CN106277661B - 一种污泥干馏成炭的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥干馏成炭的方法，包括以下步骤：污泥的接收、污泥改性、污泥脱水干燥、固体气体分离、污泥干化造粉、炭化处理、废气处理、废液处理，且在炭化处理过程中利用连续式气化炭化机，使其能够连续处理污泥干粉，本发明提供了一种污泥干馏成炭的方法，将污泥脱水干燥低温干馏成炭，不仅解决了环境污染问题，而且给人类创造新的能源，变废为宝。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，具体是一种污泥干馏成炭的方法。
背景技术
随着工业化，城市化进程的加快，污水处理厂的污泥量相应在急剧增加，许多湖泊、池、淀、河道的污泥，工业***产生的工业污泥都带来了极大的环境问题。如何安全有效地处理污泥，成为工业化、城市化发展过程中亟待解决的一大难题。
目前污泥处理方法主要有三大类：焚烧、填埋、资源化利用，目前国外普遍采用焚烧和填埋。但由于焚烧方法投资巨大、成本高，因此国内很少有人采用此种工艺，目前国内普遍采用的是填埋，但填埋一方面需要占用宝贵的土地资源，另一方面会造成污染周围环境和地下水源，这种污泥处理方式不利于保护城市生态环境。而资源化利用的方法是国内外倡导的最佳处理方法。
污泥处置是污水处理过程中的重要一环，与污水处理同等重要，污泥处理的好坏是影响环境质量的重要因素之一，由于污泥中的含水量高达80-85％，如果只把污泥进行简单的填埋处置，污泥中的近50％的污水又是会重新进入径流中，形成二次污染，所以要改变以前污水处理中“重水轻泥”的观念。污泥处置的好坏是体现一个城市环境质量管理水平的一项重要考核指标。
据统计，我国运行的城市污水处理厂数量超过1418座，污水处理量超过8400吨/天，每年全国产生污泥(80-85％含水率)1600-2000万吨，并以每年大于10％增长。污泥的实际产量与可处置的填埋库容之间存在的巨大赤字，造成了一部分城市污泥无处可去而不能被妥善处置的尴尬局面。因此，如何处置城市污泥，已日益成为市政关注的热点问题，产量和库容的矛盾也变得日益突出，解决污泥的出路问题迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决环境污染问题、创造新能源的污泥干馏成炭的方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种污泥干馏成炭的方法，包括以下步骤：
S1，污泥的接收，污泥车抵厂门外的地磅计量划码磅站，通过自动计量划码开单后进入工厂自动型隔臭封闭式污泥卸料区，该卸料区主要包括污泥接料、输送、储存斗、卸料阀等设施，完全满足密封污泥运输车的收运条件。
S2，污泥改性，在污水处理厂内经一次机械脱水处理后含水率80-85％的污泥由收集车辆运送到污泥集中处理厂，经过地磅称量后送入污泥收集池。污泥在污泥收集池中经过调理搅拌后，输送至污泥储存池。污泥储存池分为3个，根据污泥成分不同进行分类，生活污泥进入1个池、工业污泥进入1个池，有毒有害的危废污泥进入1个池。将各污泥储存池的污泥输送到污泥改性反应器中，由真空泵将污泥改性剂加入污泥改性反应器中，搅拌5分钟使污泥进行改性反应，其中污泥改性反应器中按照质量百分比是污泥改性剂3-5％、污泥总量95-97％。污泥改性反应完毕后，污泥改性反应器底部阀门自动打开，污泥进入地下污泥储存池，由污泥泵将污泥输送至高压挤压脱水***进行脱水。全部操作过程在全密闭***内完成，无臭气外逸。
