專利名稱：污泥處理裝置和利用該裝置進(jìn)行污泥處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域。更具體的，涉及一種污泥處理裝置，以及使用該污泥處理裝置進(jìn)行污泥處理的方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外污泥處理技術(shù)采用了熱干化、水解、焚燒等不同的技術(shù)，但是所面臨的主要問題是能耗高、氣味異味不好消除等問題。因而，現(xiàn)有的污泥處理設(shè)備和方法有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種具有能夠有效處理污泥的裝置。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種污泥處理裝置，其特征在于包括塔體，所述塔體內(nèi)限定有反應(yīng)腔室；第一進(jìn)料口，所述第一進(jìn)料口設(shè)置在塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給待處理的污泥；第二進(jìn)料口，所述第二進(jìn)料口設(shè)置在所述塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給水蒸氣；第一出料口，所述第一出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出經(jīng)過處理的污泥；第二出料口，所述第二出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出水蒸氣；其中，所述第一進(jìn)料口的位置高于所述第二進(jìn)料口的位置。借助根據(jù)本發(fā)明實施例的污泥處理裝置，由于第一進(jìn)料口的位置高于第二進(jìn)料口的位置，因而，在運行過程中，通過第一進(jìn)料口向反應(yīng)腔室內(nèi)供給的待處理的污泥會由于重力作用自上而下運動，同時，通過第二進(jìn)料口向反應(yīng)腔室內(nèi)供給的水蒸氣會自自下而上運動，進(jìn)而能夠增加待處理的污泥與水蒸氣的接觸面積，在反應(yīng)腔室內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)原理為處理污泥，主要是處理污泥中含有大量的水和有機(jī)質(zhì)，特別是去除這些水分，這些水分是分子間、細(xì)胞間、細(xì)胞內(nèi)的水分，物理學(xué)已經(jīng)證明靠機(jī)械方法無法實現(xiàn)排出這些水分，而污泥在與一定的溫度和壓力的水蒸氣充分接觸一定時間的情況下，隨著污泥溫度的升高， 污泥中水分子和各類有機(jī)質(zhì)分子、細(xì)胞被破碎，這一過程使得細(xì)胞間/內(nèi)、分子間的水分因此析出，這個過程也可以稱為污泥改性過程。在這一過程中有機(jī)質(zhì)發(fā)生了物理和化學(xué)變化。 由此，可以對污泥進(jìn)行凈化處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，通過第一出料口排出。另外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，污泥處理裝置還可以具有下列附加技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的實施例，進(jìn)一步包括物料返回管路，所述物料返回管路的兩端分別與所述第一出料口和所述反應(yīng)腔室連通，用于將經(jīng)過處理的污泥返回至所述反應(yīng)腔室內(nèi)。 由此，可以通過物料返回管路，將經(jīng)過處理的污泥返回至反應(yīng)腔室內(nèi)進(jìn)行循環(huán)處理，以提高經(jīng)過處理的污泥的凈化程度。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述物料返回管路上設(shè)置有開關(guān)，用于控制物料返回管路的啟動和關(guān)閉。由此，可以方便地控制將經(jīng)過處理的污泥返回反應(yīng)腔室進(jìn)行循環(huán)處理，或者直接通過第一出料口進(jìn)行排出。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述反應(yīng)腔室內(nèi)限定有多個子反應(yīng)腔室，各個子反應(yīng)腔室分別設(shè)置有試劑進(jìn)料口，用于向各個子反應(yīng)腔室內(nèi)供給用于處理污泥的試劑。由此，可以在子反應(yīng)腔室內(nèi)對污泥進(jìn)行附加的處理，以提高處理污泥的效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進(jìn)一步包括污泥預(yù)處理設(shè)備，所述污泥預(yù)處理設(shè)備與所述污泥處理裝置的第一進(jìn)料口相連，用于對所述待處理的污泥進(jìn)行預(yù)處理。