溼汙泥幹化處理系統與工藝的製作方法

2023-05-07 16:23:26 1

專利名稱：溼汙泥幹化處理系統與工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種廢物處理裝置與工藝，特別涉及一種溼汙泥的幹化處 理系統與處理工藝。
背景技術：
溼汙泥是汙水處理過程中產生的副產品，汙泥的成分極為複雜，主要
含有大約80~90%的水分，以及其他可被回收利用的有機質、各類有機物、 多種微量元素以及可能對環境造成不良影響的病原微生物、寄生蟲卵、重 金屬等。將溼汙泥進行無害化、資源化處理，是世界範圍內生態環境保護 的一個重要課題。
傳統的溼汙泥處理方法包括投海(或直接排放)、填埋以及堆肥化，但 是都存在對環境的負面影響(水質汙染、土層汙染以及空氣汙染等)以及 空間資源(土地和水場)的佔用和浪費等缺點，已經被越來越多的工業國 家所禁止或廢棄。近年來，汙泥的焚燒處理得到日益推廣，通過焚燒能將 汙泥中的絕大部分有機物質和微生物處理掉，並將汙泥完全礦化，且能達 到大規模的處理而無需佔用大量的空間資源，且對環境的負面影響相對容 易控制。中國專利申請CN200410086312.5公開了一種溼汙泥焚燒處理方法 及焚燒處理裝置，其將溼汙泥的乾燥、焚燒和煙氣無害化處理集中在單一裝置中同時進行，簡化了處理工藝；但是該處理裝置和方法中需要將溼汙
泥在焚燒爐中以800 95(TC的溫度進行焚燒，對設備的要求相當高而且能耗 相對較大。採用該裝置和工藝存在前期投入較大，運行成本較高的缺陷。
日本專利JP3613567公開了一種燃料製造裝置以及燃料製造方法，是 將高溼潤廢棄物置入特定的處理容器中並通以高壓蒸汽，然後將處理容器 內的溫度和壓力在給定範圍內保持給定的時間，使結合分子分離，而製造 微細化燃料。實施該專利所公開的裝置及方法往往存在得到的燃料產物含 水較高，不能直接使用的缺點；而且在用於處理溼汙泥時，得到的產物採 用傳統工藝及廢物處理行業常用的脫水裝置均不易脫水幹化，只能採取自 然放置和蒸發的方式脫水，這樣的放置處理一方面佔地較多，尤其是在大 規模處理廢物中，另一方面放置物在放置過程中流淌的汙水和蒸發的氣體 對環境極不友好，往往會產生後續的對這些放置物的再一次處理，增加了 處理成本。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術溼汙泥處理工藝中存在的能耗高、易 產生二次汙染以及採用幹化處理工藝脫水不徹底的缺陷，提供一種溼汙泥 的幹化處理系統和處理方法，以環保、節能、高資源利用率、低運行成本 的方式解決汙泥資源再生問題。
本發明為解決技術問題所採用的技術方案是，提供一種溼汙泥幹化處 理系統，其特徵在於，包括低溫熱解反應裝置，用於將溼汙泥與飽和水 蒸汽進行低溫熱解反應，使溼汙泥中的高分子有機物轉換成低分子有機物；螺旋式離心過濾裝置，用於將熱解後的溼汙泥以機械分離方式離心過濾脫 水，獲得含水率在55 60%的半乾汙泥；乾燥裝置，用於將過濾脫水後的半
幹汙泥中的水分乾燥脫除，獲得含水率在10~40%的幹化汙泥型固體燃料。
本發明提供的溼汙泥幹化處理系統，還包括過濾液回收裝置，用於收 集在離心過濾裝置中對溼汙泥進行離心過濾脫水而產生的過濾液。
本發明提供的溼汙泥幹化處理系統，還包括蒸汽冷凝裝置，用於將低 溫熱解裝置中由飽和水蒸汽轉換而成的乏蒸汽進行冷凝收集。
本發明提供的溼汙泥幹化處理系統，還包括氣體洗滌裝置，用於對來 自蒸汽冷凝裝置和/或乾燥裝置的氣體進行洗滌處理。
本發明提供的溼汙泥幹化處理系統，還包括氣體焚燒裝置，並焚燒經 氣體洗滌裝置洗滌後的不溶性氣體。
本發明提供的溼汙泥幹化處理系統中，所述低溫熱解反應裝置的工作
條件為溫度150~300°C，壓力1.5(K3.0MPa。
本發明還提供一種汙泥幹化處理工藝，其特徵在於，包括以下步驟
(1) .將溼汙泥原料注入低溫熱解反應裝置，同時通入溫度為150 300 °C、壓力為1.50 3.0MPa的飽和蒸汽，並攪拌使蒸汽與溼汙泥混合均勻， 溼汙泥中的高分子有機物被低溫熱解為低分子有機物；
