CN110183076A - 电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法与设备 - Google Patents

电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法与设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，电渗透污泥高干脱水***包括如下处理工艺：第一步，将污泥进行电渗透脱水处理；第二步，将污泥饼破碎，再加入生物质垃圾改性；污泥烘干造粒***包括如下处理工艺：第一步，将改性污泥烘干，使改性污泥含水率低于15％；第二步，将烘干后的改性污泥制成燃料棒；污泥高温热解气化***包括如下处理工艺：第一步，燃料棒进行热解气化，生成大面积的低分子有机物，产生可燃气体；第二步，将可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气。本发明提供的工艺方法及设备对污泥进行处理，工艺流程简单，能耗低，无需添加化学制剂，并能将处理后的产物合理利用。

Description

电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法与设备
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法与设备。
背景技术
污泥是指在污水处理过程中产生的初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥、消化污泥和化学污泥等，污泥中含有植物营养素氮、磷、钾和有机物及水分等，也含有大量的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子；另外，污泥易于腐化发臭，颗粒较细，相对密度较小，含水率高且不易脱水，属于胶状结构的亲水性物质，将其任意堆放可造成二次污染。目前污水处理厂对污泥处理的主要方法是脱水后，进行焚烧处理，其残渣可作为园林绿化基质，这种处理功能工艺，在脱水过程中需要添加部分化学制剂，不仅成本高，不够环保，而且污泥的裂解不够彻底，且污泥在焚烧过程中产生的大量的可燃气体均经过处理后通过烟囱排放，不仅污染环境，且不能将可燃气体有效利用，不符合污泥治理减量化、资源化、无害化的终极目标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供工艺流程简单，能耗低，无需添加化学制剂，并能将处理后的产物合理利用的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法与设备。
本发明是通过以下技术方案予以实现：
电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其包括如下步骤：
电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其特征在于，包括电渗透污泥高干脱水***、污泥烘干造粒***及污泥高温热解气化***，
其中电渗透污泥高干脱水***包括如下处理工艺：
第一步，将污泥储池中的污泥输送至干化装置进行脱水处理，使污泥的含水率由80％—83％降至45％—50％；
第二步，将干化后污泥饼破碎，再加入生物质垃圾改性；
污泥烘干造粒***包括如下处理工艺：
第一步，将经电渗透污泥高干脱水***处理并破碎后的改性污泥进行烘干处理，使改性污泥含水率低于15％；
第二步，将烘干后的改性污泥制成燃料棒；
污泥高温热解气化***包括如下处理工艺：
第一步，污泥烘干造粒***制得的燃料棒进行热解气化，生成大面积的低分子有机物，产生可燃气体；
第二步，将可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，裂解后的残渣经过破碎后，外运作为园林绿化基质改良土壤。
进一步，污泥高温热解气化***第二步产生的可燃气体分为两部分，一部分为污泥可燃物在灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷类(CmHn)、一氧化碳(CO)、焦油等可燃气体和水蒸气(H2O)，氯(Cl)元素生成氯化氢(HCl)气体，硫(S)元素生成硫化氢(H2S)气体，可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，另一部分为焦炭和少数粘土等不可燃物在800-1000℃高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳(CO)、氢(H2)等可燃气体，经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气。
优化的，经处理后储存的可燃气体与烘干设备的热源***相连通为烘干设备提供热源气。
优化的，污泥烘干造粒***第一步烘干过程中产生的烟气经过水洗、碱洗及除尘处理后，通过引风机将烟气吸入烟囱排出。