由此，可以在將污泥供給到污泥處理裝置的反應(yīng)腔室內(nèi)之前，對污泥進(jìn)行預(yù)處理，例如調(diào)節(jié)PH值至接近中性，由此，可以提高利用污泥處理裝置進(jìn)行污泥處理的效率，以及保護(hù)污泥處理裝置免于受到污泥中所含物質(zhì)的影響，延長污泥處理裝置的壽命。根據(jù)本發(fā)明的實施例，進(jìn)一步包括水蒸氣熱交換設(shè)備，所述水蒸氣熱交換設(shè)備分別與所述第二出料口和第二進(jìn)料口相連，用于將通過所述第二出料口排出的水蒸氣進(jìn)行熱交換后，經(jīng)過所述第二進(jìn)料口返回至所述污泥處理裝置的反應(yīng)腔室內(nèi)。由此，可以將水蒸氣進(jìn)行回收循環(huán)使用，降低成本，節(jié)省能耗。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種利用污泥處理裝置處理污泥的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種利用污泥處理裝置處理污泥的方法，所述污泥處理裝置包括塔體，所述塔體內(nèi)限定有反應(yīng)腔室；第一進(jìn)料口，所述第一進(jìn)料口設(shè)置在塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給待處理的污泥；第二進(jìn)料口，所述第二進(jìn)料口設(shè)置在所述塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給水蒸氣；第一出料口，所述第一出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出經(jīng)過處理的污泥；第二出料口，所述第二出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出水蒸氣；所述第一進(jìn)料口的位置高于所述第二進(jìn)料口的位置；所述方法包括開啟所述第一進(jìn)料口，并向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給待處理的污泥；開啟所述第二進(jìn)料口，并向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給用于處理污泥的水蒸氣；控制所述反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度為200-270攝氏度，壓力為20-25個大氣壓，使得所述待處理的污泥與所述水蒸氣在高溫高壓下接觸反應(yīng)一定的時間；開啟所述第一出料口排出經(jīng)過處理的污泥，并開啟所述第二出料口排出水蒸氣。通過利用所述的污泥處理裝置以及所設(shè)定的具體的運行參數(shù)， 可以有效地提高污泥處理的效率。根據(jù)本發(fā)明的實施例，處理污泥的方法還可以具有以下附加技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述污泥處理裝置進(jìn)一步包括物料返回管路，所述物料返回管路的兩端分別與所述第一出料口和所述反應(yīng)腔室連通，用于將經(jīng)過處理的污泥返回至所述反應(yīng)腔室內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述物料返回管路上設(shè)置有開關(guān)，用于根據(jù)第一出料口排出的經(jīng)過處理的污泥的品質(zhì)控制物料返回管路的啟動和關(guān)閉。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述反應(yīng)腔室內(nèi)限定有多個子反應(yīng)腔室，各個子反應(yīng)腔室分別設(shè)置有試劑進(jìn)料口，用于向各個子反應(yīng)腔室內(nèi)供給用于處理污泥的試劑，所述試劑為選自氧化劑、還原劑、螯合劑的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的實施例的污泥處理的方法利用了根據(jù)本發(fā)明實施例的污泥處理裝置，自然也具有其全部優(yōu)點，在此不再贅述。另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的污泥方法可以至少實現(xiàn)下列技術(shù)效果之一1、生產(chǎn)過程能耗降低20%以上。2、熱能循環(huán)利用率提高3-4倍。
