一種汙泥微波裂解資源化系統及方法
2023-05-30 02:59:51 1
一種汙泥微波裂解資源化系統及方法
【專利摘要】本發明公開了屬於能源環保【技術領域】的一種汙泥微波裂解資源化系統及方法。該系統由汙泥預熱器，微波裂解反應器，冷卻器，汙泥脫水機和碳化物收集槽組成，汙泥預熱器與微波裂解反應器相連，微波裂解反應器與冷卻器相連，冷卻器與汙泥脫水機相連，汙泥脫水機與碳化物收集槽組成。本發明可實現汙泥處理的無害化與資源化，採用微波加熱，加熱速度快、反應效果高，熱源無汙染，可實現常規生化系統的汙泥處理。本發明生產的碳化物燃燒值較常規汙泥處理方法有大幅提高，可作為能源循環利用。
【專利說明】一種汙泥微波裂解資源化系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於能源環保【技術領域】，具體涉及一種汙泥微波裂解資源化系統及方法。【背景技術】
[0002]汙泥無害化處置作為一個世界性難題，如何有效地解決是世界各國汙水處理行業的一個不斷探索的重大課題。而目前，國內外汙泥處理技術的現狀主要是汙泥厭氧消化、汙泥高溫好氧發酵、汙泥脫水、汙泥石灰穩定幹化、汙泥熱幹化、汙泥焚燒等，其發展趨勢是注重源頭減量的技術研發、突破節能降耗的技術障礙、健全二次汙染的防止技術、發展循環利用的運行模型。
[0003]目前，我國的汙泥處置主要還是以農業利用和衛生填埋為主，兩者分別佔汙泥處置總量的46.43%和35.71%。然而，在全國現有的汙水處理設施中，包括有汙泥穩定處理設施的還不到其處理總量的1/4。汙泥帶來的主要問題有:有機物汙染與重金屬汙染等。並且，汙泥填埋也影響城市生活垃圾的填埋，其不但佔用大量的有效土地，還會對地表環境和地下水資源造成嚴重的汙染，並且汙染土質結構和農作物生長。由此可知，解決不好汙泥處置的問題就不可能從根本上實現水環境的改善，將會給我國城市生態環境造成嚴重問題。
[0004]綜上所述，如何妥善處理、處置大量堆放的汙泥問題已經成了國內多數汙水處理廠急需解決的問題，也是全球共同關注的話題。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術的缺陷，提出一種減量化、無害化、穩定化、資源化的適應於城市汙泥處理的大規模汙泥微波裂解資源化系統及方法。
[0006]一種汙泥微波裂解資源化系統，該系統由汙泥預熱器，微波裂解反應器，冷卻器，汙泥脫水機和碳化物收集槽組成，汙泥預熱器與微波裂解反應器相連，微波裂解反應器與冷卻器相連，冷卻器與汙泥脫水機相連，汙泥脫水機與碳化物收集槽組成。
[0007]所述冷卻器通過輸熱管道與汙泥預熱器相連。
[0008]所述汙泥脫水機與生化系統相連。
[0009]所述生化系統為養魚池。
[0010]所述汙泥預熱器與微波裂解反應器之間設有高壓泥漿泵。
[0011]一種汙泥微波裂解資源化的方法，按照如下步驟進行:
[0012](I)首先將含水率為70-90%的泥餅經過汙泥輸送機送入汙泥預熱器中，加熱至溫度為 200-400°C ；
[0013](2)然後將預熱的泥餅通過高壓泥漿泵送入微波裂解反應器中，調節微波頻率為2450兆赫茲，裂解10-90min ；
[0014](3)經過微波裂解後的混合物排出，經過冷卻器冷卻至常溫後，採用高壓汙泥脫水機脫水機，濾液作為生化系統的營養液被回收利用，碳化物經碳化物收集槽收集後烘乾作為能源使用。[0015]本發明的有益效果:本發明可實現汙泥處理的無害化與資源化；由於汙泥在高溫無氧狀態下進行反應，汙泥僅進行細胞破壁、有機物斷鍵反應，可避免了常規處理中產生的有毒、有害等致癌物質的生成；本發明採用微波加熱，加熱速度快、反應效果高，熱源無汙染；可實現常規生化系統的汙泥處理；本發明工藝簡單，工礦要求低，不消耗其他資源，因此在建設投資和生產處理成本上遠低於現有的汙泥焚燒、碳化、填埋固化等工藝，具有較高的性價比。本發明生產的碳化物燃燒值較常規汙泥處理方法有大幅提高，可作為能源循環利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明汙泥微波裂解資源化系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。