电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺设备，其包括电渗透污泥高干脱水***、污泥烘干造粒***及污泥高温热解气化***，所述电渗透污泥高干脱水***包括污泥暂存仓、电渗透污泥高干脱水装置及污泥破碎输送装置，污泥暂存仓的排出口与电渗透污泥高干脱水装置的入泥口相连通，电渗透污泥高干脱水装置的出饼口与污泥破碎输送装置的入饼口相连通，所述污泥烘干造粒***包括回转窑、造粒机及泥饼暂存仓，污泥破碎输送装置的出饼口与回转窑的入饼口相连通，回转窑的出饼口与造粒机的入饼口相连通，造粒机的出饼口与泥饼暂存仓的入饼口相连通，所述污泥高温热解气化***包括热解气化炉、水洗装置、碱洗装置、除尘装置及可燃气储罐，所述热解气化炉底部设有排渣口，热解气化炉的入饼口与泥饼暂存仓的出饼口相连通，热解气化炉的排气口与水洗装置的入气口相连通，水洗装置的排气口与碱洗装置的入气口相连通，碱洗装置的排气口与除尘装置的入气口相连通，除尘装置的排气口与可燃气储罐的入气口相连通。
进一步，热解气化炉设有中部排气口及上部排气口，所述中部排气口及上部排气口分别依次通过水洗装置、碱洗装置、除尘装置与燃气储罐的入气口相连通。
优化的，燃气储罐的排气口与回转窑供热装置相连通，为回转窑提供热气源。
优化的，回转窑的排烟口依次与其水洗装置、碱洗装置、除尘装置、引风机及烟囱相连通。
优化的，电渗透污泥高干脱水装置为板框压滤机，污泥破碎输送装置为螺旋破碎输送机，其螺旋形刀片穿过板框压滤机下方下方。
优化的，热解气化炉的入饼口与泥饼暂存仓的出饼口之间通过提升装置相连通，其水洗装置及碱洗装置之间安装有高压风机。
本发明的有益效果
本发明提供的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，运行可靠，能耗低，使用寿命长，处理1吨80％含水率污泥，能耗低至90kwh。污泥造粒处理，并且实现污泥资源化利用。
将经电渗透污泥高干脱水***处理并破碎后的改性污泥进行烘干处理，使改性污泥含水率低于15％；将烘干后的改性污泥制成燃料棒将物料直接挤压成成品的造料过程，可以看做是干料加蒸汽进行无化学反应的造粒过程，能够快速实现污泥含水率降低到30％以下，降低了能耗，简化了工艺流程，且不存在排放物污染环境的问题，特别适合于热敏物料的造粒。
污泥烘干造粒***制得的燃料棒进行热解气化，生成大面积的低分子有机物，产生可燃气体，并将可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，裂解后的残渣经过破碎后，外运作为园林绿化基质改良土壤，使***基本实现了污泥减量化、资源化及无害化的处理目标。
附图说明
图1是本发明工艺流程示意图；
图2是本发明设备连接示意图；
图中，100.电渗透污泥高干脱水***,110.污泥暂存仓，120.电渗透污泥高干脱水装置，130.污泥破碎输送装置，140.螺旋形刀片，200.污泥烘干造粒***，210，泥饼暂存仓，220.造粒机，230.回转窑，240.污泥烘干造粒***水洗装置，250.污泥烘干造粒***碱洗装置，260.污泥烘干造粒***除尘装置，270.引风机，300.污泥高温热解气化***，310.提升装置，320.热解气化炉，330.污泥高温热解气化***水洗装置，340.高压风机，350.污泥高温热解气化***碱洗装置，360.污泥高温热解气化***除尘装置，370.可燃气储罐
具体实施方式
电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其包括如下步骤：
电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其特征在于，包括电渗透污泥高干脱水***、污泥烘干造粒***及污泥高温热解气化***，
其中电渗透污泥高干脱水***包括如下处理工艺：
第一步，将污泥储池中的污泥输送至干化装置进行脱水处理，使污泥的含水率由80％—83％降至45％—50％；该步骤主要是将污泥暂存仓中的含水率为80％—83％的污泥泵送到电渗透高压干化装置，提高电渗透耦合泵送压力与压榨压力，使污泥由含水率80％—83％降低至含水率45％—50％；，
污泥第二步，将干化后污泥饼破碎，再加入生物质垃圾改性；处理过程中，无需加入化学物质，成本低且不会造成二次污染。
污泥烘干造粒***包括如下处理工艺：
第一步，将经电渗透污泥高干脱水***处理并破碎后的改性污泥进行烘干处理，可在回转窑内进行，使改性污泥含水率低于15％；并且通过烘干技术可以杀灭污泥中有害菌种和病原体；
第二步，将烘干后的改性污泥制成燃料棒；
污泥高温热解气化***包括如下处理工艺：
第一步，污泥烘干造粒***制得的燃料棒进行热解气化，生成大面积的低分子有机物，产生可燃气体，此过程在缺氧燃烧的状态下燃料棒发生热解，其中的有机物分子结构发生全面裂解，产生大量可燃气体；