S3，污泥脱水干燥，将步骤S2收集改性后的污泥从改性反应器下方的地下污泥储存池通过污泥泵输送入高压挤压脱水***，在高压挤压脱水***内由高压板框脱水机对污泥进行挤压脱水，使含水量在80-85％的污泥，经挤压脱水使其达到含水量为40-50％的干化污泥，而后加干污泥粉，经混匀后进入污泥脱水干燥***；经挤压脱水处理后的干化污泥在进入污泥脱水干燥***的主设备脱水干燥机进料口的同时，处理污泥过程中产生的废气和自然空气一起进入脱水干燥机进料口和吸风口，使干化污泥和空气在脱水干燥机内同向运动，而具有溶胀型、假塑型胶凝体性质的干化污泥，在脱水干燥转子高线速度的冲击下，得到了塑解，并打开了泥与水的结合体，改变了泥与水的结合度和表面张力，同时，以脱水干燥机内吸进的大量废气和自然空气为介质，首先与干化污泥中解离出的大量间隙水、外表水的水分子溶合起来，而且由于机械运转产生的热能和干化污泥被解离出的泥粉表面湿度一下子小于泥粉内部湿度，促使泥粉中的内在水也迅速泄出，由此，脱水干燥机内的泥粉、充满水分子微粒的大量湿空气、少量的水蒸气一起经脱水干燥机出料口自动排入污泥脱水干燥***的气固分离装置。
S4，固体气体分离，气固分离装置设有分离器和布袋除尘器，泥粉和湿空气、水蒸气因密度、比重、形态、物性等差别而被分离，泥粉收集在底部，由旋转阀排出，该阀直接安装在分离器的下部管口上，而气体从分离器顶部离开，进入布袋除尘器，并通过螺旋输送机统一将泥粉收集至泥粉仓，而从布袋除尘器中排出的气体集中在废气处理室经处理后回用。
S5，污泥干化造粉，将泥粉仓的含水率38-42％的泥粉由皮带输送机送入一体化污泥干化造粉设备的进料口，同时空气也一并由一体化污泥干化造粉设备进料口和吸风口进入，并在一体化污泥干化造粉设备内混合后同向运动。具有溶胀型假塑性胶凝体性质的泥粉，在一体化污泥干化造粉设备中通过强力将污泥的分子结构打开，改变泥与水的结合度和表面张力，并在同一时间，利用一体化污泥干化造粉设备大量吸进的空气为介质，依据干燥机理和相似相容定理，设置一体化污泥干化造粉设备内的空气为负压，促使物料的表面水和间隙水的水分子与大量空气瞬间结合，一起排出机外，而物料的内在水在机械运转后产生的一定温度下，由于物料的表面湿度小于内部湿度，促使内在水也同时排出，经集料器气、粉分离，实现泥粉的干化，制得污泥干粉。
S6，炭化处理，经过污泥改性脱水和污泥干化造粉处理后，污泥干粉的含水率降至5％-15％；将得到的污泥干粉进入连续式气化炭化机，进行炭化处理。
S7，废气处理，在上述步骤S1-S6的污泥接收至处理的全过程中，凡产生臭气、异味的位置均由引风机形成微负压，通过臭气收集管网将臭气收集至废气处理室中的臭气吸收塔，臭气吸收塔的气体首先采用生物过滤器进行处理，并配套化学中和罐，增加一级化学处理，使臭气的去除率达到99.99％以上。
S8，废液处理,压出废液经膜压脱水分离***将废液中的固体物全部分离出来，使废液变为清水后排放。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S6中连续式气化炭化机包括炭化仓、废气处理器、可燃气体过滤器、气化炉和供热炉具，所述炭化仓内设置有一横置的M形管道，所述M形管道由第一管道、第一弯曲部分、第二管道、第二弯曲部分、第三管道、第三弯曲部分和第四管道依次首尾端密封连接组成，M形管道的第一弯曲部分密封连接废气处理器，M形管道的第三弯曲部分密封连接可燃气体过滤器，所述气化炉通过可燃气体通道密封连接供热炉具，所述供热炉具位于炭化仓下方，所述可燃气体过滤器密封连接可燃气体通道。
