申请日2018.12.03
公开(公告)日2019.02.01
IPC分类号C10L5/46; C02F11/121; C02F11/06; C02F11/10; C02F1/28; B01D53/02; C02F101/34
摘要
本发明公开了污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，方法步骤如下：(1)烘干：对污泥接收仓内的污泥的含水率进行测定，然后通过污泥输送泵将污泥接收仓内的污泥输送至污泥烘干机内对污泥进行烘干;(2)氧化：经污泥烘干机处理后的污泥通过污泥输送机运输至外热式回转氧化炉中进行氧化处理;(3)炭化：经氧化处理后的污泥通过链斗输送机运输至外热式回转炭化炉中进行炭化处理;(4)活化：炭化料料仓中的物料经炭化料输送机运输至活化炉进行活化处理，即得活性炭。本发明采用“烘干+氧化+炭化+活化+成品制备”的流程，对污泥进行处理，实现资源化利用，且制得的活性炭材料比表面积大于500㎡/g，活性炭的吸附效果好。
权利要求书
1.污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，方法步骤如下：
(1)烘干：对污泥接收仓内的污泥的含水率进行测定，然后通过污泥输送泵将污泥接收仓内的污泥输送至污泥烘干机内对污泥进行烘干;
(2)氧化：经污泥烘干机处理后的污泥通过污泥输送机运输至外热式回转氧化炉中进行氧化处理;
(3)炭化：经氧化处理后的污泥通过链斗输送机运输至外热式回转炭化炉中进行炭化处理，炭化后的物料经换热器冷却至120-150℃，然后运输至筛分装置进行筛分，筛上物料进入炭化料料仓，筛下物料进入烘干设备前的进料系统返混;
(4)活化：炭化料料仓中的物料经炭化料输送机运输至活化炉进行活化处理，活化处理后的物料经活化炉底部的螺旋出料冷却器，在出料的同时对物料进行冷却至60-80℃，冷却后的物料输送至活性炭成品处理装置进行筛分，筛上的大颗粒料进入破碎装置进行破碎，然后再重新进行筛分，筛分合格的物料进入产品料仓贮存。
2.根据权利要求1所述的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，所述外热式回转氧化炉、外热式回转炭化炉和活化炉中的尾气通过烟气管道输送至尾气处理系统，所述尾气处理系统包括余热锅炉、干法脱硫装置、布袋除尘装置、引风机和烟囱。
3.根据权利要求2所述的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，所述步骤(1)中污泥烘干机的热源为尾气处理系统中余热锅炉产生的蒸汽。
4.根据权利要求2所述的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用热空气对污泥进行预氧化，控制外热式回转氧化炉内物料的温度在180-220℃，物料在外热式回转氧化炉内停留时间2-3h。
5.根据权利要求4所述的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，所述热空气的温度为260-300℃，并由常温空气经换热器进行加热制得。
6.根据权利要求2所述的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，所述步骤(3)中炭化处理的温度为400-500℃，物料在外热式回转炭化炉中的停留时间为15-60min，筛分装置的筛孔0.5-1.0mm。
7.根据权利要求6所述的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，所述外热式回转炭化炉中物料的升温速率为10-15℃/min。
8.根据权利要求2所述的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，所述步骤(4)中活化炉内的温度为900-1000℃，物料在活化炉内的停留时间为10-14h;所述步骤(4)中成品活性炭筛分的筛孔为2-4mm。
9.根据权利要求2所述的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，其特征在于，所述步骤(1)中的污泥烘干机以处理后的污泥含水率在20-30%为烘干终点。
说明书
污泥减量炭化资源化的处理工艺方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及污泥减量炭化资源化的处理工艺方法。
背景技术
随着城市化和国民经济的快速发展，城市污水和工业污水处理率不断提高，污泥的产生及其数量急剧增加。若处理方式不当，会造成处理后的污泥泥质不稳定,易对环境会造成严重的二次污染;污泥中的资源未得到利用,不符合可持续发展的目标。
