制藥行業藥渣污泥干化工藝研究

劉春慧，周 光

（北京機電院高技術股份有限公司，北京 100027）

制藥行業藥渣污泥干化工藝研究

劉春慧，周 光

（北京機電院高技術股份有限公司，北京 100027）

通過對南陽市危廢處置中心藥渣污泥干化系統的研究，設計了一套有效的干化系統，使藥渣污泥的含水率從75%～80%干化至含水率20%，為藥渣污泥進一步減量化、無害化和資源化處理提供更多的可能。系統配套有效的尾氣處理系統，使該項目廢氣排放指標達到《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078-96）以及《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）中的相關要求。

藥渣污泥;干化系統;尾氣處理

隨著我國工業快速發展，特別是鄉鎮企業規模的不斷擴大，工業污泥也在不斷產生且量大面廣，其中制藥行業產生的污泥量也在逐年增加。制藥工藝污泥以及制藥廢水處理過程中產生的特種污泥中的有害成分復雜多樣，并含有病原體，具有惡臭及腐蝕性，對環境和生物的危害性大，因而被列入《國家危險廢物名錄》，屬于HW02醫療廢物類別。

干化是污泥深度脫水的一種形式，其應用的能量（推動力）主要是熱能，即用熱能將污泥中的水汽化[1]。干化后的污泥呈顆粒或粉末狀，體積僅為原來的1/5～1/4，而且由于其含水率較低，微生物活性受到限制，避免了產品因微生物作用而發霉發臭，因而利于儲藏和運輸。

該項目主要利用干化工藝使制藥行業廢藥渣污泥穩定化和減量化，為制藥行業廢藥渣污泥的無害化和資源化提供良好的預處理。

1 行業背景

1.1 處理市場現狀

污泥所含的污染物一般均有較高的熱值，但是由于存在大量水分，使得這部分熱值無法得到利用。如果焚燒高含水率的污泥，不但得不到熱值，還需要大量補充燃料才能完全燃燒。如果將污泥的含水率降到一定程度，燃燒是可能的，而且燃燒所得到的熱量還可以滿足部分甚至全部污泥進行干化的需要。

同樣道理，污泥無論用于制造建材還是回收利用，減少含水率都是關鍵。因此，污泥干化是污泥資源化利用的第一步。

制藥行業廢藥渣污泥的含水率一般在60%～85%，直接進行固化處理或者焚燒等資源化利用，會造成很大的浪費。選用干化技術，將制藥行業廢藥渣污泥的含水率從80%降低20%以下，其減量比例為75%，在無害化的同時也實現了減量化。

污泥干化是污水處理的延伸，全球的水環境治理目前仍處于起步階段，因此其前景非常廣闊，所有相關的新技術、新工藝都將有廣闊的發展空間。高效低能耗的污泥干化處理設備的研究，是工業污泥最終資源化處理的基礎。

1.2 處理技術現狀

制藥行業廢藥渣污泥屬于工業污泥范疇。工業污泥原來的處理方式為填海或堆放。但根據國際社會達成的《倫敦協議》和《奧斯陸協議》，具有明顯毒性的物質被禁止排放填海。工業污泥的堆放處置對場地的建造技術要求比較高，由于選址不當和建造標準不高，使很多污泥堆放場出現了滲漏現象，嚴重污染了周圍地區的環境，而且堆放需要占用大量的土地。

目前，國內外對有毒有害的工業污泥的無害化處理方法，主要是進行固化/穩定化處理，然后再考慮綜合利用[2]。所謂固化/穩定化處理是利用物理-化學方法將優化廢物摻和并包容在密實的惰性基材中，使其穩定化的過程。

在我國，受各地區生活水平、工業層次等因素的影響，污泥成分和燃燒特性差別較大。市政污泥處理還處于起步階段。工業污泥，特別是制藥行業的廢藥渣污泥的處理，比市政污泥的處理研究起步更晚一些。

脫水污泥通過處理使其變成便于處置的有價值產品，才能提供更廣泛的應用，污泥干化技術經常應用于污泥處理工藝。通過長期的實踐證明，目前市場上的污泥直接加料式流化床干燥技術是安全可靠的污泥干燥系統。

2 應用案例

2.1 項目概況及排放指標

南陽項目為南陽市各制藥廠的廢藥渣污泥處理，建設規模為60t/d廢藥渣污泥干化系統一套，將廢藥渣污泥從含水率75%～80%干化至含水率20%。廢氣排放指標達到《工業爐窯大氣污染物排放標準》（GB9078-96）以及《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）中相關要求。

該項目物料的特性見下表。

廢藥渣污泥特性參考值表

2.2 項目設計方案

該項目的處理工藝主要借鑒市政污泥的干化處理工藝[3]，但由于制藥行業廢藥渣污泥與市政污泥存在很大差別，為項目的設計帶來技術難點，主要有：

（1）制藥行業廢藥渣污泥的含水率一般在60%～85%。而低含水率的廢藥渣污泥又不具有良好的流動性，在輸送環節上要難于市政污泥。

（2）制藥行業廢藥渣污泥成分復雜多變，黏度大，與水分子的結合能力強。且含有更多的腐蝕成分，并含有顆粒物，對于干燥系統設備的傳熱高效性、耐腐蝕性、抗磨性要求高于市政污泥。