作为本发明进一步的方案：所述M形管道的第一弯曲部分通过第一传输管密封连接废气处理器，所述第一传输管内设有第一引风机；所述M形管道的第三弯曲部分通过第二传输管密封连接可燃气体过滤器，所述第二传输管内设有第二引风机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种污泥干馏成炭的方法，将污泥脱水干燥低温干馏成炭，不仅解决了环境污染问题，而且给人类创造新的能源，变废为宝。
附图说明
图1为本发明所述方法的工艺流程图。
图2为连续式气化炭化机结构示意图。
图中：1-炭化仓、2-废气处理器、3-可燃气体过滤器、4-气化炉、5-供热炉具，6-M形管道、601-第一管道、602-第一弯曲部分、603-第二管道、604-第二弯曲部分、605-第三管道、606-第三弯曲部分、607-第四管道、7-可燃气体通道、8-第一传输管、9-第一引风机、10-第二传输管、11-第二引风机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明实施例中，一种污泥干馏成炭的方法，包括以下步骤：
S1，污泥的接收，污泥车抵厂门外的地磅计量划码磅站，通过自动计量划码开单后进入工厂自动型隔臭封闭式污泥卸料区，该卸料区主要包括污泥接料、输送、储存斗、卸料阀等设施，完全满足密封污泥运输车的收运条件。
S2，污泥改性，在污水处理厂内经一次机械脱水处理后含水率80-85％的污泥由收集车辆运送到污泥集中处理厂，经过地磅称量后送入污泥收集池。污泥在污泥收集池中经过调理搅拌后，输送至污泥储存池。污泥储存池分为3个，根据污泥成分不同进行分类，生活污泥进入1个池、工业污泥进入1个池，有毒有害的危废污泥进入1个池。将各污泥储存池的污泥输送到污泥改性反应器中，由真空泵将污泥改性剂加入污泥改性反应器中，搅拌5分钟使污泥进行改性反应，其中污泥改性反应器中按照质量百分比是污泥改性剂3-5％、污泥总量95-97％。污泥改性反应完毕后，反应器底部阀门自动打开，污泥进入地下污泥储存池，由污泥泵将污泥输送至高压挤压脱水***进行脱水。全部操作过程在全密闭的高压挤压脱水***内完成，无臭气外逸。
S3，污泥脱水干燥，将步骤S2收集改性后的污泥从改性反应器下方的地下污泥储存池通过污泥泵输送入高压挤压脱水***，在高压挤压脱水***内由高压板框脱水机对污泥进行挤压脱水，含水量在80-85％的污泥，经挤压脱水使其达到含水量为40-50％的干化污泥，而后加干污泥粉，经混匀后进入污泥脱水干燥***。经挤压脱水处理后的污泥在进入污泥脱水干燥***的主设备脱水干燥机进料口的同时，处理污泥过程中产生的废气和自然空气一起进入进料口和吸风口，使污泥和空气在脱水干燥机内同向运动，而具有溶胀型、假塑型胶凝体性质的污泥，在脱水干燥转子高线速度的冲击下，得到了塑解，并打开了泥与水的结合体，改变了泥与水的结合度和表面张力，同时，以脱水干燥机内吸进的大量废气和自然空气为介质，首先与污泥中解离出的大量间隙水、外表水的水分子溶合起来，而且由于机械运转产生的热能和污泥被解离出的泥粉表面湿度一下子小于泥粉内部湿度，促使泥粉中的内在水也迅速泄出，由此，机内的泥粉、充满水分子微粒的大量湿空气、少量的水蒸气一起经脱水干燥机出料口自动排入气固分离装置。
S4，固体气体分离，气固分离装置设有分离器和布袋除尘器，固形物(泥粉)和气体(湿空气和蒸汽)因密度、比重、形态、物性等差别而被分离，泥粉收集在底部，由旋转阀排出，该阀直接安装在分离器的下部管口上，而气体从分离器顶部离开，最后进入布袋除尘器，并通过螺旋输送机统一将泥粉收集至泥粉仓，而从布袋中排出的气体集中在废气处理室经处理后回用。
