申请日2017.05.27
公开(公告)日2017.08.04
IPC分类号C02F11/10; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种多级高效闪蒸污泥脱水处理系统及方法，解决了污泥热解多级闪蒸二次蒸汽的利用问题，包括预处理单元、蒸煮单元、多级闪蒸单元和脱水返混单元，所述预处理单元包括通过转子泵对污泥进行拌和的拌和机，蒸煮单元包括与污泥拌和机连接的加热器、与加热器连接的蒸煮器，所述多级闪蒸单元包括闪蒸器、将闪蒸器中的蒸汽输送至加热器的热能回收装置，所述脱水返混单元包括通过回用水泵将脱出水输送至污泥拌和机的螺旋脱水机，所述螺旋脱水机与二级闪蒸器连接，依次经过污泥拌和、加热处理、连续闪蒸和脱水分离。本发明采用上述结构和方法，对闪蒸二次蒸汽进行回收，提高污泥处理过程中的热能利用率，以及污泥处理设备的可靠性。
权利要求书
1.种多级高效闪蒸污泥脱水处理系统，其特征在于包括预处理单元、蒸煮单元、多级闪蒸单元和脱水返混单元，所述预处理单元包括通过转子泵对污泥进行拌和的污泥拌和机，所述蒸煮单元包括与污泥拌和机连接的加热器、与加热器连接的蒸煮器，所述多级闪蒸单元包括闪蒸器、与闪蒸器连接并将闪蒸器中的蒸汽输送至加热器的热能回收装置，所述闪蒸器包括与蒸煮器连接的一级闪蒸器、与一级闪蒸器连接的二级闪蒸器，所述脱水返混单元包括通过回用水泵将脱出水输送至污泥拌和机的螺旋脱水机，所述螺旋脱水机与二级闪蒸器连接。
2.根据权利要求1所述的一种多级高效闪蒸污水处理系统，其特征在于所述预处理单元包括与污泥拌和机连接的污泥粉碎机、与污泥粉碎机连接的拌和污泥斗，所述拌和污泥斗通过转子泵与加热器连接。
3.根据权利要求1所述的一种多级高效闪蒸污水处理系统，其特征在于所述热能回收装置包括与一级闪蒸器连接并将一级闪蒸器中的蒸汽输送至加热器的蒸汽式热能回收装置、与二级闪蒸器连接并通过热泵将二级闪蒸器中的蒸汽输送至加热器的机械式热能回收装置。
4.根据权利要求1所述的一种多级高效闪蒸污水处理系统，其特征在于包括锅炉，所述锅炉与加热器连接。
5.根据权利要求1所述的一种多级高效闪蒸污水处理系统，其特征在于包括用于对螺旋脱水机脱水后的污泥和污水进行处理的污泥脱水后处理单元。
6.根据权利要求5所述的一种多级高效闪蒸污水处理系统，其特征在于所述污泥脱水后处理单元包括与螺旋脱水机连接的排污水设备、对脱水污泥进行存储的污泥存储池。
7.根据权利要求6所述的一种多级高效闪蒸污水处理系统，其特征在于所述污泥存储池为强制通风型污泥料仓。
8.根据权利要求1所述的一种多级高效闪蒸污水处理系统，其特征在于包括与整个装置配套使用的计算机自动控制系统。
9.一种多级高效闪蒸污水处理方法，其特征在于包括如下步骤：
a、污泥拌和：新鲜污泥经过螺旋输送机进入污泥拌和机，新鲜污泥在污泥拌和机中与高温脱出水搅拌混合，成为热污泥浆，热污泥浆经过污泥粉碎机进行进一步拌和后进入拌和污泥斗;
b、加热处理：拌和污泥斗中的污泥通过转子泵加压进入加热器，锅炉将蒸汽提供给加热器，加热器将污泥加热至设定的污泥热解处理温度，达到处理温度的污泥进入蒸煮器中;
c、蒸煮热解：蒸煮器在设定的温度下对污泥进行热解即第一次脱水处理，处理时间设定为60-90分钟;
