CN202390300U - 污泥处理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种污泥处理***。其中，该***包括污泥干燥装置、污泥焚烧装置、第一传送机构、第二传送机构；所述污泥干燥装置用于利用污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的高温烟气对污泥进行干燥，所述污泥焚烧装置用于将干燥后的污泥加热，然后在没有额外燃料下自行燃烧，所述第一传送机构用于将干燥后的污泥传送到所述污泥焚烧装置，所述第二传送机构用于将烟气的高温传送到所述污泥干燥装置。本实用新型污泥焚烧过程中采用污泥自有的有机燃料进行高温燃烧，从而节约了其他燃料的使用量，污泥处理效果好，进而大幅减少了污泥处理的成本。

Description

污泥处理***

技术领域

本实用新型涉及化工领域，具体为污泥处理***。 

背景技术

在现有技术中，对于污水处理厂来说，污水净化后产生的污泥处理成本之高一直以来都难以计算和加以控制。目前城市污泥的处理方法主要有填埋、用于农作肥和焚烧。以焚烧为核心的污泥处理方法，是目前最彻底的污泥处理方法。 

因为污泥高含量的重金属物质和致病菌会在土壤中扩散，会导致土壤以及土壤表面种植农作物的高度污染，而填埋污泥则侵占大量土地、处理费用日益提高、以及随着环保标准的提高和回收利用政策的实施，填埋法将不是可持续发展的途径。出于以上安全和环境卫生等原因，这些污水净化后产生的污泥禁止堆放或填埋在固体垃圾填埋场。 

如果将此类污泥作为农作物的肥料同样会造成有毒重金属物质在土壤中大量积累，从而污染土壤和农作物。 

如果对仅仅此类污泥进行干燥处理，不仅能耗高，而且见效小，因此也不是长久之计。 

以焚烧为核心的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，并且可最大限度地减少污泥体积，因此只有将此类污泥进行焚烧才是长效和安全的解决方案。而目前为止，工业上用于焚烧污泥的单效焚烧***仅仅适用于比较大的污水处理厂(50万居民以上的城镇才建污水处理厂)，而且这种工业化用于污泥焚烧的流化床焚烧设备，燃料使用量大，无论是从制造还是从运行上都具有能耗高、成本高的不足；而且，设备庞大，不适于少量的污泥处理。 

实用新型内容

本实用新型提供一种污泥处理***，有效降低污泥处理成本。 

本实用新型提供了一种污泥处理***，包括用于利用污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气的高温对污水净化后得到的污泥进行干燥的污泥干燥装置、用于将干燥后的污泥加热，然后在没有额外燃料的情况下自行燃烧的污泥焚烧装置、用于将干燥后的污泥传送到所述污泥焚烧装置的第一传送机构、用于将所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气的高温传送到所述污泥干燥装置的第二传送机构，所述污泥干燥装置分别通过第一传送机构和第二传送机构与所述污泥焚烧装置相连接。 

所述第二传送机构包括冷凝器和热交换器，所述冷凝器的待冷凝物质进口与所述污泥干燥装置水蒸气出口相连，所述冷凝器的冷气体出口与所述热交换器待升温物质进口相连，热交换器待升温物质出口与污泥干燥装置干燥热源进口相连，热交换器待降温出口与污泥焚烧装置的烟气出口相连。所述第二传送机构优选为用于实现所述冷凝器排出的冷气体和所述污泥焚烧装置内生成的烟气之间的热交换的热交换器和用于将所述污泥干燥装置内排出的湿气体进行冷凝的冷凝器；所述冷凝器与污水净化装置相连。 

所述污泥干燥装置优选为蓖式干燥机或螺旋式干燥机或盘式干燥机； 

所述蓖式干燥机优选为包括用于将污泥在炉蓖上展平并挤压污泥的污泥挤压装置、和/或用于将污泥持续剪切为大小相等或不等的污泥块的污泥块剪切装置、和/或一个或多个上下平行的炉蓖； 