3、能耗損失降低至六分之一至九分之一。4、設(shè)備制造成本降低20%。5、生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性大大降低，操作使用簡單。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的污泥處理裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的污泥處理裝置的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的污泥處理裝置的示意圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的污泥處理裝置的示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明中使用的術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。在本發(fā)明中使用的術(shù)語 “第一”、“第二”等類似術(shù)語是為了描述各個設(shè)備或組件之間進(jìn)行區(qū)別而使用的，并不以任何方式限定各個組件之間的重要性。本發(fā)明的一個方面，提供了一種污泥處理裝置1000。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例的污泥處理裝置1000包括塔體1001、第一進(jìn)料口 100、第二進(jìn)料口 200、第一出料口 300、第二出料口 400。其中，在塔體1001內(nèi)限定有反應(yīng)腔室1100，以提供允許水蒸氣與污泥發(fā)生反應(yīng)的空間，從而對污泥進(jìn)行凈化處理。第一進(jìn)料口 100設(shè)置在塔體1001上，用于向所述反應(yīng)腔室1100內(nèi)供給待處理的污泥。第二進(jìn)料口 200，所述第二進(jìn)料口 200設(shè)置在所述塔體1001上，用于向所述反應(yīng)腔室1100內(nèi)供給水蒸氣。參考圖1，第一進(jìn)料口 100的位置高于所述第二進(jìn)料口 200的位置，由此在污泥處理設(shè)備的運行過程中，通過第一進(jìn)料口 100 向反應(yīng)腔室內(nèi)1100供給的待處理的污泥會由于重力作用自上而下運動，同時，通過第二進(jìn)料口 200向反應(yīng)腔室1100內(nèi)供給的水蒸氣會自自下而上運動，進(jìn)而能夠增加待處理的污泥與水蒸氣的接觸面積，在反應(yīng)腔室1100內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，在這一過程中有機(jī)質(zhì)發(fā)生了物理和化學(xué)變化，從而能夠有效地對污泥進(jìn)行凈化處理。第一出料口 300設(shè)置在所述塔體1001上， 用于從所述反應(yīng)腔室1100內(nèi)排出經(jīng)過處理的污泥。第二出料口 400設(shè)置在塔體1001上， 用于從反應(yīng)腔室1100內(nèi)排出水蒸氣。由此，分別通過第一出料口 300和第二出料口 400分別派出經(jīng)過處理的污泥和水蒸氣。根據(jù)本發(fā)明的實施例，塔體1001的類型不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例，優(yōu)選所述塔體1001為立式反應(yīng)塔，更優(yōu)選能夠耐受高溫高壓的立式反應(yīng)塔。由此可以便于增加待處理的污泥與水蒸氣之間的接觸面積、提高反應(yīng)效率，從而進(jìn)一步提高污泥的處理效率和處理效果。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，這里所使用的術(shù)語“塔體”的含義應(yīng)作廣義理解，其體積和形狀并不受到任何限制，可以是任何其內(nèi)可以限定反應(yīng)空間的容器，其體積也不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要對“塔體”的體積和尺寸進(jìn)行選擇。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例，污泥處理裝置1000可以進(jìn)一步包括物料返回管路500。如圖2所示，物料返回管路500的兩端分別與第一出料口 300和反應(yīng)腔室1100連通。由此，用于將經(jīng)過處理的污泥返回至反應(yīng)腔室1100內(nèi)。進(jìn)而，可以通過該物料返回管路500，將經(jīng)過處理的污泥返回至反應(yīng)腔室1100內(nèi)進(jìn)行繼續(xù)進(jìn)行凈化處理，實現(xiàn)循環(huán)處理， 從而提高了經(jīng)過處理的污泥的凈化程度。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例物料返回管路500上還可以設(shè)置有開關(guān)501，用于控制物料返回管路500的啟動和關(guān)閉。由此，可以方便地控制將經(jīng)過處理的污泥返回反應(yīng)腔室1100進(jìn)行循環(huán)處理，或者直接通過第一出料口 300進(jìn)行排出。