本發(fā)明涉及一種污泥處理方法，尤其涉及一種污泥資源化處理方法。本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)該污泥資源化處理方法的處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)人口的日益增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，截至2015年底，我國(guó)已建3910多座城鎮(zhèn)污水處理廠，污水處理廠日處理能力已達(dá)到1.67億立方米/日，作為污水的衍生品，2015年市政污泥(含水率80％)產(chǎn)生3000萬(wàn)噸～4000萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)的市政污泥產(chǎn)量將達(dá)到6000萬(wàn)噸～9000萬(wàn)噸。

國(guó)內(nèi)重水輕泥的思路，導(dǎo)致建污水廠時(shí)未把污泥的處理作為污水廠的必要組成部分，大量的未處理污泥堆積占用了大量土地，且城市污水污泥含有大量的有機(jī)污染物，易腐爛變質(zhì)，有強(qiáng)烈的臭味，同時(shí)含有病原菌、重金屬、以及多氯聯(lián)苯、二噁英等難降解的有毒有害物質(zhì)，對(duì)周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的二次污染。

污泥處置目標(biāo)是減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和最終資源化，即便于運(yùn)輸和消納，又對(duì)污染資源再利用。當(dāng)前各種處理方法中，投入的成本由低到高分別為填埋、消化利用、協(xié)同焚燒等。

衛(wèi)生填埋處置不符合國(guó)家目前污泥處理處置政策要求，污泥填埋后，內(nèi)部仍然含有大量水分，產(chǎn)生大量垃圾滲濾液，處理不當(dāng)污染當(dāng)?shù)厮矗艺加么罅康耐恋孛娣e，未來(lái)有取消污泥填埋的風(fēng)險(xiǎn)。

消化分為厭氧和好氧消化，最終污泥可以制肥供土地利用。厭氧消化并不能一次性徹底處理全部污泥，消化過(guò)程很難滿(mǎn)足污泥無(wú)害化要求，往往需厭氧消化前先進(jìn)行高溫?zé)崴?，厭氧產(chǎn)沼氣過(guò)程和沼氣儲(chǔ)存都存在安全風(fēng)險(xiǎn)，而國(guó)內(nèi)污泥有機(jī)質(zhì)含量偏低，含砂量高，肥份難滿(mǎn)足制肥要求，肥料存在銷(xiāo)路難題，且通過(guò)熱水解、厭氧、好氧工藝，投資大，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高，廢水、臭氣、重金屬超標(biāo)難治理。

焚燒工藝在污泥減量化和無(wú)害化方面優(yōu)勢(shì)明顯，滅菌效果徹底，污泥焚燒前，應(yīng)盡可能降低污泥的含水率，提高污泥熱值，一般的焚燒裝置同污泥的干燥過(guò)程是一體的，處理設(shè)備的一次性投資大，能耗和處理費(fèi)用高，污泥焚燒后重金屬等可能隨著煙塵的擴(kuò)散進(jìn)入大氣造成二次污染。

如何用一種處理工藝，用較小的投資和便捷的運(yùn)營(yíng)，達(dá)到污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和最終資源化利用，是我們迫切需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效、節(jié)能、無(wú)污染實(shí)現(xiàn)污泥的資源化處置的污泥資源化處理方法。

本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)該污泥資源化處理方法的處理系統(tǒng)。

為了解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的污泥資源化處理方法，包括如下步驟：

步驟1：濕污泥轉(zhuǎn)運(yùn)至污泥倉(cāng)，通過(guò)螺旋污泥泵泵至污泥脫水機(jī)；

步驟2：濕污泥進(jìn)入污泥脫水機(jī)脫水后，污水返至污水廠處理；脫水后的污泥顆粒儲(chǔ)存于干化污泥倉(cāng)；當(dāng)污泥含水率干化至30％以下時(shí)，對(duì)污泥顆粒進(jìn)行資源化利用：

