低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)在汽車行業(yè)污泥減量化中的應(yīng)用

收稿日期：2023-11-19

作者簡(jiǎn)介：鐘燕清（1988—），女，廣西貴港人，碩士，工程師。研究方向：汽車制造業(yè)環(huán)保管理。

摘要：中國(guó)汽車產(chǎn)銷連續(xù)14年穩(wěn)居全球第一，生產(chǎn)制造過(guò)程的污泥產(chǎn)生量占單臺(tái)汽車危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量的50%，實(shí)現(xiàn)污泥減量是達(dá)成汽車行業(yè)減排的核心環(huán)節(jié)。本文結(jié)合低溫?zé)岜酶苫?，設(shè)計(jì)低溫?zé)岜酶苫桨?，論證低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)在汽車行業(yè)污泥減量化中應(yīng)用的可行性。低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)操作簡(jiǎn)便、維護(hù)成本低，已經(jīng)得到企業(yè)的廣泛認(rèn)可，未來(lái)可進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用至漆渣干化等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：低溫?zé)岜茫桓苫?；污泥；減量；汽車行業(yè)

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）01-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.019

application of low-temperature heat pump drying technology in sludge reduction in the automotive industry

ZHONG Yanqing1， QIN Pengdan2

（1. Nanning Ningda New Energy Automobile Co.， Ltd.， Nanning 530000， China; 2. Dongfeng Liuzhou Automobile Co.， Ltd.， Liuzhou 545000， China）

Abstract： China’s automobile production and sales have consistently ranked first in the world for 14 consecutive years， the sludge generated during the production and manufacturing process accounts for 50% of the hazardous waste generated by a single vehicle， and realizing sludge reduction is the core link to achieving emission reduction in the automotive industry. Based on the principle of low-temperature heat pump drying， this paper designs a low-temperature heat pump drying scheme and demonstrates the feasibility of applying low-temperature heat pump drying technology in sludge reduction in the automotive industry. The low-temperature heat pump drying technology is easy to operate and has low maintenance costs， and has been widely recognized by enterprises， in the future， it can be further expanded and applied to fields such as paint residue drying.

Keywords： low temperature heat pump; drying; sludge; reduce quantity; automotive industry

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，中國(guó)汽車產(chǎn)量飛速增長(zhǎng)，2021年產(chǎn)量達(dá)到2 608.2萬(wàn)輛，占全球總量的32.5%，汽車生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污泥也日益增多。汽車涂裝涂料含大量有毒有害成分，尤其是磷化工藝中的重金屬鎳，因此一般汽車行業(yè)的污泥均作為危險(xiǎn)廢物處置。危險(xiǎn)廢物合規(guī)處理的價(jià)格因處置單位的處理工藝、地域等因素有差異，但普遍含運(yùn)輸價(jià)格在

2 000～6 500元/t，若處理不當(dāng)，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，還會(huì)占用大量的土地資源。降低污泥產(chǎn)生量對(duì)于降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本及社會(huì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)都具有重要的意義。

1 污泥減量化的方式

污泥減量化一般可以從源頭控制、過(guò)程控制、末端處理三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)。在汽車行業(yè)中，為保證汽車噴涂質(zhì)量，降低噴涂成本，原輔材料通常以最優(yōu)定額使用，源頭控制效果有限。除部分水洗水連續(xù)溢流排放外，涂裝廢水多為間歇集中排放，水量、水質(zhì)變化幅度大，過(guò)程控制效果不穩(wěn)定。降低污泥含水率是常用的污泥減量化方法。降低污泥含水率，直接有助于減少轉(zhuǎn)移、運(yùn)輸、貯存過(guò)程的滴漏等二次污染，間接減少填埋處置的占地面積、焚燒處置能源消耗等。

2 污泥含水率減低的方法

污泥機(jī)械脫水是應(yīng)用最為廣泛的脫水方法，理論上，所有污水處理系統(tǒng)都配有機(jī)械脫水設(shè)備[1]。一般汽車行業(yè)常用的污泥機(jī)械脫水設(shè)備為板框式脫水機(jī)和疊螺脫水機(jī)。板框脫水機(jī)的脫水率可以降至70%，但是成本高、效率低，占地面積大，且濾布易堵塞；疊螺機(jī)效率高，但脫水效果一般。因此，污泥干化是含水率降低的最好脫水方法。

3 污泥干化技術(shù)分類

污泥干化工藝可以分為自然干化和機(jī)械干化兩種[2]。自然干化是利用風(fēng)、光照等自然條件進(jìn)行干燥，簡(jiǎn)單易行，容易造成二次污染。機(jī)械干化則是利用專門設(shè)備對(duì)污泥進(jìn)行干燥，分為直接干化和間接干化。直接干化是利用煙氣等直接加熱污泥，間接干化則是通過(guò)熱交換器等間接加熱方式進(jìn)行干燥。目前，污泥干化的工程項(xiàng)目大多選擇環(huán)保性能高的間接加熱方式，間接加熱以低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)為主流。

4 低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)應(yīng)用

4.1 低溫?zé)岜酶苫?/p>

低溫?zé)岜酶苫抢幂^低的溫度和較慢的干燥速度對(duì)污泥進(jìn)行干化處理[3]，其工作原理是利用除濕熱泵對(duì)污泥進(jìn)行熱風(fēng)循環(huán)冷凝、除濕烘干。除濕熱泵作為干化機(jī)的核心動(dòng)力，結(jié)合除濕（去濕干燥）和熱泵（能量回收）兩種技術(shù)，運(yùn)用制冷系統(tǒng)來(lái)降低干燥室的濕空氣溫度并脫去濕氣，同時(shí)通過(guò)熱泵技術(shù)回收水分凝結(jié)過(guò)程中釋放的潛熱，免去額外的熱源需求，從而達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

