脫水污泥的資源化處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脫水污泥的資源化處理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市污水處理廠(chǎng)每年產(chǎn)生大量的污泥，含水率高(約80% )、處理成本已經(jīng)成為制約該行業(yè)發(fā)展的瓶頸因素。單獨(dú)建設(shè)污泥處置設(shè)施(如焚燒設(shè)施)不僅投資成本高，且運(yùn)行費(fèi)用昂貴，利用其他工業(yè)的余熱資源干化污泥、燃燒設(shè)備焚燒污泥時(shí)均可以大幅降低污泥的處理費(fèi)用，如利用水泥廠(chǎng)煙氣余熱及磚窯煙氣余熱等干化污泥，干化后的污泥可以用于建材化利用或者作為替代燃料使用，比如專(zhuān)利CN200910102069.4利用水泥廠(chǎng)煙氣余熱干化污泥與污泥燒制水泥的方法，專(zhuān)利CN200910101945.1利用磚窯煙氣余熱干化污泥與污泥制磚一體化的方法。污泥含水率在煙氣余熱干化過(guò)程中可以得到降低，提高污泥熱值及后續(xù)資源化利用效率。然而由于污泥干化過(guò)程能耗大、干化到一定含水率時(shí)易粘結(jié)，影響進(jìn)一步含水率的去除效果，甚至出現(xiàn)爆炸風(fēng)險(xiǎn)等經(jīng)濟(jì)及技術(shù)問(wèn)題，因此在污泥的熱轉(zhuǎn)化過(guò)程中控制費(fèi)用耗費(fèi)較多。而且在干化及焚燒過(guò)程中均存在工藝復(fù)雜、處理成本高、處理后的煙氣、粉煤灰渣等仍有個(gè)別項(xiàng)目難以達(dá)標(biāo)等問(wèn)題，不僅會(huì)對(duì)大氣、地表水及地下水形成污染威脅，且目前尚未頒布相應(yīng)的污染控制標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)資源化利用價(jià)值未得到充分體現(xiàn)。
[0003]目前已公布的專(zhuān)利主要涉及工業(yè)熱源，如低品質(zhì)蒸汽、煙氣余熱直接干化污泥，促進(jìn)污泥資源化再利用，如CN201110067528.7 一種污泥干化焚燒系統(tǒng)、污泥干化機(jī)及污泥干化方法，CN200910102069.4利用水泥廠(chǎng)煙氣余熱干化污泥與污泥燒制水泥的方法，CN200710069178.1利用污泥干化尾氣余熱的污泥儲(chǔ)存與預(yù)熱系統(tǒng)，CN201010106737.3污泥干化方法、焚燒方法及污泥焚燒設(shè)備、熱電廠(chǎng)及系統(tǒng)。然而目前我國(guó)火電廠(chǎng)等具有工業(yè)熱源設(shè)施頗多，大量熱能未得到有效利用，針對(duì)日益增長(zhǎng)的污泥產(chǎn)生量，開(kāi)展污泥利用工業(yè)熱能多元化資源回收利用的技術(shù)途徑顯得日益重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種脫水污泥的資源化處理系統(tǒng)及方法。該方法以煙氣余熱為熱源，采用熱破解技術(shù)，經(jīng)脫水得到固相和液相，然后分別進(jìn)行資源化處理，以解決現(xiàn)有脫水污泥處理工藝處理效果差、成本過(guò)高以及無(wú)法有效防止二次污染的問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種脫水污泥的資源化處理系統(tǒng)，由焚燒鍋爐、第一煙氣余熱交換器、儲(chǔ)泥池、堿調(diào)質(zhì)室、熱破解室、脫水間、第二煙氣余熱交換器、余熱干化間和厭氧發(fā)酵罐組成；焚燒鍋爐與第一煙氣余熱交換器連接，第一煙氣余熱交換器與熱破解室連接，儲(chǔ)泥池與堿調(diào)質(zhì)室連接，堿調(diào)質(zhì)室與熱破解室連接，熱破解室分別與脫水間和第二煙氣余熱交換器連接，脫水間分別與余熱干化間和厭氧發(fā)酵罐連接，第二煙氣余熱交換器與余熱干化間連接，余熱干化間分別與厭氧發(fā)酵罐和焚燒鍋爐連接；所述熱破解室為密閉式熱處理罐體；所述密閉式熱處理罐體內(nèi)設(shè)有蛇形蒸汽盤(pán)管和攪拌裝置。
[0007]利用上述系統(tǒng)資源化處理脫水污泥的方法，包括以下步驟:
[0008](I)脫水污泥傾倒入儲(chǔ)泥池后，輸送至堿調(diào)質(zhì)室，進(jìn)行堿調(diào)質(zhì)；
[0009](2)堿調(diào)質(zhì)后污泥輸送至熱破解室，以焚燒鍋爐的熱能進(jìn)行熱破解；
[0010](3)熱破解后污泥進(jìn)入脫水間進(jìn)行脫水操作，得到固相和液相；
[0011](4)固相進(jìn)入余熱干化間以熱破解煙氣余熱為熱源進(jìn)行干化處理，得到干化污泥；液相進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐以干化煙氣余熱為熱源生產(chǎn)沼氣；干化污泥進(jìn)入焚燒鍋爐作為燃料焚
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[0012]其中，
[0013]步驟⑴中所述堿調(diào)質(zhì)為投加石灰石，石灰石與污泥固體含量的質(zhì)量比為0.10?