在運行過程中，可以根據(jù)需要對開關(guān)501進(jìn)行啟動和關(guān)閉。例如，可以根據(jù)從第一出料口 300進(jìn)行取樣分析經(jīng)過處理的污泥樣品的成分是否符合需要，如果需要進(jìn)行循環(huán)處理， 則啟動開關(guān)501，將所排出的經(jīng)過處理的污泥通過物料返回管路500返回至反應(yīng)腔室1100 內(nèi)進(jìn)行繼續(xù)處理。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，物料返回管路500僅將從第一出料口 300 中排出的污泥的一部分返回至反應(yīng)腔室1100內(nèi)進(jìn)行循環(huán)處理，其余部分經(jīng)過處理的污泥可以直接排放。參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例，反應(yīng)腔室1100內(nèi)限定有多個子反應(yīng)腔室(1101， 1102)，各個子反應(yīng)腔室(1101,1102)分別設(shè)置有試劑進(jìn)料口(11011，11012)，用于向各個子反應(yīng)腔室(1101,1102)內(nèi)供給用于處理污泥的試劑。由此，可以在子反應(yīng)腔室(1101， 1102)內(nèi)對污泥進(jìn)行附加的處理，以提高處理污泥的效率。當(dāng)然，雖然圖3中僅示出了兩個子反應(yīng)腔室(1101，1102)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，可以需要限定更多數(shù)目的子反應(yīng)腔室。根據(jù)本發(fā)明的實施例，子反應(yīng)腔室(1101,1102)的形成，可以通過本領(lǐng)域常用的手段進(jìn)行，例如可以在反應(yīng)腔室1100設(shè)置隔板，只要不影響污泥的下降和水蒸氣的上升即可。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在各個子反應(yīng)腔室(1101,1102)中添加的試劑的類型不受特別限制，只要能夠有利于污泥的凈化處理即可。根據(jù)本發(fā)明具體示例，可以采用試劑為選自氧化劑、還原劑、螯合劑的至少一種。通常，在污泥中可能存在許多重金屬例如Cd、Cr、CU、Fe、 Hg、Mn、Ni、Pb及Si，通過加入氧化劑，可以逐漸將重金屬轉(zhuǎn)化為此環(huán)境中溶解度低的固態(tài)化合物。另外，對于污泥中可能存在的一些可氧化性化學(xué)類物質(zhì)，通過添加還原劑，會形成相對穩(wěn)定的硫化物、氫氧化物、或金屬有機(jī)固態(tài)化物。上述反應(yīng)產(chǎn)物均是穩(wěn)定的且溶解度相對較低。螯合劑能夠與污泥中可能存在的重金屬形成螯合物。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以采用的螯合劑不受特別限制，可以為任何能夠與重金屬離子起螯合作用的有機(jī)化合物。例如，包括但不限于有機(jī)多元膦酸、EDTA。根據(jù)本發(fā)明實施例，可以采用的氧化劑的類型不受特別限制，例如可以采用過氧化物類氧化劑或者臭氧。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以采用還原劑的類型也不受特別限制，例如可以采用亞鐵鹽。由此，能夠進(jìn)一步提高處理污泥的效率和效果。參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的實施例，污泥處理裝置1000還可以進(jìn)一步包括污泥預(yù)處理設(shè)備2001用于對待處理的污泥進(jìn)行預(yù)處理。污泥預(yù)處理設(shè)備2001與所述污泥處理裝置 1000的第一進(jìn)料口 100相連，用于對所述待處理的污泥進(jìn)行預(yù)處理。由此，可以在將污泥供給到污泥處理裝置1000的反應(yīng)腔室1100內(nèi)之前，對污泥進(jìn)行預(yù)處理。進(jìn)行預(yù)處理的類型不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在污泥預(yù)處理設(shè)備2001，將污泥的PH值調(diào)節(jié)至接近中性，例如6. 0-8. 0。由此，可以提高利用污泥處理裝置進(jìn)行污泥處理的效率，以及保護(hù)污泥處理裝置免于受到污泥中所含物質(zhì)的影響，延長污泥處理裝置的壽命。參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的實施例，污泥處理裝置1000還可以進(jìn)一步包括水蒸氣熱交換設(shè)備2002用于對水蒸氣進(jìn)行熱交換回收循環(huán)使用。