d、连续闪蒸：热解后的污泥进入一级闪蒸器进行第二次脱水处理，再进入二级闪蒸器进行第三次脱水处理，同时，热能回收装置在热泵的作用下将闪蒸过程中产生的二次蒸汽回收至加热器中，回收的蒸汽与锅炉提供的蒸汽一并为加热器提供热能;
e、脱水分离：污泥经过两级闪蒸器闪蒸和热能回收装置进行蒸汽回收后，被送至脱水机进行第四次脱水处理，脱水机将污泥固液分离，分离液取60-62.5%经水泵回用于污泥拌和，剩余液送至污水处理厂进行处理，将脱干污泥输送至污泥存储池进行通风存放。
说明书
一种多级高效闪蒸污泥脱水处理系统及方法
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种多级高效闪蒸污泥脱水处理系统及方法。
背景技术
20世纪80年代以前，污泥脱水主要采用自然干化。随着城市化的发展，污泥产量剧增，开始重视污泥的脱水处理，机械脱水逐渐代替自然干化成为主要的污泥脱水方式。近年来，我国的污水处理厂设置了较为完善的污泥脱水设施，摆脱了初期的干化场和干化塘，但机械脱水仍然占据主导地位，污泥的成分、结构复杂，直接进行机械脱水往往达不到预期的处理效果。虽然电渗脱水、超声波脱水和絮凝脱水等新技术已经得到论证，但是由于造价和实施不便等原因没能广泛推广运用，并且我国污泥处置起步较晚。
在国内，污泥脱水主要存在以下问题：1、重水轻泥。我国污水工程发展过程中长期存在“重水轻泥”的情况。大部分污水处理厂缺乏快速有效的污泥脱水设备，仅仅将污泥进行简单浓缩处理后便外运，并未达到减量化、稳定化要求。2、脱水效率低，深度脱水工艺过于复杂。工程实践已经表明，传统的机械脱水已经远远无法满足脱水要求，新型脱水技术(热水解、超声波、磁场、电场等)的引进又需要污水处理厂支付高昂的费用，且操作复杂。然而，企业化经营模式导致追求最大的经济效益成为污水处理厂的根本目的。污泥脱水现状与污泥脱水要求之间存在很大差距，所以利用低成本、广泛运用的技术实现高效脱水污泥将是未来城市污泥脱水的有效出路。3、污水处理分布化与污泥处理集约化矛盾加深，实现污泥的快速有效脱水迫在眉睫。
公司项目研发人员通过对现有的污泥干化焚烧处置前置处理工艺分析表明，污泥干化(含水10%)焚烧工艺，不能维持焚烧热能平衡，需要外供辅助燃料，而且单独设置的焚烧锅炉使投资和运行费用增加很大，二次蒸汽热能无法回收，污泥处置成本高。同时，高含水率污泥干化处理时使用热能很大，干燥产生的二次蒸汽不能回收利用使热能浪费巨大，达不到污泥资源化利用的目的。而干化污泥焚烧工艺需提供辅助化石燃料的弊端，更是增加了污泥处置投资和运行成本，达不到经济处置污泥的目的。在污泥处理的过程中，会伴随有臭味，因此，急需一种新的污泥脱水处理装置，直接针对现有城市污水处理厂产生的80%左右含水率污泥进行脱水干化处理，在不改变污水处理厂现有工艺的条件下，实现污泥的脱水干化处理，以全面解决污泥干化工艺的高能耗、高投资技术难题。
发明内容
本发明提供了一种多级高效闪蒸污泥水处理系统，解决了污泥热解多级闪蒸二次蒸汽的利用问题，通过热能回收装置，实现二次闪蒸的热能回收利用，并且蒸煮器确保污泥处理时间，再于配套的计算机自动控制系统，使污泥水热干化处理可实现自动运行。