S5，污泥干化造粉，污泥经脱水车间产生的干化污泥(含水率约40％)由皮带输送机送入一体化污泥干化造粉设备的进料口，同时空气也一并由设备进料口和吸风口进入，并在一体化污泥干化造粉设备内混合后同向运动。具有溶胀型假塑性胶凝体性质的污泥，在一体化污泥干化造粉设备中通过强力将污泥的分子结构打开，改变泥与水的结合度和表面张力，并在同一时间，利用污泥脱水机大量吸进的空气为介质，依据干燥机理和相似相容定理，设置机器内的空气为负压，促使物料的表面水和间隙水的水分子与大量空气瞬间结合，一起排出机外，而物料的内在水在机械运转后产生的一定温度下，由于物料的表面湿度小于内部湿度，促使内在水也同时排出，经集料器气、粉分离，实现污泥的干化。
S6，炭化处理，经过污泥改性脱水***和污泥干化造粉***处理后，污泥干粉的含水率可降至5％-15％。采用污泥干化造粉工艺处理得到的污泥干粉进入连续式气化炭化机，进行炭化处理；
S7，废气处理，在上述步骤S1-S6的污泥接收至处理的全过程中，凡产生臭气、异味的位置均由引风机形成微负压，通过臭气收集管网将臭气收集至废气处理室中的臭气吸收塔，臭气吸收塔的气体首先采用生物过滤器进行处理，并配套化学中和罐，增加一级化学处理，使臭气的去除率达到99.99％以上；
S8，废液处理,压出废液经膜压脱水分离***将废液中的固体物全部分离出来，使废液变为清水后排放。
如图2所示，本实施例中步骤S6的连续式气化炭化机包括炭化仓1、废气处理器2、可燃气体过滤器3、气化炉4和供热炉具5，炭化仓1内设置有一横置的M形管道6，M形管道6由第一管道601、第一弯曲部分602、第二管道603、第二弯曲部分604、第三管道605、第三弯曲部分606和第四管道607依次首尾端密封连接组成，M形管道6的第一弯曲部分602密封连接废气处理器2，M形管道6的第三弯曲部分606密封连接可燃气体过滤器3，气化炉4通过可燃气体通道7密封连接供热炉具5，供热炉具5位于炭化仓1下方，可燃气体过滤器3密封连接可燃气体通道7。
进一步的，M形管道6的第一弯曲部分602通过第一传输管8密封连接废气处理器2，第一传输管8内设有第一引风机9；M形管道6的第三弯曲部分606通过第二传输管10密封连接可燃气体过滤器3，第二传输管10内设有第二引风机11。
经步骤S6处理得到的垃圾细粉进入连续式气化炭化机，气化炉4通过可燃气体通道7向供热炉具5提供能源，供热炉具5工作，对炭化仓1进行加热，在炭化仓1内形成预热烘干层、低温层和高温层，第一管道601和第二管道603位于预热烘干层，第三管道605位于低温层，第四管道607位于高温层，低温层温度范围为400-500℃，高温层温度范围为500-800℃，垃圾细粉经第一管道601进入，在第一管道601和第二管道603内烘干，产生的臭气由第一引风机9抽取，送入废气处理器2吸收处理，烘干后的垃圾细粉进入低温层的第三管道605，经低温层进一步加热进入高温层的第四管道607，由高温层进行干馏炭化，产生的可燃气体被第二引风机11抽取送入可燃气体过滤器3过滤后，再送入可燃气体通道7，供应供热炉具5的工作，保证连续式气化炭化机循环持续工作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.一种污泥干馏成炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，污泥的接收，污泥车抵厂门外的地磅计量划码磅站，通过自动计量划码开单后进入工厂自动型隔臭封闭式污泥卸料区，该卸料区包括污泥接料、输送、储存斗与卸料阀；