參考圖4，水蒸氣熱交換設(shè)備2002 分別與第二出料口 400和第二進(jìn)料口 200相連，用于將通過第二出料口 400排出的水蒸氣進(jìn)行熱交換后，提高水蒸氣溫度，再經(jīng)過第二進(jìn)料口 200返回至污泥處理裝置1000的反應(yīng)腔室1100內(nèi)。由此，可以將水蒸氣進(jìn)行回收循環(huán)使用，降低成本，節(jié)省能耗。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種利用上述根據(jù)本發(fā)明實施例的污泥處理裝置處理污泥的方法。根據(jù)本發(fā)明實施例的污泥處理方法是基于申請人的下列發(fā)現(xiàn)而完成的反應(yīng)原理為處理污泥，主要是處理污泥中含有大量的水分和有機(jī)質(zhì)，特別是去除這些水分，這些水分通常還包括分子間、細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的水分?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)證明通過機(jī)械手段無法實現(xiàn)排出這些水分。申請人發(fā)現(xiàn)，污泥在與一定溫度和壓力的水蒸氣充分接觸一定時間的情況下，隨著污泥溫度的升高，污泥中水分子和各類有機(jī)質(zhì)分子、細(xì)胞被破碎，這一過程使得細(xì)胞間、細(xì)胞內(nèi)、分子間的水分會因此而被析出，在這一過程中有機(jī)質(zhì)也會發(fā)生物理和化學(xué)變化。從而能夠有效地對污泥進(jìn)行凈化處理。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了一種利用根據(jù)本發(fā)明實施例的污泥處理裝置1000 處理污泥的方法。污泥處理裝置1000可以為根據(jù)本發(fā)明實施例的任一種污泥處理裝置 1000，在此不再贅述。下面詳細(xì)描述，利用污泥處理裝置1000處理污泥的方法。開啟第一進(jìn)料口 100，并向所述反應(yīng)腔室1100內(nèi)供給待處理的污泥。開啟所述第二進(jìn)料口 200，并向所述反應(yīng)腔室1100內(nèi)供給用于處理污泥的水蒸氣。將反應(yīng)腔室1100內(nèi)的溫度控制在 200-270攝氏度，壓力控制在20-25個大氣壓，使得待處理的污泥與水蒸氣在高溫高壓下接觸反應(yīng)一定的時間。開啟第一出料口 300排出經(jīng)過處理的污泥，并開啟第二出料口 400排出水蒸氣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過利用這樣的污泥處理裝置1000，借助上述方法，可以有效地提高污泥處理的效率。需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述所列舉的步驟并沒有明確的先后之分，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。這里所使用的術(shù)語“一定的時間” 可以理解為能夠?qū)ξ勰噙M(jìn)行充分處理的時間。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解該時間是可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整的。例如可以通過取樣分析進(jìn)行確定時間是否充分。根據(jù)本發(fā)明的實施例的污泥處理方法能夠處理的污泥的類型和來源不受特別限制，可以是現(xiàn)有的任何需要處理的污泥。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例，污泥處理裝置1000可以進(jìn)一步包括物料返回管路500。如圖2所示，物料返回管路500的兩端分別與第一出料口 300和反應(yīng)腔室1100連通。由此，在進(jìn)行污泥處理是，可以將經(jīng)過處理的污泥返回至反應(yīng)腔室1100內(nèi)。進(jìn)而，可以通過該物料返回管路500，將經(jīng)過處理的污泥返回至反應(yīng)腔室1100內(nèi)進(jìn)行繼續(xù)進(jìn)行凈化處理，實現(xiàn)循環(huán)處理，從而提高了經(jīng)過處理的污泥的凈化程度。根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例物料返回管路500上還可以設(shè)置有開關(guān)501，用于控制物料返回管路500的啟動和關(guān)閉。由此，可以方便地控制將經(jīng)過處理的污泥返回反應(yīng)腔室1100進(jìn)行循環(huán)處理，或者直接通過第一出料口 300進(jìn)行排出。在進(jìn)行污泥處理的過程中，可以根據(jù)需要對開關(guān)501進(jìn)行啟動和關(guān)閉。