與水泥原料粘土類(lèi)材料混配，通過(guò)回轉(zhuǎn)窯燒制利用；

污泥熱值偏低，干化至含水率25％以下時(shí)，通過(guò)燃煤電廠混合燃燒發(fā)電；

由于城市生活垃圾熱值普遍偏低，污泥含水率降至20％以下時(shí)，充分利用垃圾焚燒爐焚燒，煙氣通過(guò)余熱鍋爐換熱，利用蒸汽發(fā)電機(jī)組發(fā)電和蒸汽余熱利用；

步驟3：污泥與燃煤電廠混合燃燒發(fā)電，火電廠自有煙氣處理系統(tǒng)，其甚至可以達(dá)到超低排放；垃圾焚燒爐和回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的煙氣，首先通過(guò)收塵器處理，將直徑10um以上的粗顆粒物沉降，利用洗滌器脫去煙氣中的酸性氣體并使煙氣降溫；低溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)除塵器后，直徑1um的細(xì)顆粒攔截率達(dá)到99.9％，從除塵器出來(lái)的低溫?zé)煔膺M(jìn)入后端的多功能凈化器進(jìn)行煙氣處理；垃圾焚燒爐內(nèi)的飛灰和煙氣顆粒飛灰重金屬含量較高，回回轉(zhuǎn)窯燒制市政道路骨料。

垃圾焚燒爐和回轉(zhuǎn)窯出來(lái)的煙氣，首先通過(guò)多級(jí)旋風(fēng)處理器，將直徑10um以上的粗顆粒物沉降，利用半干式洗滌器脫去煙氣中的酸性氣體并使煙氣降溫；低溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)布袋除塵器后，直徑1um的細(xì)顆粒攔截率達(dá)到99.9％。

后端的多功能凈化器前置有植物液噴淋裝置，噴灑的活性植物液能分解降解煙氣中的刺激性氣體，中置離心除霧器能除去煙氣中的水分子顆粒，后置活性炭吸附模組，顆?；钚蕴枯d低溫催化劑，徹底吸附煙氣中的苯類(lèi)及二噁英等難降解污染物。

從污泥倉(cāng)出來(lái)的氣體進(jìn)入后端的多功能凈化器進(jìn)行煙氣處理。

為了解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)污泥資源化處理方法的處理系統(tǒng)，污泥倉(cāng)的污泥出口通過(guò)污泥泵與污泥脫水機(jī)的進(jìn)口連接，污泥脫水機(jī)的出口連接有干化污泥倉(cāng)；干化污泥倉(cāng)的出口能與回轉(zhuǎn)窯、燃煤電廠和垃圾焚燒爐連接；垃圾焚燒爐和燃煤電廠的煙氣出口與余熱鍋爐的煙氣端連接，余熱鍋爐的蒸汽出口與發(fā)電機(jī)組連接，余熱鍋爐和回轉(zhuǎn)窯的煙氣出口與收塵器的煙氣進(jìn)口連接，收塵器的煙氣出口與洗滌器的煙氣進(jìn)口連接，洗滌器的煙氣出口與除塵器的煙氣進(jìn)口連接，除塵器的煙氣出口與多功能凈化器的煙氣進(jìn)口連接，多功能凈化器的煙氣出口排空；收塵器、洗滌器、布袋除塵器、垃圾焚燒爐和燃煤電廠的飛灰出口與回轉(zhuǎn)窯有的料進(jìn)口連接。

污泥倉(cāng)的廢氣出口與多功能凈化器的煙氣進(jìn)口連接。

多功能凈化器前置有植物液噴淋裝置，中置有離心除霧器，后置有活性炭吸附模組。

廂式低溫干燥裝置的氣體出口與污泥脫水機(jī)的一端連接，廂式低溫干燥裝置的氣體進(jìn)口與污泥脫水機(jī)的另一端連接。

污泥脫水機(jī)包括電源、陽(yáng)極螺旋軸、定環(huán)、游動(dòng)環(huán)、孔板、旋轉(zhuǎn)切刀和纖維網(wǎng)布傳送帶。

廂式低溫干燥裝置包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥。

所述的收塵器為旋風(fēng)收塵器，所述的洗滌器為半干式洗滌器，所述的除塵器為布袋除塵器；所述的污泥脫水機(jī)為具有電滲透與造粒功能的疊螺式污泥脫水機(jī)。