[0018]實施例1 [0019]一種汙泥微波裂解資源化系統，如圖1所示，該系統由汙泥預熱器，微波裂解反應器，冷卻器，汙泥脫水機和碳化物收集槽組成，汙泥預熱器與微波裂解反應器相連，微波裂解反應器與冷卻器相連，冷卻器與汙泥脫水機相連，汙泥脫水機與碳化物收集槽組成。
[0020]所述冷卻器通過輸熱管道與汙泥預熱器相連；汙泥脫水機與生化系統相連；生化系統為養魚池。
[0021]所述汙泥預熱器與微波裂解反應器之間設有高壓泥漿泵。
[0022]一種汙泥微波裂解資源化的方法，按照如下步驟進行:
[0023](I)首先將含水率為70%的泥餅經過汙泥輸送機送入汙泥預熱器中，加熱至溫度為 200。。；
[0024](2)然後將預熱的泥餅通過高壓泥漿泵送入微波裂解反應器中，調節微波頻率為2450兆赫茲，裂解IOmin ；
[0025](3)經過微波裂解後的混合物排出，經過冷卻器冷卻至常溫後，採用高壓汙泥脫水機脫水機，濾液作為養魚池的補充營養液被回收利用，碳化物經碳化物收集槽收集後烘乾作為能源使用。
[0026]濾液中含有豐富的有機物和未分解的汙泥有益細菌，可供養魚池內織物和微生物的生長提供營養。
[0027]微波具有很好的穿透性。當微波透入介質時，微波能與介質發生一定的相互作用，以微波頻率2450兆赫茲，使介質的分子每秒產生24億五千萬次的震動，介質的分子間互相產生摩擦,引起的介質溫度的升高,使介質材料內部、外部幾乎同時加熱升溫,形成體熱源狀態，大大縮短了常規加熱中的熱傳導時間。採用微波對汙泥進行加熱，可大大縮短反應時間、提高反應效率，從而降低設備投資、佔地面積。微波具有很強的殺菌功能，可以迅速對汙泥微生物細胞破壁，汙泥碳化溫度可以在較低的溫度下進行。
[0028]實施例2
[0029]一種汙泥微波裂解資源化系統，如圖1所示，該系統由汙泥預熱器，微波裂解反應器，冷卻器，汙泥脫水機和碳化物收集槽組成，汙泥預熱器與微波裂解反應器相連，微波裂解反應器與冷卻器相連，冷卻器與汙泥脫水機相連，汙泥脫水機與碳化物收集槽組成。
[0030]所述冷卻器通過輸熱管道與汙泥預熱器相連；汙泥脫水機與生化系統相連；生化系統為養魚池。
[0031]所述汙泥預熱器與微波裂解反應器之間設有高壓泥漿泵。
[0032]一種汙泥微波裂解資源化的方法，按照如下步驟進行:
[0033](1)首先將含水率為80%的泥餅經過汙泥輸送機送入汙泥預熱器中，加熱至溫度為 300。。；
[0034](2)然後將預熱的泥餅通過高壓泥漿泵送入微波裂解反應器中，調節微波頻率為2450兆赫茲，裂解50min ；
[0035](3)經過微波裂解後的混合物排出，經過冷卻器冷卻至常溫後，採用高壓汙泥脫水機脫水機，濾液作為養魚池的補充營養液被回收利用，碳化物經碳化物收集槽收集後烘乾作為能源使用。
[0036]濾液中含有豐富的有機物和未分解的汙泥有益細菌，可供養魚池內織物和微生物的生長提供營養。
[0037]實施例3
[0038]一種汙泥微波裂解資源化系統，如圖1所示，該系統由汙泥預熱器，微波裂解反應器，冷卻器，汙泥脫水機和碳化物收集槽組成，汙泥預熱器與微波裂解反應器相連，微波裂解反應器與冷卻器相連，冷卻器與汙泥脫水機相連，汙泥脫水機與碳化物收集槽組成。
[0039]所述冷卻器通過輸熱管道與汙泥預熱器相連；汙泥脫水機與生化系統相連；生化系統為養魚池。