例如，可以根據(jù)從第一出料口 300進(jìn)行取樣分析經(jīng)過處理的污泥樣品的成分是否符合需要，如果需要進(jìn)行循環(huán)處理，則啟動開關(guān)501，將所排出的經(jīng)過處理的污泥通過物料返回管路500返回至反應(yīng)腔室1100內(nèi)進(jìn)行繼續(xù)處理。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，物料返回管路500僅將從第一出料口 300中排出的污泥的一部分返回至反應(yīng)腔室1100內(nèi)進(jìn)行循環(huán)處理，其余部分經(jīng)過處理的污泥可以直接排放。根據(jù)本發(fā)明的實施例，這些取樣、控制操作可以自動完成。參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例，反應(yīng)腔室1100內(nèi)限定有多個子反應(yīng)腔室(1101， 1102)，各個子反應(yīng)腔室(1101,1102)分別設(shè)置有試劑進(jìn)料口(11011，11012)，用于向各個子反應(yīng)腔室(1101,1102)內(nèi)供給用于處理污泥的試劑。由此，可以在子反應(yīng)腔室(1101， 1102)內(nèi)對污泥進(jìn)行附加的處理，以提高處理污泥的效率。當(dāng)然，雖然圖3中僅示出了兩個子反應(yīng)腔室(1101，1102)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，可以需要限定更多數(shù)目的子反應(yīng)腔室。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在進(jìn)行污泥處理時，在各個子反應(yīng)腔室(1101,110 中添加的試劑的類型不受特別限制，只要能夠有利于污泥的凈化處理即可。根據(jù)本發(fā)明具體示例， 可以采用試劑為選自氧化劑、還原劑、螯合劑等的至少一種。通過添加氧化劑、還原劑，螯合劑可以發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)，在污泥中通過添加氧化劑、還原劑、螯合劑可以發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)在污泥中的許多重金屬(例如Cd，Cr，Cu，F(xiàn)e，Hg，Mn，Ni，Pb及Zn)，氧化性的環(huán)境會逐漸將重金屬轉(zhuǎn)化為此環(huán)境中最低可溶性的固態(tài)化合物，一些可氧化性化學(xué)類物質(zhì)在還原性的環(huán)境中也會形成相當(dāng)穩(wěn)定的硫化物、氫氧化物、或金屬有機(jī)固態(tài)化物。上述兩類即可還原性及可氧化性化學(xué)物類的重金屬物質(zhì)在經(jīng)過上述處理過程，其生成物均會逐漸形成該環(huán)境下最穩(wěn)定、最低可溶性的重金屬固態(tài)化合物，這類化合物是無法被植物吸收。螯合劑的反應(yīng)原理是如果分子結(jié)構(gòu)中的配位體中只有一個配位原子，則中心離子與配位體之間只能形成一個配位鍵。而有些配位體中含有兩個以上的配位原子而且這兩個原子間相隔著兩至三個其他非配位原子時，這就可以與中心離子(或原子)同時形成兩個以上的配位鍵，并形成一個包括兩個配位剿五元或六元環(huán)的特殊結(jié)構(gòu)，把這種配合物稱為螯合物。能形成螯合物的配位體叫螯合劑。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所采用的螯合劑的類型不受特別限制，可以為選自能與重金屬離子起螯合作用的有機(jī)化合物很多，如類似羧酸型、有機(jī)多元膦酸等中的至少一種，但是這些添加劑均來自天然。由此，能夠進(jìn)一步提高處理污泥的效率和效果。參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的實施例，污泥處理裝置1000還可以進(jìn)一步包括污泥預(yù)處理設(shè)備2001用于對待處理的污泥進(jìn)行預(yù)處理。污泥預(yù)處理設(shè)備2001與所述污泥處理裝置 1000的第一進(jìn)料口 100相連，用于對所述待處理的污泥進(jìn)行預(yù)處理。由此，在進(jìn)行污泥處理的過程中，在將污泥供給到污泥處理裝置1000的反應(yīng)腔室1100內(nèi)之前，可以對污泥進(jìn)行預(yù)處理。進(jìn)行預(yù)處理的類型不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以在污泥預(yù)處理設(shè)備 2001，將污泥的pH值調(diào)節(jié)至接近中性，例如6. 0-8. 0。由此，可以提高利用污泥處理裝置進(jìn)行污泥處理的效率，以及保護(hù)污泥處理裝置免于受到污泥中所含物質(zhì)的影響，延長污泥處理裝置的壽命。