所述的污泥泵為螺旋污泥泵。

采用上述技術(shù)方案的污泥資源化處理方法及其處理系統(tǒng)，污泥脫水機(jī)能實(shí)現(xiàn)污泥脫水至含水率50％。經(jīng)過(guò)改進(jìn)疊螺式污泥脫水機(jī)，具有電滲透脫水功能，在電場(chǎng)作用下，使污泥中的“自由水”和“結(jié)合水”(細(xì)胞水)同時(shí)從污泥中分離出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了高效率脫水。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的疊螺式污泥脫水機(jī)，尾部裝有孔板、旋轉(zhuǎn)切刀、纖維網(wǎng)布傳送帶，將壓濾后的污泥擠壓成10mm顆粒。經(jīng)過(guò)改進(jìn)的疊螺式污泥脫水機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)全封閉低溫?zé)岣苫δ?，?shí)現(xiàn)污泥干化后含水率10％～50％之間的任意值。進(jìn)入污泥脫水機(jī)的低溫空氣來(lái)源于廂式低溫干燥裝置，干燥低溫空氣(60-80℃)由脫水機(jī)底端進(jìn)入，頂端排出濕熱空氣后回流至廂式低溫干燥裝置。通過(guò)伴流制冷劑的蒸發(fā)壓縮冷凝過(guò)程，濕熱空氣被干燥，排出冷凝水，并吸熱升溫(60-80℃)后循環(huán)利用。根據(jù)不同需求，通過(guò)廂式低溫干燥裝置，可以實(shí)現(xiàn)污泥干化后含水率10％～50％之間的任意值設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)污泥顆粒燃料化，提供給水泥廠制作建材原料、或者提供給火電廠與燃煤混合發(fā)電、或者與城市生活垃圾聯(lián)合焚燒發(fā)電。

煙氣通過(guò)收塵器、洗滌器、除塵器和多功能凈化器后由引風(fēng)機(jī)高空排放，飛灰進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯制作建材原料。

多功能凈化器設(shè)置有植物液噴淋除臭裝置、離心除霧裝置、低溫催化活性炭吸附裝置。

本發(fā)明污泥資源化處置工藝，與現(xiàn)有設(shè)備脫水與干化相比，可實(shí)現(xiàn)污泥連續(xù)脫水干化至含水率10％，通過(guò)除濕干燥，能耗僅為其他高溫干化工藝的二分之一，且全封閉干化過(guò)程只有冷凝水排放，無(wú)揮發(fā)刺激性氣體溢出。由于污泥可以控制脫水干化至含水率10％～50％任意值，這就方便了制備的污泥燃料顆?？啥喾N途徑實(shí)現(xiàn)資源化。

綜上所述，本發(fā)明是一種高效、節(jié)能、無(wú)污染實(shí)現(xiàn)污泥的資源化處置的污泥資源化處理方法及其處理系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)圖。

圖中標(biāo)號(hào)：

1-污泥倉(cāng)，2-螺旋污泥泵，3-廂式低溫干燥裝置，4-污泥脫水機(jī)，5-干化污泥倉(cāng)，6-回轉(zhuǎn)窯，7-燃煤電廠、8-垃圾焚燒廠，9-余熱鍋爐、10-發(fā)電機(jī)組、11-旋風(fēng)收塵器，12-半干式洗滌器，13-布袋除塵器，14-多功能凈化器；

41-電源，42-陽(yáng)極螺旋軸，43-定環(huán)，44-游動(dòng)環(huán)，45-孔板，46-旋轉(zhuǎn)切刀，47-纖維網(wǎng)布傳送帶；