（3）制藥行業廢藥渣污泥中含有更多的生物成分，小分子量易于揮發的有機物含量高，惡臭成分復雜，氯、硫元素含量也很高，使得干化尾氣中腐蝕性、惡臭氣體含量比市政污泥高，需要有效的尾氣處理系統以減少尾氣污染。

該項目的干化系統設計采用柱塞泵進料+槳葉式干燥機干化+旋風除塵+尾氣冷凝+濕式洗滌+除臭的處理工藝。系統主要工藝流程如下圖所示。

主要工藝流程圖

廢藥渣污泥進場后，卸入混凝土儲倉，由儲倉底部的推料機構向正壓給料機推料，通過正壓給料機連續均勻地向污泥輸送泵給料，由污泥輸送泵將廢藥渣污泥送至槳葉式干燥機內。

廢藥渣污泥在干燥機內被蒸氣加熱，水分不斷蒸發而干燥，藥渣含水率降至20%后，通過干燥機尾部的出料閥排入出料螺旋輸送機。干化后的藥渣污泥進入下一步處理工藝。

干燥過程中產生的水蒸氣經除塵器去除其所攜帶的物料粉塵后，進入冷凝器。冷凝器使用循環水冷凝。水蒸氣冷凝液進入污水站處理。

水蒸氣進口溫度105℃，不凝氣體出口溫度降至80℃；水蒸氣冷凝液進入廠區污水處理廠處理后達標排放。

冷凝后的廢氣進入洗滌塔除臭。洗滌水用堿水，洗滌塔下設水槽，洗滌水循環使用。設pH計在線監測及自動調節洗滌水pH值在7～8。

洗滌處理后的氣體經除臭后排放或進入焚燒爐。

2.3 設計技術解決方案

（1）將柱塞泵輸送系統應用于制藥行業廢藥渣污泥輸送。儲倉內的廢藥渣污泥由推料機構向正壓給料機推料，通過正壓給料機不斷均勻地向污泥輸送泵給料，由污泥輸送柱塞泵將廢藥渣污泥送至槳葉式干燥機；柱塞泵可以計量和控制廢藥渣污泥的處理量。

（2）使用耐腐耐磨四軸臥式槳葉干燥機處理廢藥渣污泥。槳葉干燥機是一種在設備內部設置攪拌槳，使濕菌體在槳葉的攪動下，與熱載體以及熱表面充分接觸，從而達到干燥目的的低速攪拌干燥器。結構形式為臥式四軸。槳葉式干燥機采用傳導式，熱載體并不與被干燥的物料直接接觸，而是熱表面與物料相互接觸，優點是物料不易被污染、排氣量小、熱效率高、體積相對小，有利于節約能源及防止空氣污染；四軸的結構使得單臺槳葉干燥機的干燥面積達到165平方米。

（3）干燥過程中產生的水蒸氣經除塵器去除其所攜帶的物料粉塵后，進入冷凝器，用循環水冷凝。不凝氣體經洗滌除霧塔脫除酸性氣體后，進入除臭裝置。尾氣處理系統設備和管路均采用耐酸腐蝕的材質。

3 結論

污泥處理處置的目標主要有：1）穩定化，通過處理使污泥停止降解，達到物化及生化性質穩定，避免二次污染；2）無害化，殺滅寄生蟲卵和病原微生物；3）減量化，減少污泥最終處置的體積和質量，降低污泥處理處置費用；4）資源化和綜合利用，在處理污泥的同時達到化害為利、循環利用、保護環境的目的、資源化和綜合利用是以穩定化、無害化和減量化為前提的，有效的預處理，為資源化和綜合利用創造了更多的可能性。

本文對廢藥渣污泥的預處理進行了研究，以實際工程項目為例，介紹了廢藥渣污泥干化系統的各部分組成及工藝。通過借鑒市政污泥干化處理技術，并且針對廢藥渣污泥與市政污泥特性不同，提出三個技術解決方案，較好解決了廢藥渣污泥預處理的輸送、干化和尾氣處理環節存在的技術難點。

廢藥渣污泥預處理系統現有的工藝水平，仍然存在不完善和需要改進的地方。如物料處理的程度、進料的復雜性導致尾氣處理的效率不高、系統設備的自動化程度和監測水平和工藝優化配置等方面尚有不足。本文優化了項目的設計，但在該項目的實際運行階段，還要不斷驗證這些優化設計的結果，繼續改進。

[1]李鴻江，顧瑩瑩，趙由才.污泥資源化利用技術[M].北京：冶金工業出版社，2010.

[2]張辰. 污泥處理處置技術研究進展[M].北京：化學工業出版社，2005.

[3]許鵬彥. 污泥干化焚燒技術研究[J].設計技術，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