[0040]所述汙泥預熱器與微波裂解反應器之間設有高壓泥漿泵。
[0041]一種汙泥微波裂解資源化的方法，按照如下步驟進行:
[0042](I)首先將含水率為90%的泥餅經過汙泥輸送機送入汙泥預熱器中，加熱至溫度為 400。。；
[0043](2)然後將預熱的泥餅通過高壓泥漿泵送入微波裂解反應器中，調節微波頻率為2450兆赫茲，裂解90min ；
[0044](3)經過微波裂解後的混合物排出，經過冷卻器冷卻至常溫後，採用高壓汙泥脫水機脫水機，濾液作為養魚池的補充營養液被回收利用，碳化物經碳化物收集槽收集後烘乾作為能源使用。
[0045]濾液中含有豐富的有機物和未分解的汙泥有益細菌，可供養魚池內織物和微生物的生長提供營養。
[0046]實施例4
[0047]一種汙泥微波裂解資源化系統，如圖1所示，該系統由汙泥預熱器，微波裂解反應器，冷卻器，汙泥脫水機和碳化物收集槽組成，汙泥預熱器與微波裂解反應器相連，微波裂解反應器與冷卻器相連，冷卻器與汙泥脫水機相連，汙泥脫水機與碳化物收集槽組成。
[0048]所述冷卻器通過輸熱管道與汙泥預熱器相連；汙泥脫水機與生化系統相連；生化系統為蔬菜大棚。
[0049]所述汙泥預熱器與微波裂解反應器之間設有高壓泥漿泵。
[0050]一種汙泥微波裂解資源化的方法，按照如下步驟進行:[0051](I)將紫莖澤蘭曬乾，磨成粉末，加入到含水率為90%的泥餅中，調節含水率為80% ；
[0052](2)將含水率為80%的泥餅經過汙泥輸送機送入汙泥預熱器中，加熱至溫度為400 0C ；
[0053](3)然後將預熱的泥餅通過高壓泥漿泵送入微波裂解反應器中，調節微波頻率為2450兆赫茲，裂解90min ；
[0054](4)經過微波裂解後的混合物排出，經過冷卻器冷卻至常溫後，採用高壓汙泥脫水機脫水機，濾液作為蔬菜大棚用的營養液被回收利用，碳化物經碳化物收集槽收集後烘乾作為能源使用。
[0055]添加了紫莖澤蘭後處理的汙泥，濾液中除了含有豐富的有機物和未分解的汙泥有益細菌，還含有無極營養小分子如鉀離子等，不含有重金屬離子，且增加了碳化物收集槽中碳化物的含量，紫莖澤蘭本身為一種雜草，該技術中紫莖澤蘭的加入，濾除了大部分重金屬離子，釋放鉀離子 等營養小分子，變廢為寶。
【權利要求】
1.一種汙泥微波裂解資源化系統，其特徵在於，該系統由汙泥預熱器，微波裂解反應器，冷卻器，汙泥脫水機和碳化物收集槽組成，汙泥預熱器與微波裂解反應器相連，微波裂解反應器與冷卻器相連，冷卻器與汙泥脫水機相連，汙泥脫水機與碳化物收集槽組成。
2.根據權利要求1所述一種汙泥微波裂解資源化系統，其特徵在於，所述冷卻器通過輸熱管道與汙泥預熱器相連。
3.根據權利要求1所述一種汙泥微波裂解資源化系統，其特徵在於，所述汙泥脫水機與生化系統相連。
4.根據權利要求2所述一種汙泥微波裂解資源化系統，其特徵在於，所述生化系統為養魚池。
5.根據權利要求1所述一種汙泥微波裂解資源化系統，其特徵在於，所述汙泥預熱器與微波裂解反應器之間設有高壓泥漿泵。
6.一種汙泥微波裂解資源化的方法，其特徵在於，按照如下步驟進行: (1)首先將含水率為70-90%的泥餅經過汙泥輸送機送入汙泥預熱器中，加熱至溫度為 200-400。。； (2)然後將預熱的泥餅通過高壓泥漿泵送入微波裂解反應器中，調節微波頻率為2450兆赫茲，裂解10-90min ； (3)經過微波裂解後 的混合物排出，經過冷卻器冷卻至常溫後，採用高壓汙泥脫水機脫水機，濾液作為生化系統的營養液被回收利用，碳化物經碳化物收集槽收集後烘乾作為能源使用。
【文檔編號】C02F11/12GK103896472SQ201410164426
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】翟旭軍, 王飛, 花成巍 申請人:江蘇康泰環保設備有限公司