51-蒸發(fā)器，52-壓縮機(jī)，53-冷凝器，54-膨脹閥；

141-植物液噴淋裝置，142-離心除霧器，143-活性炭吸附模組。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)污泥資源化處理方法的處理系統(tǒng)，污泥倉(cāng)1的污泥出口通過(guò)螺旋污泥泵2與污泥脫水機(jī)4的進(jìn)口連接，污泥脫水機(jī)4為具有電滲透與造粒功能的疊螺式污泥脫水機(jī)，污泥脫水機(jī)4的出口連接有干化污泥倉(cāng)5；干化污泥倉(cāng)5的出口能與回轉(zhuǎn)窯6、燃煤電廠7和垃圾焚燒爐8連接；垃圾焚燒爐8和燃煤電廠7的煙氣出口與余熱鍋爐9的煙氣端連接，余熱鍋爐9的蒸汽出口與發(fā)電機(jī)組10連接，余熱鍋爐9和回轉(zhuǎn)窯6的煙氣出口與旋風(fēng)收塵器11的煙氣進(jìn)口連接，旋風(fēng)收塵器11的煙氣出口與半干式洗滌器12的煙氣進(jìn)口連接，半干式洗滌器12的煙氣出口與布袋除塵器13的煙氣進(jìn)口連接，布袋除塵器13的煙氣出口與多功能凈化器14的煙氣進(jìn)口連接，多功能凈化器14的煙氣出口排空；旋風(fēng)收塵器11、半干式洗滌器12、布袋除塵器13、垃圾焚燒爐8和燃煤電廠7的飛灰出口與回轉(zhuǎn)窯6的原料進(jìn)口連接。

進(jìn)一步地，污泥倉(cāng)1的廢氣出口與多功能凈化器14的煙氣進(jìn)口連接。

具體地，多功能凈化器14前置有植物液噴淋裝置141，中置有離心除霧器142，后置有活性炭吸附模組143。

進(jìn)一步地，廂式低溫干燥裝置3的氣體出口與污泥脫水機(jī)4的一端連接，廂式低溫干燥裝置3的氣體進(jìn)口與污泥脫水機(jī)4的另一端連接。

具體地，污泥脫水機(jī)4包括電源41、陽(yáng)極螺旋軸42、定環(huán)43、游動(dòng)環(huán)44、孔板45、旋轉(zhuǎn)切刀46和纖維網(wǎng)布傳送帶47。

具體地，廂式低溫干燥裝置3包括蒸發(fā)器51、壓縮機(jī)52、冷凝器53和膨脹閥54。

參見(jiàn)圖1，一種污泥資源化處理方法，主要用在城鎮(zhèn)污泥一體化脫水干燥并實(shí)現(xiàn)燃料化后資源化利用，資料化利用的主要方向是聯(lián)合焚燒發(fā)電或者作為原料制備建材，包括如下步驟：

步驟1：濕污泥(含水率80％左右)轉(zhuǎn)運(yùn)至污泥倉(cāng)1，通過(guò)螺旋污泥泵2泵至污泥脫水機(jī)4。

步驟2：濕污泥進(jìn)入污泥脫水機(jī)4后，接通電源41，電源正極接通陽(yáng)極螺旋軸42，電源負(fù)極接通定環(huán)43，隨著陽(yáng)極螺旋軸42旋轉(zhuǎn)，污泥在于定環(huán)43和游動(dòng)環(huán)44之間擠壓推進(jìn)，在機(jī)械壓力與電荷作用下，污泥粒子和水分子相互向相反的極性方向分離移動(dòng)，水滴匯集成濾清液收集后返至污水廠處理。

步驟3：將污泥推進(jìn)固定的孔板45后，孔板45上密布均孔，在孔板45外側(cè)旋轉(zhuǎn)切刀45的作用下，污泥被造粒成直徑10mm左右的泥團(tuán)，泥團(tuán)經(jīng)纖維網(wǎng)布46傳送帶輸送至脫水機(jī)底端的污泥出口。

步驟4：同步開(kāi)啟廂式低溫干燥裝置3，該裝置包括制冷循環(huán)與干燥介質(zhì)循環(huán)兩個(gè)功能流程。

制冷循環(huán)即壓縮機(jī)52將已吸收濕熱空氣熱量的制冷劑打入冷凝器53，在冷凝器53處換熱，使其變成飽和或過(guò)冷液體，經(jīng)膨脹閥54后形成低壓氣、液混合物制冷劑，經(jīng)蒸發(fā)器51后進(jìn)入氣液分離器，形成低溫低壓過(guò)熱氣體制冷劑，最后壓縮后形成高溫高壓過(guò)熱氣體制冷劑，并進(jìn)行往復(fù)循環(huán)。

