申请日2014.11.12
公开(公告)日2015.07.01
IPC分类号C02F11/06; C02F11/00; C02F11/12
摘要
本实用新型涉及一种提高污泥处理效率的系统，利用高温高压使得污泥中的细胞破壁，使细胞中的细胞水脱除，使后续的固液分离较为容易。更重要的是利用水热氧化原理，在氧化基质中添加臭氧，使污泥中的有机物彻底、快速地进行液相氧化，极大地提高了污泥处理效率。另一方面，在污泥中添加催化剂，降低了反应的活化能，使得反应所需的温度下降，节约了能源的消耗;进一步加快了反应速度，增大了产能，降低了生产成本。
权利要求书
1.一种提高污泥处理效率的系统，其特征在于：所述处理系统包括预处理单元(1)、换热单元(2)、氧化基质单元(3)、反应器(4)、分离单元(5)以及催化剂投入单元(6)，所述反应器(4)分别与换热单元(2)、氧化基质单元(3)以及分离单元(5)相连接，所述预处理单元(1)分别与换热单元(2)、分离单元(5)、催化剂投入单元(6)相连接;
所述预处理单元(1)包括储存污泥的污泥储罐(7)、与所述污泥储罐(7)和催化剂投入单元(6)相连接的预处理器(8)、输送污泥的固体泵以及设置在所述预处理器(8)内的搅拌器，
所述换热单元(2)包括与所述预处理器(8)和反应器(4)相连接的预加热单元(9)、与所述反应器(4)相连接的冷却器(10)，
所述氧化基质单元(3)包括空压机(12)、与所述空压机(12)相连接的分子筛吸附塔(13)、与所述分子筛吸附塔(13)和反应器(4)相连接的增压机(14)以及与所述增压机(14)相连接的臭氧发生器(11)，
所述分离单元(5)包括与所述冷却器(10)相连接的气液分离器(15)、与所述气液分离器(15)相连接的板框压滤机(16)，所述板框压滤机(16)与预处理器(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述反应器(4)为塔式平推流反应器，并且所述反应器(4)内部不设折流挡板或者设置短折流挡板，所述短折流挡板为宽度在10～30cm的圆环形挡板。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述气液分离器(15)采用立式两相气液分离器，并且所述气液分离器(15)的顶端采用丝网捕雾气。
说明书
一种提高污泥处理效率的系统
技术领域
本实用新型涉及污泥处理领域，特别是涉及一种提高污泥处理效 率的系统。
背景技术
进入“十一五”以来，我国的污水处理产业得到了快速发展，污 水处理能力及处理率增长迅速，带来了迅速增加的污泥产量。根据住 建部资料显示，截止到2009年年底，全国城镇污水处理量达到280 亿立方米，湿污泥(含水率80%)产生量突破2000万吨。根据调研结果 显示，我国污水处理厂所产生的污泥，有80%没有得到妥善处理，污 泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显出来，并且引起了 社会的关注。
现行的污泥处理技术有几下几种:
一、污泥焚烧
经焚烧处理后，其体积可以减少85%～95%，质量减少70%～ 80%。高温焚烧还可以消灭污泥中的有害病菌和有害物质。通过主要 可分为两大类：一类是将脱水污泥直接用焚烧炉焚烧;另一类是将脱 水污泥先干化再焚烧。污泥焚烧要求污泥有较高的热值，因此污泥一 般不进行消化处理。一般当污泥不符合卫生要求，有毒物质含量高， 不能作为农副业利用时，或污泥自身的燃烧热值高，可以自燃并可利 用燃烧热量发电时，可考虑采用污泥焚烧。焚烧所需热量，主要靠污 泥含有的有机物燃烧，如污泥所含有的有机物燃烧所产生的热能。焚 烧最大优点是可以迅速和较大程度地使污泥减容，并且在恶劣的天气 条件下不需存储设备，能够满足越来越严格的环境要求和充分地处理 不适宜于资源化利用的部分污泥。污泥的焚烧处置不仅是一种有效降 低污泥体积的方法，设计良好的焚烧炉不但能够自动运行，还能够提 供多余的能量和电力，因此几乎所有的发达国家均期望通过焚烧处置 污泥来解决日益增长的污泥量和以前通过填理处置的部分污泥。但是 污泥焚烧的缺点也很明显，运行费用高，现在运行的污泥焚烧技术运 行费用都在400元以上。
