公开(公告)日2015.01.07
IPC分类号C02F11/00; C02F11/10; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种污泥处理工艺，其步骤包括：1)对污泥进行灭菌处理，以杀灭污泥中的微生物;2)对灭菌后的污泥依次进行脱水处理和干化处理，以降低污泥的含水率;3)对干化处理后的污泥进行分离，对分离出的污泥进行高温等离子处理，对分离出的烟气进行再燃烧处理;4)对再燃烧处理中产生的烟气进行污泥-烟气分离，并对分离出的污泥再次进行高温等离子处理，对分离出的烟气进行净化冷却处理。本发明还公开了一种可进行上述处理工艺的污泥处理系统，包括灭菌装置、脱水装置、干化装置、等离子气化或等离子玻璃化装置，以及净化装置。可实现对污泥的无害化、减量化及资源化处理，不产生二次污染，安全可靠，可实现对污泥的彻底处理。
权利要求书
1.一种污泥处理工艺，其特征在于：包括以下处理步骤：
1)对污泥进行灭菌处理，以杀灭污泥中的微生物;
2)对灭菌后的污泥依次进行脱水处理和干化处理，以降低污泥的含水率;
3)对干化处理后的污泥进行分离，对分离出的污泥进行高温等离子处理，对分离出 的烟气进行再燃烧处理;
4)对再燃烧处理中产生的烟气进行污泥-烟气分离，并对分离出的污泥再次进行高 温等离子处理，对分离出的烟气进行净化冷却处理。
2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：步骤1)中所述的灭菌处理为超 声波灭菌处理，且超声波的频率不低于40kHz。
3.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：步骤2)中所述的脱水处理采用 的是机械脱水处理，所述的干化处理采用的是射流干化处理。
4.根据权利要求1或3所述的处理工艺，其特征在于：步骤2)中所述的干化处理 中还包括粉碎处理，使污泥的粒径不大于200目。
5.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：步骤3)和4)中所述的高温等 离子处理为高温等离子气化处理或高温等离子玻璃化处理。
6.根据权利要求5中所述的处理工艺，其特征在于：若污泥的热值高于2000kcal/kg， 则对污泥进行高温等离子气化处理，反之，则对污泥进行高温等离子玻璃化处理。
7.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于：对步骤3)和4)中所述的高温 等离子处理过程中产生的烟气进行净化冷却处理;净化冷却处理后的烟气返回至干化处理 步骤中。
8.一种污泥处理系统，其特征在于：包括灭菌装置、脱水装置、干化装置、等离子 气化或等离子玻璃化装置，以及净化装置，所述等离子气化或等离子玻璃化装置包括初级 捕收装置、等离子再燃装置、次级捕收装置以及等离子气化炉或等离子玻璃化炉，其中， 所述灭菌装置的入水口与待处理污泥相连，其出水经脱水装置脱水后进入到干化装置中， 干化装置中干化产生的污泥进入到初级捕收装置中进行分离，分离出的污泥进入到等离子 气化炉或等离子玻璃化炉中，初级捕收装置中分离出的烟气进入到等离子再燃装置中进行 再燃烧，再燃烧产生的烟气进入到次级捕收装置中进行烟气-污泥的再分离，分离出的污 泥进入等离子气化炉或等离子玻璃化炉中，分离出的烟气进入到净化装置中净化冷却后可 返回至干化装置中。
9.根据权利要求8所述的污泥处理系统，其特征在于：所述灭菌装置为超声波发生 器，且其频率不小于40kHz;所述干化装置为射流干化机。
10.根据权利要求8所述的污泥处理系统，其特征在于：若初级捕收装置和次级捕 收装置分离出的污泥的热值高于2000kcal/kg，则进入等离子气化炉进行处理，反之，则 进入等离子玻璃化炉中进行处理。
说明书
一种污泥处理工艺及系统
技术领域
本发明涉及一种污泥处理系统，具体涉及一种利用高温等离子气化技术对污泥进行 无害化处理的污泥处理工艺，此外，本发明还涉及一种利用该处理工艺对污泥进行处理的 处理系统，适用于市政污泥、工业污泥等泥状固体废物的处理，属于环保领域。
背景技术
污泥是污水处理过程中的产物，具有成分复杂、呈胶体状、性质不稳定、易腐化发 臭、重金属、有毒有害污染物含量高、含水率高、脱水性差、不易脱水且含有大量病原菌 及寄生虫卵等特点。此类污泥若得不到合适的处理将会对环境、人类及动物健康等造成较 大的危害。
