运输车箱体内的废气经可伸缩风管被抽吸进入移动式除尘除臭设备中。废气先后经过两级旋涡喷淋器，与含除臭剂的循环水充分接触，粉尘被水滴粘附，随循环水流入储水箱，废气中的臭味成分也被水中的除臭剂吸收除去。

去除了大部分粉尘及臭味成分的废气被雾化水滴裹挟进入除雾器，雾化水滴及少量细颗粒粉尘在此被截留，粉尘被深度去除。接下来废气进入分子筛，剩余的微量臭味成分被吸附截留。

最终去除了粉尘及臭味成分，并且带有一定湿度的洁净空气达标排放至装载车间对车间有一定的加湿、降温作用，有利于改善工作环境。

3 维护保养

（1）可伸缩风管和风管联接头是与废气接触的最前端，常有粉尘粘附堆积，导致进气风量下降，甚至堵塞。每次使用过后，视灰尘的堆积程度，用压缩空气对风管及联接头等易积尘部位进行吹扫，保证气流通畅。

（2）循环水经多次循环使用后会溶有过量污染物，若继续使用处理效果会越来越差，因此设备运行后需定期检查水箱，当循环水的浊度超过1000 mg/L 时应及时排空更换循环水。

（3）除雾器主要利用碰撞截留作用去除雾化液滴，设备长时间运行后会有液滴或湿润粉尘粘附堆积在除雾器板片上。累计运行约400 h 后，需将除雾器拆下，用高压水枪进行清洗。

（4）有机分子筛利用吸附作用截留臭味污染物，设备长时间运行后分子筛达到最大吸附量，此时分子筛无法再吸附更多污染物。累计运行约800 h 后，需拆下分子筛填料层，用高温蒸汽对填料进行脱附。脱附后的分子筛重新具备了吸附功能，可继续吸附污染物。

4 应用效果

移动式除尘除臭设备可有效处理粉尘以及臭气，最大限度减少污染物外逸。废气经过处理可达到GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》及GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的要求。

设备实际应用时，装泥车间内主要空气质量监测指标见表1。

表1 设备启用前后监测指标对比 μg/m3

移动式除尘除臭设备后可明显降低干泥装载车间内空气中颗粒物的浓度，对车间空气质量改善明显。

5 结语

针对干化污泥装载过程粉尘扬起和臭气逸散的问题，移动式除尘除臭设备可达到良好的处理效果。并且该设备操作简单、可随意移动调度、体积小不需占用大块空间，具有一定的推广应用价值。