S2，污泥改性，在污水处理厂内经一次机械脱水处理后含水率80-85％的污泥由收集车辆运送到污泥集中处理厂，经过地磅称量后送入污泥收集池；
污泥在污泥收集池中经过调理搅拌后，输送至污泥储存池；污泥储存池分为3个，根据污泥成分不同进行分类，生活污泥进入1个池、工业污泥进入1个池、有毒有害的危废污泥进入1个池；将各污泥储存池的污泥输送到污泥改性反应器中，由真空泵将污泥改性剂加入污泥改性反应器中，搅拌5分钟使污泥进行改性反应，其中污泥改性反应器中按照质量百分比是污泥改性剂3-5％、污泥总量95-97％；污泥改性反应完毕后，污泥改性反应器底部阀门自动打开，污泥进入地下污泥储存池，由污泥泵将污泥输送至高压挤压脱水***进行脱水；
S3，污泥脱水干燥，将步骤S2收集改性后的污泥从改性反应器下方的地下污泥储存池通过污泥泵输送入高压挤压脱水***，在高压挤压脱水***内由高压板框脱水机对污泥进行挤压脱水，使含水量在80-85％的污泥，经挤压脱水使其达到含水量为40-50％的干化污泥，而后加干污泥粉，经混匀后进入污泥脱水干燥***；经挤压脱水处理后的干化污泥在进入污泥脱水干燥***的主设备脱水干燥机进料口的同时，处理污泥过程中产生的废气和自然空气一起进入脱水干燥机进料口和吸风口，使干化污泥和空气在脱水干燥机内同向运动，制得的泥粉、充满水分子微粒的湿空气、水蒸气一起经脱水干燥机出料口自动排入污泥脱水干燥***的气固分离装置；
S4，固体气体分离，气固分离装置设有分离器和布袋除尘器，泥粉和湿空气、水蒸气被分离，泥粉收集在底部，由旋转阀排出，该阀直接安装在分离器的下部管口上，而气体从分离器顶部离开，进入布袋除尘器，并通过螺旋输送机统一将泥粉收集至泥粉仓，而从布袋除尘器中排出的气体集中在废气处理室经处理后回用；
S5，污泥干化造粉，将泥粉仓中的泥粉由皮带输送机送入一体化污泥干化造粉设备的进料口，同时空气也一并由一体化污泥干化造粉设备进料口和吸风口进入，并在一体化污泥干化造粉设备内混合后同向运动，经集料器气、粉分离，实现泥粉的干化，制得污泥干粉；
S6，炭化处理，经过污泥改性脱水和污泥干化造粉处理后，污泥干粉的含水率降至5％-15％；将得到的污泥干粉进入连续式气化炭化机，进行炭化处理,其中，所述连续式气化炭化机包括炭化仓、废气处理器、可燃气体过滤器、气化炉和供热炉具，所述炭化仓内设置有一横置的M形管道，所述M形管道由第一管道、第一弯曲部分、第二管道、第二弯曲部分、第三管道、第三弯曲部分和第四管道依次首尾端密封连接组成，M形管道的第一弯曲部分密封连接废气处理器，M形管道的第三弯曲部分密封连接可燃气体过滤器，所述气化炉通过可燃气体通道密封连接供热炉具，所述供热炉具位于炭化仓下方，所述可燃气体过滤器密封连接可燃气体通道；
S7，废气处理，在上述步骤S1-S6的污泥接收至处理的全过程中，凡产生臭气、异味的位置均由引风机形成微负压，通过臭气收集管网将臭气收集至废气处理室中的臭气吸收塔，臭气吸收塔的气体首先采用生物过滤器进行处理，并配套化学中和罐，增加一级化学处理，去除臭气；
S8，废液处理,压出废液经膜压脱水分离***将废液中的固体物全部分离出来，使废液变为清水后排放。
2.根据权利要求1所述的污泥干馏成炭的方法，其特征在于，所述M形管道的第一弯曲部分通过第一传输管密封连接废气处理器，所述第一传输管内设有第一引风机；所述M形管道的第三弯曲部分通过第二传输管密封连接可燃气体过滤器，所述第二传输管内设有第二引风机。
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