參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的實施例，污泥處理裝置1000還可以進(jìn)一步包括水蒸氣熱交換設(shè)備2002用于對水蒸氣進(jìn)行熱交換回收循環(huán)使用。參考圖4，水蒸氣熱交換設(shè)備2002 分別與第二出料口 400和第二進(jìn)料口 200相連。由此，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在進(jìn)行污泥處理的過程中，可以將通過第二出料口 400排出的水蒸氣進(jìn)行熱交換，提高水蒸氣溫度，然后，在將經(jīng)過熱交換的水蒸氣經(jīng)過第二進(jìn)料口 200返回至污泥處理裝置1000的反應(yīng)腔室 1100內(nèi)。由此，可以將水蒸氣進(jìn)行回收循環(huán)使用，降低成本，節(jié)省能耗。下面，根據(jù)本發(fā)明的具體示例對本發(fā)明進(jìn)行描述。需要說明的是，這些示例并不以任何方式對本發(fā)明的范圍作出限制。示例 1使用圖4所示的污泥處理裝置，按照下列運行條件進(jìn)行污泥的處理首先，在預(yù)處理裝置中，將污泥的Ι 值調(diào)節(jié)至6. 7-7. 02之間，立式反應(yīng)塔內(nèi)的溫度為170度-270度，壓力為20-25個大氣壓。經(jīng)塔內(nèi)處理后的污泥和水排出時，帶有大量的熱量，這些熱量的附帶物水和氣體經(jīng)過回流管，進(jìn)入塔體內(nèi)循環(huán)使用，該回流循環(huán)過程是連續(xù)不斷和可控的。污泥處理前成分中含有含水量90%以上，寄生物、病菌、重金屬Ni、Cd、Pb、Zn、 Cu、Cr、As等離子。污泥處理后成分中含有含水量40%以下，無寄生物和病菌，重金屬Ni、Cd、Pb、 Zn、Cu、Cr、As等離子形成鹽類或形成純物質(zhì)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有設(shè)備和工藝每處理1噸污泥消耗蒸汽0. 8噸-2噸，本設(shè)備和工藝消耗蒸汽在 0. 3噸或更少，生產(chǎn)過程能耗降低20%以上。由于在污泥處理過程中，利用了流體動力學(xué)的原理和工藝，一個塔內(nèi)就完成了所有工序，使得塔內(nèi)和塔外的熱能交換方式效率大大提高，測算熱能循環(huán)利用率比現(xiàn)有設(shè)備和工藝提高3-4倍。由于在污泥處理過程中，僅有一個塔內(nèi)就完成了所有工序，避免了多個反應(yīng)塔或塔之間的物質(zhì)流動，使得塔內(nèi)的熱能損失大大降低，測算熱能損失為現(xiàn)有設(shè)備和工藝的 10%左右。由于采用了塔式結(jié)構(gòu)，避免了多個反應(yīng)塔之間的物質(zhì)交換操作，使得設(shè)備和工藝之間的聯(lián)結(jié)大大簡化，工序控制簡單，設(shè)備數(shù)量減少，因此設(shè)備和工藝的復(fù)雜性大大降低， 設(shè)備的制造成本降低20%左右。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種污泥處理裝置，其特征在于包括 塔體，所述塔體內(nèi)限定有反應(yīng)腔室；第一進(jìn)料口，所述第一進(jìn)料口設(shè)置在塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給待處理的污泥；第二進(jìn)料口，所述第二進(jìn)料口設(shè)置在所述塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給水蒸氣；第一出料口，所述第一出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出經(jīng)過處理的污泥；第二出料口，所述第二出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出水蒸氣；其中，所述第一進(jìn)料口的位置高于所述第二進(jìn)料口的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥處理裝置，其特征在于進(jìn)一步包括物料返回管路，所述物料返回管路的兩端分別與所述第一出料口和所述反應(yīng)腔室連通，用于將經(jīng)過處理的污泥返回至所述反應(yīng)腔室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥處理裝置，其特征在于，所述物料返回管路上設(shè)置有開關(guān)，用于控制物料返回管路的啟動和關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥處理裝置，其特征在于，所述反應(yīng)腔室內(nèi)限定有多個子反應(yīng)腔室，各個子反應(yīng)腔室分別設(shè)置有試劑進(jìn)料口，用于向各個子反應(yīng