第二步，将可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，裂解后的残渣经过破碎后，外运作为园林绿化基质改良土壤，将处理产物充分利用，实现污泥处理资源化。
进一步，污泥高温热解气化***第二步产生的可燃气体分为两部分，一部分为污泥可燃物在灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷类(CmHn)、一氧化碳(CO)、焦油等可燃气体和水蒸气(H2O)，氯(Cl)元素生成氯化氢(HCl)气体，硫(S)元素生成硫化氢(H2S)气体，可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，另一部分为焦炭和少数粘土等不可燃物在800-1000℃高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳(CO)、氢(H2)等可燃气体，经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，使污泥处理过程中产生的可燃气体能够得到充分利用。
优化的，经处理后储存的可燃气体与烘干设备的热源***相连通为烘干设备提供热源气，将污泥处理过程中产生的可燃气体回用，可以节省处理***的能源消耗，降低处理成本。
优化的，污泥烘干造粒***第一步烘干过程中产生的烟气经过水洗、碱洗及除尘处理后，通过引风机将烟气吸入烟囱排出，不能利用的废气经处理合格后排放，符合环保要求。
电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺设备，其包括电渗透污泥高干脱水***100、污泥烘干造粒***200及污泥高温热解气化***300，所述电渗透污泥高干脱水***包括污泥暂存仓110、电渗透污泥高干脱水装置120及污泥破碎输送装置130，污泥暂存仓的排出口与电渗透污泥高干脱水装置的入泥口相连通，电渗透污泥高干脱水装置的出饼口与污泥破碎输送装置130的入饼口相连通，所述污泥烘干造粒***包括回转窑230、造粒机220及泥饼暂存仓210，污泥破碎输送装置的出饼口与回转窑的入饼口相连通，回转窑的出饼口与造粒机的入饼口相连通，造粒机的出饼口与泥饼暂存仓的入饼口相连通，所述污泥高温热解气化***包括热解气化炉320、污泥高温热解气化***水洗装置330、污泥高温热解气化***碱洗装置350、污泥高温热解气化***除尘装置360及可燃气储罐370，所述热解气化炉底部设有排渣口，热解气化炉的入饼口与泥饼暂存仓的出饼口相连通，热解气化炉的排气口与污泥高温热解气化***水洗装置的入气口相连通，污泥高温热解气化***水洗装置的排气口与污泥高温热解气化***碱洗装置的入气口相连通，污泥高温热解气化***碱洗装置的排气口与污泥高温热解气化***除尘装置的入气口相连通，污泥高温热解气化***除尘装置的排气口与可燃气储罐的入气口相连通。
进一步，热解气化炉设有中部排气口及上部排气口，所述中部排气口及上部排气口分别依次通过污泥高温热解气化***水洗装置、污泥高温热解气化***碱洗装置、污泥高温热解气化***除尘装置与燃气储罐的入气口相连通，可将产生的可燃气体全部处理并回收利用。
优化的，燃气储罐的排气口与回转窑供热装置相连通，为回转窑提供热气源。
优化的，回转窑的排烟口依次与污泥烘干造粒***水洗装置240、污泥烘干造粒***碱洗装置250、污泥烘干造粒***除尘装置260、引风机270及烟囱(未示出)相连通。
优化的，电渗透污泥高干脱水装置为板框压滤机，污泥破碎输送装置为螺旋破碎输送机，其螺旋形刀片140穿过板框压滤机下方，不仅节约占地面积，而且经板框压滤机压滤后的泥饼无需而外的传输设备，直接落到下方的螺旋破碎输送机上，破碎及输送同时完成，提高了生产效率。
优化的，热解气化炉的入饼口与泥饼暂存仓的出饼口之间通过提升装置310相连通，进一步方便泥饼的传输，污泥高温热解气化***水洗装置及污泥高温热解气化***碱洗装置之间安装有高压风机340，加速可燃气体的处理。
由于本发明提供的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其包括电渗透污泥高干脱水***、污泥烘干造粒***及污泥高温热解气化***，其中电渗透污泥高干脱水***及污泥烘干造粒***可以看做是干料加蒸汽进行无化学反应的造粒过程，能够快速实现污泥含水率降低到30％以下，降低了能耗，简化了工艺流程，且不存在排放物污染环境的问题，特别适合于热敏物料的造粒。
污泥烘干造粒***制得的燃料棒进行热解气化，生成大面积的低分子有机物，产生可燃气体，并将可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，裂解后的残渣经过破碎后，外运作为园林绿化基质改良土壤，使***基本实现了污泥减量化、资源化及无害化的处理目标。
综上所述，利用本发明提供的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法及设备对污泥进行处理，工艺流程简单，能耗低，无需添加化学制剂，并能将处理后的产物合理利用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其特征在于，包括电渗透污泥高干脱水***、污泥烘干造粒***及污泥高温热解气化***，
