申请日2018.01.17
公开(公告)日2018.06.01
IPC分类号C02F11/10; C02F11/14; C02F11/12; C10B53/00; C02F101/20; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种污泥碳化处置与综合利用方法，包括如下步骤：(A)污水处理厂的浓缩污泥经收集后，先进入污泥调理系统中向污泥中添加有机添加剂;(B)将调理后的污泥在污泥板框脱水系统中脱水;(C)脱水后的污泥在污泥破碎系统中破碎;(D)破碎后的污泥在污泥干化系统中干化;(E)干化后的污泥在污泥碳化系统中碳化，并将碳化得到的固体碳化物收集在碳化物收集系统;(F)在有机添加剂制取系统中制取所述有机添加剂，制取的有机添加剂在步骤(A)中使用;在步骤(D)中的所述污泥干化系统和步骤(E)中的所述污泥碳化系统由燃烧器提供所需的热源。采用该系统能够实现污泥的减量化、稳定化、无害化与资源化，具有很好的实用性。
权利要求书
1.一种污泥碳化处置与综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：(A)污水处理厂的浓缩污泥经收集后，先进入污泥调理系统(1)中向污泥中添加有机添加剂并搅拌以调理污泥热值，所述浓缩污泥的含水率在95%以上;(B)将调理后的污泥在污泥板框脱水系统(2)中进行脱水，使污泥中的含水率降低至70%以下;(C)脱水后的污泥在污泥破碎系统(3)中进行破碎;(D)破碎后的污泥在污泥干化系统(4)中进行干化，使污泥的含水率降低至25%以下，污泥物料在污泥干化系统(4)内的停留时间为20～40min，干化过程中的污泥物料温度控制在200～300℃;(E)干化后的污泥在污泥碳化系统(5)中进行碳化，并将碳化得到的固体碳化物收集在碳化物收集系统(6)，污泥物料在污泥碳化系统(5)内的停留时间为20～40min，碳化过程中的污泥物料温度控制在500～600℃;(F)以所述固体碳化物为原料在有机添加剂制取系统(7)中制取所述有机添加剂，制取的有机添加剂在步骤(A)中使用;在步骤(D)中的所述污泥干化系统(4)和步骤(E)中的所述污泥碳化系统(5)由燃烧器(8)提供所需的热源，在污泥碳化过程中产生的碳化气作为燃料供给所述燃烧器(8)。
2.根据权利要求1所述的污泥碳化处置与综合利用方法，其特征在于，步骤(D)中，所述污泥干化系统(4)包括设置在支撑架(41)上的卧式炉体(42)、设于所述卧式炉体(42)外部的保温层(43)、穿设于所述卧式炉体(42)内且平行于所述卧式炉体(42)中轴线设置的偏心内轴(44)、固定在所述偏心内轴(44)上的螺旋叶片(45)、设于所述卧式炉体(42)外部的用于驱动所述偏心内轴(44)旋转的电机驱动装置(46)、用于调节所述卧式炉体(42)倾斜角度的液压调节系统(47)以及用于将所述卧式炉体(42)内水蒸气排出的排气管道(48)，在所述卧式炉体(42)的前端上部设有污泥进口(421)，在所述卧式炉体(42)的后端下部设有污泥出口(422)，所述卧式炉体(42)内前端下部设置有向后上方倾斜的高温烟气喷嘴(49)，所述高温烟气喷嘴(49)与所述燃烧器(8)的高温烟气出口连通。
3.根据权利要求2所述的污泥碳化处置与综合利用方法，其特征在于，所述排气管道(48)上设有引风机(40)，所述排气管道(48)的一端与所述卧式炉体(42)的后端上部连接。
4.根据权利要求2所述的污泥碳化处置与综合利用方法，其特征在于，所述电机驱动装置(46)包括电机(461)、减速机(462)和变频器(463)，所述变频器(463)与所述电机(461)电连接，所述电机(461)经所述减速机(462)与所述偏心内轴(44)的前端连接。
5.根据权利要求2所述的污泥碳化处置与综合利用方法，其特征在于，所述液压调节系统(47)控制所述卧式炉体(42)在倾斜角度为2.5～10°范围内可调。
说明书
污泥碳化处置与综合利用方法
技术领域