本发明为实现上述目的，主要通过以下技术方案实现：
一种多级高效闪蒸污泥脱水处理系统，包括预处理单元、蒸煮单元、多级闪蒸单元和脱水返混单元，所述预处理单元包括通过转子泵对污泥进行拌和的污泥拌和机，所述蒸煮单元包括与污泥拌和机连接的加热器、与加热器连接的蒸煮器，所述多级闪蒸单元包括闪蒸器、与闪蒸器连接并将闪蒸器中的蒸汽输送至加热器的热能回收装置，所述闪蒸器包括与蒸煮器连接的一级闪蒸器、与一级闪蒸器连接的二级闪蒸器，所述脱水返混单元包括通过回用水泵将脱出水输送至污泥拌和机的螺旋脱水机，所述螺旋脱水机与二级闪蒸器连接。
进一步地，所述预处理单元包括与污泥拌和机连接的污泥粉碎机、与污泥粉碎机连接的拌和污泥斗，所述拌和污泥斗通过转子泵与加热器连接。
所述热能回收装置包括与一级闪蒸器连接并将一级闪蒸器中的蒸汽输送至加热器的蒸汽式热能回收装置、与二级闪蒸器连接并通过热泵将二级闪蒸器中的蒸汽输送至加热器的机械式热能回收装置。
进一步地，包括锅炉，所述锅炉与加热器连接。
进一步地，包括用于对螺旋脱水机脱水后的污泥和污水进行处理的污泥脱水后处理单元。
进一步地，所述污泥脱水后处理单元包括与螺旋脱水机连接的排污水设备、对脱水污泥进行存储的污泥存储池。
进一步地，所述污泥存储池为强制通风型污泥料仓。
进一步地，包括与整个装置配套使用的计算机自动控制系统。
一种多级高效闪蒸污水处理方法，包括如下步骤：
a、污泥拌和：新鲜污泥经过螺旋输送机进入污泥拌和机，新鲜污泥在污泥拌和机中与高温脱出水搅拌混合，成为热污泥浆，热污泥浆经过污泥粉碎机进行进一步拌和后进入拌和污泥斗;
b、加热处理：拌和污泥斗中的污泥通过转子泵加压进入加热器，锅炉将蒸汽提供给加热器，加热器将污泥加热至设定的污泥热解处理温度，达到处理温度的污泥进入蒸煮器中;
c、蒸煮热解：蒸煮器在设定的温度下对污泥进行热解即第一次脱水处理，处理时间设定为60-90分钟;
d、连续闪蒸：热解后的污泥进入一级闪蒸器进行第二次脱水处理，再进入二级闪蒸器进行第三次脱水处理，同时，热能回收装置在热泵的作用下将闪蒸过程中产生的二次蒸汽回收至加热器中，回收的蒸汽与锅炉提供的蒸汽一并为加热器提供热能;
e、脱水分离：污泥经过两级闪蒸器闪蒸和热能回收装置进行蒸汽回收后，被送至脱水机进行第四次脱水处理，脱水机将污泥固液分离，分离液取60-62.5%经水泵回用于污泥拌和，剩余液送至污水处理厂进行处理，将脱干污泥输送至污泥存储池进行通风存放。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
与现有技术相比，本发明设计新颖巧妙，利用脱水返混单元，摒弃了昂贵的污泥换热器，节约投资并且提高了污泥处理设备的可靠性和运行的经济性;利用一级闪蒸器和二级闪蒸器对污泥进行多级闪蒸，提高污泥的热干化效果;利用热能回收装置，将脱水过程中产生的二次蒸汽回收利用，解决了污泥热解及闪蒸二次蒸汽的高效利用问题，提高了热能的利用率，达到污泥资源化利用的目的，同时减少污泥处置投资和运行成本;采用蒸煮器，设定处理时间来保证污泥热处理时间达到工艺要求;开发使用本工艺配套的计算机自动控制系统，使整个污泥脱水处理可以实现自动连续进行，以满足大规模工业化需求。