其中电渗透污泥高干脱水***包括如下处理工艺：
第一步，将污泥储池中的污泥输送至干化装置进行脱水处理，使污泥的含水率由80％—83％降至45％—50％；
第二步，将干化后污泥饼破碎，再加入生物质垃圾改性；
污泥烘干造粒***包括如下处理工艺：
第一步，将经电渗透污泥高干脱水***处理并破碎后的改性污泥进行烘干处理，使改性污泥含水率低于15％；
第二步，将烘干后的改性污泥制成燃料棒；
污泥高温热解气化***包括如下处理工艺：
第一步，污泥烘干造粒***制得的燃料棒进行热解气化，生成大面积的低分子有机物，产生可燃气体；
第二步，将可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，裂解后的残渣经过破碎后，外运作为园林绿化基质改良土壤。
2.根据权利要求1所述的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其特征在于，污泥高温热解气化***第二步产生的可燃气体分为两部分，一部分为污泥可燃物在灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷类、一氧化碳、焦油等可燃气体和水蒸气，氯元素生成氯化氢气体，硫元素生成硫化氢气体，可燃气体经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气，另一部分为焦炭和少数粘土等不可燃物在800-1000℃高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳、氢气等可燃气体，经水洗及碱洗后储存，为设备提供热源气。
3.根据权利要求2所述的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其特征在于，经处理后储存的可燃气体与烘干设备的热源***相连通为烘干设备提供热源气。
4.根据权利要求1所述的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺方法，其特征在于，污泥烘干造粒***第一步烘干过程中产生的烟气经过水洗、碱洗及除尘处理后，通过引风机将烟气吸入烟囱排出。
5.电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺设备，其特征在于，包括电渗透污泥高干脱水***、污泥烘干造粒***及污泥高温热解气化***，所述电渗透污泥高干脱水***包括污泥暂存仓、电渗透污泥高干脱水装置及污泥破碎输送装置，污泥暂存仓的排出口与电渗透污泥高干脱水装置的入泥口相连通，电渗透污泥高干脱水装置的出饼口与污泥破碎输送装置的入饼口相连通，所述污泥烘干造粒***包括回转窑、造粒机及泥饼暂存仓，污泥破碎输送装置的出饼口与回转窑的入饼口相连通，回转窑的出饼口与造粒机的入饼口相连通，造粒机的出饼口与泥饼暂存仓的入饼口相连通，所述污泥高温热解气化***包括热解气化炉、水洗装置、碱洗装置、除尘装置及可燃气储罐，所述热解气化炉底部设有排渣口，热解气化炉的入饼口与泥饼暂存仓的出饼口相连通，热解气化炉的排气口与水洗装置的入气口相连通，水洗装置的排气口与碱洗装置的入气口相连通，碱洗装置的排气口与除尘装置的入气口相连通，除尘装置的排气口与可燃气储罐的入气口相连通。
6.根据权利要求5所述的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺设备，其特征在于，所述热解气化炉设有中部排气口及上部排气口，所述中部排气口及上部排气口分别依次通过其水洗装置、碱洗装置、除尘装置与燃气储罐的入气口相连通。
7.根据权利要求5或6任一所述的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺设备，其特征在于，燃气储罐的排气口与回转窑供热装置相连通，为回转窑提供热气源。
8.根据权利要求5所述的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺设备，其特征在于，回转窑的排烟口依次与其水洗装置、碱洗装置、除尘装置、引风机及烟囱相连通。
9.根据权利要求5所述的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺设备，其特征在于，所述电渗透污泥高干脱水装置为板框压滤机，污泥破碎输送装置为螺旋破碎输送机，其螺旋形刀片穿过板框压滤机下方下方。
10.根据权利要求5所述的电渗透污泥高干脱水以及造粒热解气化工艺设备，其特征在于，热解气化炉的入饼口与泥饼暂存仓的出饼口之间通过提升装置相连通，且水洗装置及碱洗装置之间安装有高压风机。
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