二、卫生填埋
这种处置方法简单、易行、成本低，污泥又不需要高度脱水，适 应性强。但是污泥填埋也存在一些问题，尤指填埋渗滤液和气体的形 成。渗滤液是一种被严重污染的液体，如果填埋场选址或运行不当会 污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷，若不采取适当措施 会引起爆炸和燃烧。
三、土地利用
污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分可 转化成土壤改良剂成分等优点，科学合理的土地利用，可减少污泥带 来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成 为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地(如矿场土地、 森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地)的修 复与重建，减少了污泥对人类生活的潜在威胁，既处置了污泥又恢复 了生态环境。不过由于城市化的进行，适合土地利用的地已经越来越 少，而污泥产量却越来越多。
四、污泥干燥
污泥干燥是应用人工热源以工业化设备对污泥进行深度脱水的 处理方法，尽管污泥干燥的直接结果是污泥含水率的下降(脱水)，但 与机械脱水相比,其应用目的与效果均有很大的不同。
污泥机械脱水(也包括污泥浓缩)，其应用的目的以减少污泥处理 的体积为主(污泥浓缩和机械脱水通常均可使污泥体积减少4倍左右)， 但脱水污泥饼除了含水率和相关的物理性质，如流动性与原状污泥有 差异外，其化学、生物等方面性质并不因脱水而产生变化。
污泥干燥则由于提高水分蒸发强度的要求，使用人工热源，其操 作温度(对污泥颗粒而言)通常大于100℃，干燥对污泥的处理效应，不 仅是深度脱水，还具有热处理的效应;加之，污泥干燥处理的产物， 其含水率可控制在20%以下,即达到抑制污泥中的微生物活动的水平， 因此污泥干燥处理可同时改变污泥的物理、化学和生物特性。污泥干 燥的缺点是能耗大、运行费用高、臭味大。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有污泥处理过程中处理效率低、资源 消耗大、污泥减量小的问题，提出一种提高污泥处理效率的系统。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种提高污泥处理效率的系 统，所述处理系统包括预处理单元、换热单元、氧化基质单元、反应 器、分离单元以及催化剂投入单元，所述反应器分别与换热单元、氧 化基质单元以及分离单元相连接，所述预处理单元分别与换热单元、 分离单元、催化剂投入单元相连接;
所述预处理单元包括储存污泥的污泥储罐、与所述污泥储罐和催 化剂投入单元相连接的预处理器、输送污泥的固体泵以及设置在所述 预处理器内的搅拌器，
所述换热单元包括与所述预处理器和反应器相连接的预加热单 元、与所述反应器相连接的冷却器，
所述氧化基质单元包括空压机、与所述空压机相连接的分子筛吸 附塔、与所述分子筛吸附塔和反应器相连接的增压机以及与所述增压 机相连接的臭氧发生器，
所述分离单元包括与所述冷却器相连接的气液分离器、与所述气 液分离器相连接的板框压滤机，所述板框压滤机与预处理器相连接。
优选地，所述反应器为塔式平推流反应器，并且所述反应器内部 不设折流挡板或者设置短折流挡板，所述短折流挡板为宽度在 10～30cm的圆环形挡板。
优选地，所述气液分离器采用立式两相气液分离器，并且所述气 液分离器的顶端采用丝网捕雾气。
基于上述技术方案，本实用新型的优点是：
本实用新型利用高温高压使得污泥中的细胞破壁，使细胞中的细 胞水脱除，使后续的固液分离较为容易。更重要的是利用水热氧化原 理，在氧化基质中添加臭氧，使污泥中的有机物彻底、快速地进行液 相氧化，极大地提高了污泥处理效率。另一方面，在污泥中添加 Cu-Fe-Ce催化剂或贵金属催化剂，降低了反应的活化能，使得反应所 需的温度下降，节约了能源的消耗;进一步加快了反应速度，增大了 产能，降低了生产成本。