(2) .將熱解後的溼汙泥送入螺旋式離心過濾裝置以機械分離方式離 心過濾脫水，獲得含水率在55~60%的半乾汙泥；
(3) .將脫水後的半乾汙泥送入乾燥裝置進行乾燥處理，獲得含水率 在10~40%的幹化汙泥型固體燃料。
上述汙泥幹化處理工藝中，還包括步驟(4):將離心過濾裝置中對溼汙泥進行過濾脫水而產生的過濾液進行收集，獲得富含有機質的液體有機 肥料。
上述汙泥幹化處理工藝中，還包括步驟(ll):將步驟(l)中由飽和水蒸汽 轉換而成的乏蒸汽進行冷凝收集。
上述汙泥幹化處理工藝中，還包括步驟(12):將步驟(ll)中經過冷凝的 蒸汽和/或步驟(3)中來自乾燥裝置的氣體進行洗滌處理，並糹每^先滌後的不溶 性氣體進行焚燒。
上述汙泥幹化處理工藝中，還包括歩驟(13):將步驟(ll)中產生的冷凝 液進行收集。
實施本發明提供的溼汙泥幹化處理系統和處理工藝，具有的有益效果 是l)環保。在密閉反應釜中通過低溫熱解過程，迅速完成殺菌除臭過程， 後續的汙泥處理過程中由於採用螺旋式離心過濾裝置進行離心過濾脫水， 處理後的汙泥幹化徹底，不會產生異味及環保問題。同時{氐糹顯熱解沒有燃 燒過程，避免了二噁英的產生。
2) 資源化。汙泥經處理可轉化為優質液體有機肥料和固體肥料或燃料。
3) 減量化。由汙泥製得的燃料燃燒後僅形成少量灰渣，使汙泥的最終 填埋量減少90%以上。
4) 節能。通過低溫熱解過程，破壞有機物高分子結構、膠狀絮體等固 相物質持水結構，大幅度改善汙泥脫水乾燥性能，後續脫7jC乾燥過程可以 省略加熱烘乾過程，僅通過自然風乾或者鼓風乾燥，即可將^C分降低至10
o%，大幅減少能源消耗。
5) 快速。l小時左右完成殺菌除臭，經過鼓風乾燥，24小時內汙泥含水從80%降至最低10%。
6) 模塊化。日處理能力以10噸、50噸、100噸為單位可任意調整， 適合於各種規模城市的市政汙泥(含汙水廠汙泥)處理。
7) 高效益。與烘乾、焚燒相比，汙泥處理成本明顯降低。此外，燃料 和肥料可以上市銷售，使用效果良好，獲得良好的環境效益和經濟效益。
8) 多功能。同時適用於對各種固體有機廢棄物(如廚餘物、城市垃圾、 動物糞便等)的資源化和無害化處理。
附圖簡要說明


圖1是本發明提供的溼汙泥幹化處理系統和工藝一個實施例的工藝流 程圖2是本發明提供的溼汙泥幹化處理系統和工藝另一個實施例的工藝 流程圖。
具體實施方式
實施例1
如
圖1所示，是本發明的溼汙泥幹化處理系統和工藝一個實施例的工 藝流程圖。此工藝中，將溼汙泥(含水約80%)投入低溫熱解反應釜，同 時向釜內通入壓力1.5 3.0MPa、溫度150 30(TC的飽和水蒸氣；反應釜是 密閉的臥式壓力容器，內設攪拌裝置；溼汙泥與蒸汽在釜內被攪拌混合均 勻，在熱力和壓力的作用下，破壞汙泥中有機物高分子結構、膠狀絮體等 固相物質的持水結構，將汙泥中物理性和化學性的結合水充分釋放出來，從而大幅度改善汙泥脫水與乾燥性能，使脫水汙泥中大部分水分可以通過 後續的機械分離方式以液態水形式脫出，另一部分部分隨乏蒸汽而去除。
經熱解後的溼汙泥隨後被送入臥式螺旋卸料過濾離心機進行脫水，經 過低溫熱解後的溼汙泥，在離心脫水機的作用下以機械脫水方式即可以除 去其中的大部分水分(〉70% )，經脫水後的泥餅(半乾汙泥)含水率約為
55~60%。同時，也可將經離心脫水機脫除的過濾液被收集在過濾液回收裝
置中，獲得富含有機質的液體有機肥料。
經離心過濾後的泥餅被送入空心槳葉式乾燥機(也可選用流化床乾燥 設備或氣流乾燥設備等)進行乾燥，通過控制乾燥機的乾燥強度和乾燥時
間，得到含水率在10 40%的幹化汙泥，然後將這些幹化汙泥造粒，最終得 到優質濃縮液體有機肥料和無害無臭的粉末狀固體燃料。
實施例2
如圖2所示，是本發明的溼汙泥幹化處理系統和工藝另一個實施例的 工藝流程圖。此工藝中，在實施例1的工藝流程基礎上，增加了如下工藝 步驟
將低溫熱解反應釜中由飽和水蒸汽轉換而來的乏蒸汽進行在冷凝器中 進行冷凝收集；
將經過冷凝的蒸汽和/或來自乾燥造粒裝置的氣體進行收集在氣體洗滌 裝置中進行洗滌處理，並將洗滌後的不溶性氣體進行焚燒。