本发明涉及一种污泥碳化处置与综合利用方法，适用于污泥的深度处理，以实现污泥的减量化、稳定化、无害化与资源化。
背景技术
近年来，我国污水处理事业获得了极大发展，使得我国水环境获得了极大改善。但水处理厂和污水处理量的急剧增加，导致污水处理厂在污水处理过程中产生的污水污泥的总量也急剧攀升，从而成为我国新的环境污染威胁源。
据统计，我国城镇污水处理厂污水污泥处置应用的主要方法为农业利用、陆地填埋、其它处置(包括焚烧)，用于污泥处理处置的投资约占污水处理厂总投资的20%～50%，远远低于发达国家70%的水平。但是，污泥农业利用会导致土壤重金属浓度增加，并间接进入大气和水体环境，从而威胁人类健康;污泥填埋会占用大量的土地资源，且会造成潜在的环境危害;而污泥焚烧处理几乎能够全部除去多种有害物质，但是焚烧污泥需要大量的热源，热量又大都没有被回收利用，成本很高，投资也很大，而且焚烧过程中还伴有严重的空气污染。
发明内容
对此，本发明旨在提供一种更为优化的污泥碳化处置与综合利用方法，采用该方法能够实现污泥的减量化、稳定化、无害化与资源化。
实现本发明目的的技术方案是：
一种污泥碳化处置与综合利用方法，包括如下步骤：(A)污水处理厂的浓缩污泥经收集后，先进入污泥调理系统中向污泥中添加有机添加剂并搅拌以调理污泥热值，所述浓缩污泥的含水率在95%以上;(B)将调理后的污泥在污泥板框脱水系统中进行脱水，使污泥中的含水率降低至70%以下;(C)脱水后的污泥在污泥破碎系统中进行破碎;(D)破碎后的污泥在污泥干化系统中进行干化，使污泥的含水率降低至25%以下，污泥物料在污泥干化系统内的停留时间为20～40min，干化过程中的污泥物料温度控制在200～300℃;(E)干化后的污泥在污泥碳化系统中进行碳化，并将碳化得到的固体碳化物收集在碳化物收集系统，污泥物料在污泥碳化系统内的停留时间为20～40min，碳化过程中的污泥物料温度控制在500～600℃;(F)以所述固体碳化物为原料在有机添加剂制取系统中制取所述有机添加剂，制取的有机添加剂在步骤(A)中使用;在步骤(D)中的所述污泥干化系统和步骤(E)中的所述污泥碳化系统由燃烧器提供所需的热源，在污泥碳化过程中产生的碳化气作为燃料供给所述燃烧器。
上述技术方案中，步骤(D)中，所述污泥干化系统包括设置在支撑架上的卧式炉体、设于所述卧式炉体外部的保温层、穿设于所述卧式炉体内且平行于所述卧式炉体中轴线设置的偏心内轴、固定在所述偏心内轴上的螺旋叶片、设于所述卧式炉体外部的用于驱动所述偏心内轴旋转的电机驱动装置、用于调节所述卧式炉体倾斜角度的液压调节系统以及用于将所述卧式炉体内水蒸气排出的排气管道，在所述卧式炉体的前端上部设有污泥进口，在所述卧式炉体的后端下部设有污泥出口，所述卧式炉体内前端下部设置有向后上方倾斜的高温烟气喷嘴，所述高温烟气喷嘴与所述燃烧器的高温烟气出口连通。
上述技术方案中，所述排气管道上设有引风机，所述排气管道的一端与所述卧式炉体的后端上部连接。
上述技术方案中，所述电机驱动装置包括电机、减速机和变频器，所述变频器与所述电机电连接，所述电机经所述减速机与所述偏心内轴的前端连接。
上述技术方案中，所述液压调节系统控制所述卧式炉体在倾斜角度为2.5～10°范围内可调。
本发明具有积极的效果：与现有技术相比较，本发明中的方法中，集物料收集、物料传输、能量传导、产物利用于一体，结构设计巧妙紧凑，能源回收利用率高，本发明实现了污泥的减量化、稳定化、无害化与资源化处理：(1)减量化效果：剩余碳化物为原污泥的10-15%，减量85%以上;(2)稳定化效果：原污泥有机质被碳化后转化为稳定可利用的碳化气，碳化物和水蒸气，污泥中重金属在碳化过程中经过高温络合后，大部分具有较强迁移能力的酸溶态重金属和具有潜在迁移能力的可还原态和可氧化态重金属向惰性的残渣态重金属转变,从而对污泥中重金属起到稳定性的作用;(3)无害化效果：污泥碳化过程在绝氧条件下进行，无二次污染，特别是无二噁英生成;(4)资源化效果：原污泥有机质被碳化后转化为稳定可利用的碳化气，可以清洁燃烧被用于系统加热。