)腔室內(nèi)供給用于處理污泥的試劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥處理裝置，其特征在于進(jìn)一步包括污泥預(yù)處理設(shè)備，所述污泥預(yù)處理設(shè)備與所述污泥處理裝置的第一進(jìn)料口相連，用于對所述待處理的污泥進(jìn)行預(yù)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥處理裝置，其特征在于進(jìn)一步包括水蒸氣熱交換設(shè)備，所述水蒸氣熱交換設(shè)備分別與所述第二出料口和第二進(jìn)料口相連，用于將通過所述第二出料口排出的水蒸氣進(jìn)行熱交換后，經(jīng)過所述第二進(jìn)料口返回至所述污泥處理裝置的反應(yīng)腔室內(nèi)。
7.一種使用污泥處理裝置處理污泥的方法，其特征在于， 所述污泥處理裝置包括塔體，所述塔體內(nèi)限定有反應(yīng)腔室；第一進(jìn)料口，所述第一進(jìn)料口設(shè)置在塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給待處理的污泥；第二進(jìn)料口，所述第二進(jìn)料口設(shè)置在所述塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給水蒸氣；第一出料口，所述第一出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出經(jīng)過處理的污泥；第二出料口，所述第二出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出水蒸氣；所述第一進(jìn)料口的位置高于所述第二進(jìn)料口的位置；所述方法包括開啟所述第一進(jìn)料口，并向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給待處理的污泥；開啟所述第二進(jìn)料口，并向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給用于處理污泥的水蒸氣；控制所述反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度為200-270攝氏度，壓力為20-25個大氣壓，使得所述待處理的污泥與所述水蒸氣在高溫高壓下接觸反應(yīng)一定的時間；開啟所述第一出料口排出經(jīng)過處理的污泥，并開啟所述第二出料口排出水蒸氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理污泥的方法，其特征在于，所述污泥處理裝置進(jìn)一步包括物料返回管路，所述物料返回管路的兩端分別與所述第一出料口和所述反應(yīng)腔室連通，用于將經(jīng)過處理的污泥返回至所述反應(yīng)腔室內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理污泥的方法，其特征在于，所述物料返回管路上設(shè)置有開關(guān)，用于根據(jù)第一出料口排出的經(jīng)過處理的污泥的品質(zhì)控制物料返回管路的啟動和關(guān)閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理污泥的方法，其特征在于，所述反應(yīng)腔室內(nèi)限定有多個子反應(yīng)腔室，各個子反應(yīng)腔室分別設(shè)置有試劑進(jìn)料口，用于向各個子反應(yīng)腔室內(nèi)供給用于處理污泥的試劑，所述試劑為選自氧化劑、還原劑、螯合劑等的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于污泥處理裝置，包括塔體，所述塔體內(nèi)限定有反應(yīng)腔室；第一進(jìn)料口，所述第一進(jìn)料口設(shè)置在塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給待處理的污泥；第二進(jìn)料口，所述第二進(jìn)料口設(shè)置在所述塔體上，用于向所述反應(yīng)腔室內(nèi)供給水蒸氣；第一出料口，所述第一出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出經(jīng)過處理的污泥；第二出料口，所述第二出料口設(shè)置在所述塔體上，用于從所述反應(yīng)腔室內(nèi)排出水蒸氣；其中，所述第一進(jìn)料口的位置高于所述第二進(jìn)料口的位置。本發(fā)明還提供了利用該污泥處理裝置處理污泥的方法?？梢杂行У貙ξ勰噙M(jìn)行處理。
文檔編號C02F11/00GK102225829SQ20111011898
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者閆保民 申請人:閆保民