同時，還可將上述冷凝器中產生的冷凝液連同經離心脫水機脫除的過 濾液一起，被收集在過濾液回收裝置中，獲得富含有機質的液體有機肥料。實施本發明的溼汙泥幹化處理系統和工藝，與傳統的汙泥焚燒系統和 工藝相比，在同樣具備殺菌消毒除臭和減量化的優點基礎上，本工藝還具 備運行成本低，設備投入少，資源回收程度高(產生燃料與肥料等)等優 點；與普通的汙泥幹化工藝相比，在同樣產生液體肥料或燃料的基礎上， 本工藝具備運行成本低，能耗低，處理過程無臭味，環保程度高等優點； 同時，本處理系統和工藝不僅可用於溼汙泥的幹化處理，還可廣泛用於處 理其它含水有機廢棄物、酒渣、果渣以及廚房廢棄物等。
權利要求
1.一種溼汙泥幹化處理系統，其特徵在於，包括低溫熱解反應裝置，用於將溼汙泥與飽和水蒸汽進行低溫熱解反應，使溼汙泥中的高分子有機物轉換成低分子有機物；螺旋式離心過濾裝置，用於將熱解後的溼汙泥以機械分離方式離心過濾脫水，獲得含水率在55～60％的半乾汙泥；乾燥裝置，用於將過濾脫水後的半乾汙泥中的水分乾燥脫除，獲得含水率在10～40％的幹化汙泥型固體燃料。
2. 根據權利要求1所述的溼汙泥幹化處理系統，其特徵在於，還包括過濾 液回收裝置，用於收集在離心過濾裝置中對溼汙泥進行離心過濾脫水而 產生的過濾液。
3. 根據權利要求1所述的溼汙泥幹化處理系統，其特徵在於，還包括蒸汽 冷凝裝置，用於將低溫熱解裝置中由飽和水蒸汽轉換而成的乏蒸汽進行 冷凝收集。
4. 根據權利要求3所述的溼汙泥幹化處理系統，其特徵在於，還包括氣體 洗滌裝置，用於對來自蒸汽冷凝裝置和/或乾燥裝置的氣體進行洗滌處 理。
5. 根據權利要求4所述的溼汙泥幹化處理系統，其特徵在於，還包括氣體 焚燒裝置，並焚燒經氣體洗滌裝置洗滌後的不溶性氣體。
6. 根據權利要求1 5中任意一項所述的溼汙泥幹化處理系統，其特徵在於， 所述低溫熱解反應裝置的工作條件為溫度150 300°C，壓力為1.50 3僱Pa。
7. —種汙泥幹化處理工藝，其特徵在於，包括以下步驟(1) .將溼汙泥原料注入低溫熱解反應裝置，同時通入糹顯度為150~300 °C、壓力為1.50 3.0MPa的飽和蒸汽，並攪拌使蒸汽與溼汙泥混合均勻， 溼汙泥中的高分子有機物被低溫熱解為低分子有機物；(2) .將熱解後的溼汙泥送入螺旋式離心過濾裝置以機^戒分離方式離 心過濾脫水，獲得含水率在55~60%的半乾汙泥；(3) .將脫水後的半乾汙泥送入乾燥裝置進行乾燥處理，獲得含水率 在10 40%的幹化汙泥型固體燃料。
8. 根據權利要求7所述的汙泥幹化處理工藝，其特徵在於，還包括步驟(4): 將離心過濾裝置中對溼汙泥進行過濾脫水而產生的過濾液進行收集，獲 得富含有機質的液體有機肥料。
9. 根據權利要求7所述的汙泥幹化處理工藝，其特徵在於，還包括步驟(ll): 將步驟(l)中由飽和水蒸汽轉換而成的乏蒸汽進行冷凝收集。
10. 根據權利要求9所述的汙泥幹化處理工藝，其特徵在於，還包括步驟(12) :將步驟(ll)中經過冷凝的蒸汽和/或步驟(3)中來自乾燥裝置的氣體 進行洗滌處理，並將洗滌後的不溶性氣體進行焚燒。
11. 根據權利要求9所述的汙泥幹化處理工藝，其特徵在於，還包括步驟(13) :將步驟(ll)中產生的冷凝液進行收集。
全文摘要
本發明涉及一種溼汙泥幹化處理系統，包括低溫熱解反應裝置，用於將溼汙泥與飽和水蒸汽進行低溫熱解反應，使溼汙泥中的高分子有機物轉換成低分子有機物；螺旋式離心過濾裝置，用於將熱解後的溼汙泥以機械分離方式離心過濾脫水，獲得含水率在55～60％的半乾汙泥；乾燥裝置，用於將過濾脫水後的半乾汙泥中的水分乾燥脫除，獲得含水率在10～40％的幹化汙泥型固體燃料。本發明同時也涉及採用該處理系統進行溼汙泥幹化處理的工藝。本發明的系統與工藝能夠以環保、節能、高資源利用率、低運行成本的方式解決汙泥資源再生問題。
文檔編號C05G1/00GK101289267SQ200710074138
公開日2008年10月22日 申請日期2007年4月20日 優先權日2007年4月20日
發明者吉川邦夫, 林 張, 鈴木德彥, 黃彤宇 申請人:深圳市環源科技發展有限公司