0.35，時(shí)間為2?3天。
[0014]步驟(2)中所述熱破解為焚燒鍋爐的熱能通過(guò)第一煙氣余熱交換器輸送至熱破解室的蛇形蒸汽盤(pán)管，熱蒸汽通過(guò)蛇形蒸汽盤(pán)管對(duì)罐體內(nèi)的物料加熱，開(kāi)啟攪拌裝置，加快換熱速率。
[0015]步驟(2)中所述熱破解的溫度為120?150°C，時(shí)間為20?60min。
[0016]步驟(3)中所述脫水操作的時(shí)間為30?120min。
[0017]本發(fā)明堿調(diào)質(zhì)階段主要實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定調(diào)理、改善污泥后續(xù)處理效果并除去一些惡臭氣體，如H2S ;熱破解處理使得脫水污泥中的菌膠團(tuán)及絮體結(jié)構(gòu)得到充分的破壞，污泥中內(nèi)部水分得到充分釋放，大分子有機(jī)物得到溶解和破壞，進(jìn)而水解為低分子有機(jī)物；此時(shí)進(jìn)行脫水操作，可得粒徑小而均勻的固相及富含低分子有機(jī)物的液相，固相含水率為60?65%，液相中溶解性化學(xué)需氧量(SCOD)含量為50?100g/L，二者均進(jìn)入資源化處理階段；固相在余熱干化間以熱破解煙氣余熱為熱源進(jìn)行干化處理以實(shí)現(xiàn)以廢治廢，液相進(jìn)行中溫厭氧發(fā)酵處理，由于干化煙氣余熱溫度相對(duì)較低，因此可提供厭氧發(fā)酵的熱源。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019](I)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了污泥中易去除水分的去除并實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定，同時(shí)促進(jìn)污泥含水率進(jìn)一步高效去除及可生化降解特性，解決了干化效率低、易粘結(jié)、易發(fā)生爆炸的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)污泥基于相分離的高效資源化利用。
[0020](2)本發(fā)明經(jīng)過(guò)余熱干化和厭氧發(fā)酵的協(xié)同作用，把脫水污泥轉(zhuǎn)變?yōu)闅狻⒁?、固三相，解決了污泥因含水率高難以后續(xù)資源化利用、能源大量浪費(fèi)的問(wèn)題。
[0021](3)本發(fā)明以煙氣余熱為熱源進(jìn)行污泥干化及厭氧發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)了脫水污泥的兩個(gè)二次污染源的統(tǒng)一處理，達(dá)到了 “以廢治廢”的效果。
[0022](4)本發(fā)明方法內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了余熱利用，所產(chǎn)生的沼氣可以作為清潔能源進(jìn)行利用，干化所得的低含水率污泥可以作為高熱值輔助燃料，實(shí)現(xiàn)余熱利用及能源的節(jié)約。
[0023](5)本發(fā)明方法污泥破解效果好，SCOD去除率大于55%，尾氣溫度低于30°C，減少了能量浪費(fèi)，比其它煙氣余熱資源化利用方法節(jié)省能源50%以上。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為脫水污泥資源化處理系統(tǒng)的工藝流程圖；
[0025]其中:1-焚燒鍋爐，2-第一煙氣余熱交換器，3-儲(chǔ)泥池，4-堿調(diào)質(zhì)室，5-熱破解室，6-脫水間，7-第二煙氣余熱交換器，8-余熱干化間，9-厭氧發(fā)