4.2 低溫?zé)岜酶苫桨冈O(shè)計(jì)

污泥經(jīng)疊螺機(jī)初步脫水后，皮帶輸送至污泥料倉(cāng)稱重，刮板輸送機(jī)將其刮送至烘干機(jī)進(jìn)料口切條處理，然后進(jìn)入干化機(jī)輸送帶，經(jīng)烘干和除濕干化后，到達(dá)出料倉(cāng)，最后裝袋運(yùn)走。污泥干化機(jī)全封閉收集廢氣，通過(guò)噴淋+生物過(guò)濾除臭[4]裝置后排放。低溫?zé)岜梦勰喔苫鞒倘鐖D1所示。

4.2.1 污泥進(jìn)料及自動(dòng)稱重控制

當(dāng)污泥料倉(cāng)未滿時(shí)，疊螺機(jī)下的污泥經(jīng)皮帶輸送機(jī)送至污泥料倉(cāng)；當(dāng)污泥料倉(cāng)滿料時(shí)（內(nèi)置物位計(jì)檢測(cè)），停止輸送污泥；污泥料倉(cāng)進(jìn)行稱重并記錄數(shù)據(jù)，通過(guò)通信接口RS232傳輸至可編程邏輯控制器（PLC）；污泥料倉(cāng)落料口打開，通過(guò)刮板輸送機(jī)將污泥輸送至污泥干化機(jī)進(jìn)料口，同時(shí)啟動(dòng)干化機(jī)；當(dāng)污泥干化機(jī)進(jìn)料口滿料時(shí)（內(nèi)置物位計(jì)檢測(cè)），輸送停止，落料口關(guān)閉；污泥料倉(cāng)再次進(jìn)行稱重并記錄數(shù)據(jù)，傳輸至PLC；污泥輸送系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行，將污泥輸送至污泥料倉(cāng)。重復(fù)以上步驟，直至污泥全部干化

處理。

4.2.2 濕泥進(jìn)料傳輸采用刮板輸送機(jī)

使用敞開的溜槽作為物料的承載部件，將刮板固定在鏈條上，形成刮板鏈。這條鏈?zhǔn)菭恳Y(jié)構(gòu)，當(dāng)機(jī)頭傳動(dòng)部啟動(dòng)時(shí)，鏈輪將帶動(dòng)刮板鏈循環(huán)運(yùn)行，使物料沿著溜槽移動(dòng)至機(jī)頭卸載位置。刮板鏈在鏈輪上做無(wú)級(jí)閉合循環(huán)，完成物料的輸送。由于殼體封閉，污泥不會(huì)溢出或者滲漏。針對(duì)污泥的黏滯特性，刮板具有刮掃徹底、傳送效率高的特點(diǎn)，有效避免污泥滯留而產(chǎn)生侵蝕老化的問(wèn)題。

4.2.3 噴淋+生物過(guò)濾除臭系統(tǒng)

除臭系統(tǒng)由管道輸送、生物濾池、排放和控制系統(tǒng)組成，采用液體吸收與生物處理相結(jié)合的方式。臭氣首先進(jìn)入噴淋池底，經(jīng)過(guò)氣體分布器分布后與噴淋液在填料表面逆流接觸，進(jìn)行傳質(zhì)。噴淋液從池頂經(jīng)液體分布器噴淋沿填料表面流下。水洗噴淋去除臭氣中的粉塵、氨氣及少量硫化氫、甲硫醚等氣體。氨氣溶于水形成堿性溶液，循環(huán)噴淋可去除臭氣中的硫化氫，同時(shí)吸收少量有機(jī)臭氣污染物。加濕后，臭氣進(jìn)入特種微生物菌群生物濾池，經(jīng)過(guò)填料微生物的吸附、吸收和降解，大部分臭氣成分被去除。

4.3 應(yīng)用案例分析

我國(guó)某汽車廠污泥干化項(xiàng)目干化前污泥含水率為80%，干化后污泥含水率為30%，干化后的污泥減重率大于60%，連續(xù)22 d的指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)比如表1所示。干化前后污泥形態(tài)變化明顯，以當(dāng)?shù)匚勰嗵幹脙r(jià)格

2 500元/t計(jì)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益分析如表2所示。

低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn)，采用熱泵回收技術(shù)，1 kW·h電能可除水分約

3.7 kg。干化過(guò)程在75 ℃溫度以下進(jìn)行，確保污泥中有機(jī)成分無(wú)化學(xué)變化。系統(tǒng)控制氧氣含量在12%以下，粉塵濃度低于60 g/m3，顆粒溫度在70 ℃以下，實(shí)現(xiàn)污泥靜態(tài)攤放，避免機(jī)械靜電摩擦。烘干后污泥呈顆粒狀，且配備過(guò)濾粉塵裝置。出料溫度低于50 ℃，可直接儲(chǔ)存。

5 結(jié)論

在汽車行業(yè)，越來(lái)越多的企業(yè)將低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)應(yīng)用于污泥處理，效果顯著。首先，污泥的減量化效果明顯，處理后的污泥體積和質(zhì)量大大減少，降低后續(xù)處理和處置的難度；其次，該技術(shù)的節(jié)能效果顯著，為企業(yè)節(jié)省能源成本。此外，低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)的操作簡(jiǎn)便、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)也得到企業(yè)的認(rèn)可。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和完善，低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)有望擴(kuò)展到更廣泛的應(yīng)用，如漆渣干化等。

參考文獻(xiàn)

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