目前，污泥的处理工艺主要包括污泥干化处理和污泥处置两大类。其中，污泥干化 处理主要包括以热传递的方式，通过加热来蒸发水分，实现干化处理以及通过添加添加剂 然后采用机械压榨等脱水的方式来实现干化处理。而污泥处置工艺主要包括厌氧发酵、好 氧发酵、协同处置(包括水泥厂协同焚烧、电厂协同焚烧、垃圾协同焚烧等)、简单填埋 以及生产肥料等。
然而，采用上述处理工艺存在以下技术缺陷：1)热传递蒸发干燥过程会消耗大量的 热量，能耗大，且污泥在受热过程中会排放大量恶臭气体;2)常规机械脱水干化过程需 要添加大量的添加剂，成本较高，脱水干化效果不明显，且处理过程中有可能将污泥转变 成化学污泥，给后续处置造成限制;3)厌氧发酵处置过程受污泥成分变化影响较大，处 置效率低;4)好氧发酵处置的能耗较高，基础投资大，受污泥成分变化影响大;5)协同 焚烧处置过程中可能会产生二噁英等有毒有害气体，且不能彻底解决污泥中所含有的重金 属等有毒有害物质的污染问题;6)简单填埋近年来逐渐被禁止，此种处理方式将产生严 重的环境污染问题;7)以污泥生产的肥料中，有可能含有重金属等污染物，限制了其用 途，仅可适用于园林绿化，且存在引起环境污染和食物链污染的风险。因此，开发一种安 全环保、不产生二次污染的污泥处理系统和/或工艺是当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全环保、不产生二次污染、且 污泥处理效率高的处理工艺，本发明的另一目的在于提供一种利用该工艺对污泥进行处理 的处理系统，适用于市政污泥、工业污泥等泥状固体废物的处理。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种污泥处理工艺，包括以下处理步骤：
1)对污泥进行灭菌处理，以杀灭污泥中的微生物;
2)对灭菌后的污泥依次进行脱水处理和干化处理，以降低污泥的含水率;
3)对干化处理后的污泥进行分离，对分离出的污泥进行高温等离子处理，对分离出 的烟气进行再燃烧处理;
4)对再燃烧处理中产生的烟气进行污泥-烟气分离，并对分离出的污泥再次进行高 温等离子处理，对分离出的烟气进行净化冷却处理。
优选的是：步骤1)中所述的灭菌处理为超声波灭菌处理，且超声波的频率不低于 40kHz。
优选的是：步骤2)中所述的脱水处理采用的是机械脱水处理，以脱除污泥中大部 分的游离态水，所述的干化处理采用的是射流干化处理，以对污泥和其中的水分进行解离。
优选的是：步骤2)中所述的干化处理中还可包括粉碎处理，使污泥的粒径不大于 200目。
优选的是：步骤3)和4)中所述的高温等离子处理为高温等离子气化处理或高温等 离子玻璃化处理。
优选的是：若污泥的热值高于2000kcal/kg，则对污泥进行高温等离子气化处理，反 之，则对污泥进行高温等离子玻璃化处理。
优选的是：对步骤3)和4)中所述的高温等离子处理过程中产生的烟气进行净化冷 却处理，净化冷却处理后的烟气返回至干化处理步骤中。
本发明的另一目的，一种污泥处理系统，包括灭菌装置、脱水装置、干化装置、等 离子气化或等离子玻璃化装置，以及净化装置，所述等离子气化或等离子玻璃化装置包括 初级捕收装置、等离子再燃装置、次级捕收装置以及等离子气化炉或等离子玻璃化炉，其 中，所述灭菌装置的入水口与待处理污泥相连，其出水经脱水装置脱水后进入到干化装置 中，干化装置中干化产生的污泥进入到初级捕收装置中进行分离，分离出的污泥进入到等 离子气化炉或等离子玻璃化炉中，初级捕收装置中分离出的烟气进入到等离子再燃装置中 进行再燃烧，再燃烧产生的烟气进入到次级捕收装置中进行烟气-污泥的再分离，分离出 的污泥进入等离子气化炉或等离子玻璃化炉中，分离出的烟气进入到净化装置中净化冷却 后可返回至干化装置中。
优选的是：所述灭菌装置为超声波发生器，且其频率不小于40kHz;所述干化装置 为射流干化机。
优选的是：若初级捕收装置和次级捕收装置分离出的污泥的热值高于2000kcal/kg， 则进入等离子气化炉进行处理，反之，则进入等离子玻璃化炉中进行处理。
本发明的有益效果在于，本发明的污泥处理工艺完整，可实现对污泥的无害化、减 量化及资源化处理，且整套工艺安全环保，无需额外添加任何添加剂，不产生二次污染， 安全可靠，可实现污泥的彻底处理，将污泥由废弃物转变为资源。此外，本发明的处理系 统采用模块化设计和自动控制，占地面积小，运营成本低，不仅适用于污水处理厂产生的 污泥处理，也适用于处理市政污泥、化工污泥等其它类型的污泥。