传统的污泥处理处置技术包括填埋、弃海、焚烧、好氧堆肥、厌氧消化及农用等，都可以在一定程度实现污泥的减量化和无害化，但是也各自存在一些不足。
目前主要技术有污泥高干度脱水、污泥水解干化、污泥炭化、污泥热干化等。污泥高干度脱水后，脱水污泥仍需要进一步处置，主要采用填埋方式，需要大量填埋用地。污泥水解干化后，干化污泥泥质符合相关的污染物控制标准后，可用于园林绿化或农用，但产品市场接受度低、造成大量积压。污泥炭化技术是利用热解炉，将污泥制成炭化污泥，可用于焚烧或土地利用，但炭化污泥热值一般较低、不适宜焚烧，且炭化污泥的重金属指标可能超标，不适宜土地利用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，采用“烘干+氧化+炭化+活化+成品制备”的流程，对污泥进行处理，实现资源化利用,本发明还可以提高污泥制活性炭的比表面积，大大提高吸附效果。
本发明提出的污泥减量炭化资源化的处理工艺方法，方法步骤如下：
(1)烘干：对污泥接收仓内的污泥的含水率进行测定，然后通过污泥输送泵将污泥接收仓内的污泥输送至污泥烘干机内对污泥进行烘干;该步骤中的污泥一般指含水率≤85%的市政污泥或工业废水生化处理阶段产生的剩余污泥，也可以是属于一般工业固废的多种污泥的混合物;当污泥的含水率大于85%，先对污泥进行静置，去除上清液，使污泥的含水率低于85%以后，再将其运输至污泥接收仓内，也可以通过其他的方式将污泥的含水率降低至85%以下;
(2)氧化：经污泥烘干机处理后的污泥通过污泥输送机运输至外热式回转氧化炉中进行氧化处理;一般情况下污泥的氧化主要发生在污泥颗粒的表面，为进一步干燥脱水和气体释放过程，氧化阶段无污泥进行预氧化处理可以加快后续活化反应的效率，提高最终产品活性炭的吸附性能;外热式回转氧化炉的热源来自天然气或柴油燃烧器，通过外热式回转氧化炉的外筒加热回转筒内的物料，系统运行后，热源来自尾气处理系统中的高温烟气;
(3)炭化：经氧化处理后的污泥通过链斗输送机运输至外热式回转炭化炉中进行炭化处理，炭化后的物料经换热器冷却至120-150℃，然后运输至筛分装置进行筛分，筛上物料进入炭化料料仓，筛下物料进入烘干设备前的进料系统返混;该阶段相当于对污泥进行低温干馏或热解过程。将经过外热式回转氧化炉处理后的物料在隔绝空气的条件下进行加热升温，使非碳元素减少，以便经炭化处理后的物料满足活化阶段的需求;
(4)活化：炭化料料仓中的物料经炭化料输送机运输至活化炉进行活化处理，活化处理后的物料经活化炉底部的螺旋出料冷却器，在出料的同时对物料进行冷却至60-80℃，冷却后的物料输送至活性炭成品处理装置进行筛分，筛上的大颗粒料进入破碎装置进行破碎，然后再重新进行筛分，筛分合格的物料进入产品料仓贮存;活化介质为水蒸气，活化炉内设有多个燃烧器，燃烧器燃烧使用的燃料为天然气或柴油，经炭化处理后的物料和水蒸气在炉内反应生成活化料和尾气，并与风机送入的二次风在炉内混合燃烧，燃烧器产生的热量和可燃气体产生的热量一部分通过直接对流传递给物料，一部分通过向炉墙和炉膛耐火材料辐射，再辐射传递给物料。
优选地，所述外热式回转氧化炉、外热式回转炭化炉和活化炉中的尾气通过烟气管道输送至尾气处理系统，所述尾气处理系统包括余热锅炉、干法脱硫装置、布袋除尘装置、引风机和烟囱。
优选地，所述步骤(1)中污泥烘干机的热源为尾气处理系统中余热锅炉产生的蒸汽。
优选地，所述步骤(2)中采用热空气对污泥进行预氧化，控制氧化炉内物料的温度在180-220℃，物料在氧化炉内停留时间2-3h。
优选地，所述热空气的温度为260-300℃，并由常温空气经换热器进行加热制得。
优选地，所述步骤(3)中炭化处理的温度为400-500℃，物料在炭化炉中的停留时间为15-60min。
优选地，所述外热式回转炭化炉中物料的升温速率为10-15℃/min。
优选地，所述步骤(4)中活化炉内的温度为900-1000℃，物料在活化炉内的停留时间为10-14h。
优选地，所述步骤(1)中的污泥烘干机以处理后的污泥含水率在20-30%为烘干终点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请采用“烘干+氧化+炭化+活化”的工艺对污泥进行处理，实现了污泥的减量炭化和资源化;氧化过程中采用热空气对物料进行预氧化，能够加快后续的活化反应的效率，且热空气通过碳化过程中输出的物料进行换热，节约了资源;外热式回转氧化炉、外热式回转炭化炉和活化炉产生的尾气进入尾气处理系统，尾气处理系统产生的热源一方面作为污泥烘干机的热源，一方面作为外热式回转氧化炉的热源，实现了热源的充分利用，节约资源，降低了生产成本;本申请制得的活性炭的比表面积在500㎡/g以上，该活性炭可用于废水处理，对废水中的酚类、CODcr去除率高，还可以用于废气处理过程，对二氧化硫、四氯化碳、苯等有害气体均有较高去除率。