而在制冷循環(huán)同時(shí)伴流干燥介質(zhì)循環(huán)，濕熱空氣與蒸發(fā)器51進(jìn)行熱交換后降溫干燥，冷凝水從管口排出，降溫后的空氣經(jīng)冷凝器53和輔助加熱器進(jìn)行換熱升溫，形成高溫(60-80℃)熱空氣從污泥脫水機(jī)4底端的入口進(jìn)入。

從污泥脫水機(jī)4底端進(jìn)入的熱空氣不斷的與四層纖維網(wǎng)布傳送帶47上的泥團(tuán)顆粒進(jìn)行熱交換，并利用余熱干燥螺旋推進(jìn)中的污泥，濕熱空氣最后經(jīng)頂端回到廂式低溫干燥裝置3。通過(guò)調(diào)節(jié)裝置功率，控制調(diào)節(jié)熱空氣的溫度和氣流速度，使含水率50％左右的污泥進(jìn)一步干化至10％。

步驟5：污泥顆?？蓛?chǔ)存于干化污泥倉(cāng)5。當(dāng)污泥含水率干化至30％以下時(shí)，可以對(duì)污泥顆粒進(jìn)行資源化利用。

與水泥原料等粘土類(lèi)材料混配，通過(guò)回轉(zhuǎn)窯6燒制利用。

污泥熱值偏低，干化至含水率25％以下時(shí)，可以通過(guò)燃煤電廠7混合燃燒發(fā)電；

由于城市生活垃圾熱值普遍偏低，污泥含水率降至20％以下時(shí)，可以充分利用垃圾焚燒爐8焚燒，煙氣通過(guò)余熱鍋爐9換熱，利用蒸汽對(duì)發(fā)電機(jī)組10發(fā)電和蒸汽余熱利用，還可以節(jié)約新建污泥焚燒和煙氣處理設(shè)施的投資。

步驟6：煙氣飛灰處置系統(tǒng)。

污泥與燃煤電廠7混合燃燒發(fā)電，一般燃煤電廠7自有煙氣處理系統(tǒng)，其甚至可以達(dá)到超低排放。

垃圾焚燒爐8和回轉(zhuǎn)窯6出來(lái)的煙氣，首先通過(guò)多級(jí)旋風(fēng)處理器11，將直徑10um以上的粗顆粒物沉降，利用半干式洗滌器12脫去煙氣中的酸性氣體并使煙氣降溫。

低溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)布袋除塵器13后，直徑1um的細(xì)顆粒攔截率達(dá)到99.9％，后端的多功能凈化器14前置有植物液噴淋裝置141，噴灑的活性植物液能分解降解煙氣中的刺激性氣體，中置離心除霧器142能除去煙氣中的水分子顆粒，后置活性炭吸附模組143，顆?；钚蕴枯d低溫催化劑，徹底吸附煙氣中的苯類(lèi)及二噁英等難降解污染物。

垃圾焚燒爐8內(nèi)飛灰和煙氣顆粒飛灰重金屬含量較高，回到回轉(zhuǎn)窯6燒制市政道路骨料。

本發(fā)明工藝通過(guò)改造污泥脫水機(jī)4連續(xù)脫水干化，污泥在機(jī)械壓力與電荷作用下，污泥粒子和水分子相互向相反的極性方向分離移動(dòng)，污泥可脫水至50％，而來(lái)自廂式低溫干燥裝置3的低溫空氣(60-80℃)可以使含水率約50％的污泥顆粒進(jìn)一步干化至含水率10％，且通過(guò)低溫干燥冷凝方式，能耗只有高溫?zé)嵴羝?200℃)干燥的一半，整個(gè)脫水干化過(guò)程環(huán)保，無(wú)異味臭氣。

干化至含水率30％以下的污泥，資源化前景很好，即可以燒制建材，還可以與燃煤或生活垃圾焚燒發(fā)電和蒸汽余熱利用，燃燒后剩余的飛灰可以再回窯燒制市政道路骨料等方式實(shí)現(xiàn)資源化利用，煙氣通過(guò)凈化裝置凈化后完全達(dá)標(biāo)高空排放。