污泥挤压装置和/或污泥块剪切装置优选为活动连接在所述污泥干燥室的内壁上；炉蓖优选为固定连接在所述污泥干燥室的内壁上， 

所述污泥挤压装置、所述污泥块剪切装置可以分别为在炉蓖上方可移动装置。 

所述污泥焚烧装置优选包括用于利用热气体对污泥进行加热的污泥加热装置和用于以污泥内的有机物质为燃料进行燃烧的热污泥焚烧装置，所述污泥 加热装置和所述热污泥焚烧装置分别与热交换器相连，所述污泥加热装置的干燥污泥进口与所述污泥干燥装置的干燥污泥出口相连。 

所述污泥焚烧装置还优选包括燃烧器，所述燃烧器可以设于所述污泥焚烧装置的外部或内部。 

所述污泥焚烧装置优选为水平放置，其中心对称轴与水平线呈一定夹角，所述污泥焚烧装置以所述污泥焚烧装置以其中心对称轴为轴转动的活动连接方式连接在支架上。 

所述热交换器待降温出口与污泥焚烧装置的烟气出口相连的管路上优选设有烟气处理装置；所述烟气处理装置可以用于所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气在进入热交换器之前，对烟气进行分离净化处理。 

所述热交换器可以连接烟气固化装置、烟气净化装置的一种或两种，可以用于对在所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气在进入热交换器之后从所述热交换器出来的烟气进行固化反应处理、净化处理的一种或两种。 

所述烟气分离装置优选为旋风分离器，和/或所述烟气固化装置优选为硫化床反应器，所述烟气净化装置优选为活性炭吸附器或电子吸附器或纤维吸附器。 

所述硫化床反应器与所述污泥干燥装置可以通过用于将所述污泥干燥装置排出的水蒸气传送到所述硫化床反应器中参与固化反应的第三传送机构相连。 

所述的污泥处理***还包括对在污水净化后、在污泥干燥前的污泥进行脱水处理的污泥脱水装置，所述污泥脱水装置与污泥干燥装置相连，所述污泥脱水装置与污水净化装置相连。 

通过本实用新型提供，能够达到如下效果： 

1.节约污泥处理成本。本实用新型在污泥干燥装置中进行污泥干燥，在污泥焚烧装置中进行干燥后污泥焚烧，在烟气处理装置中对污泥燃烧后的烟气进行处理，在炉渣处理装置对污泥燃烧后的炉渣进行处理，其中，污泥焚烧过程中采用污泥自有的有机燃料进行高温燃烧，从而节约了其他燃料的使用量，进而大幅减少了污泥处理的成本。

2.污泥处理效果好。本实用新型将污泥中的有机物质加热作为焚烧的燃料，污泥中约60％的有机成分可以转化为热量，炉蓖燃烧残留物或粉煤灰，可作为建筑废料处置或作为筑路材料的替代品或作为一般使用，对环境没有异味。干燥过程中得到的挤压水和冷凝水可以再次清洁回流到污水净化池。焚烧后的烟气经过处理可以回用到热交换，最终排出烟囱的气体只含有水蒸汽，二氧化碳等无害气体。 

3.占地面积小。本处理装置由湿污泥储存仓、干燥设备、干燥设备和二段回转式焚烧炉之间的传输设备，带有热回收装置的二段回转式焚烧炉，废弃净化装置等组成，整个装置占地面积小，成本降低。 

4.处理物利用率高。湿污泥经焚烧后的残留物主要成分为无害的灰渣和飞灰，可以用作道路建设的辅料，超过90％以上的无害灰渣可用作建筑材料的辅料，由此提高整个***的经济适用性。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。 

图1为本实用新型污泥处理***中装置连接图。 

图2为本实用新型污泥脱水处理装置的示意图。 

图3为本实用新型污泥处理***中热交换器与***中其他装置的连接方式示意图。 

图4为利用本实用新型进行污泥处理的方法示意图。 

具体实施方式

以下将结合附图1、2、3或4对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。 

结合附图1，本实用新型提供一种污泥处理***，其特征在于，包括污泥干燥装置、污泥焚烧装置、第一传送机构、第二传送机构； 

其中，所述污泥干燥装置用于利用污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气的高温对污水净化后得到的污泥进行干燥，所述污泥焚烧装置用于将干燥后的污泥加热，然后在没有额外燃料的情况下自行燃烧，所述第一传送机构用于将干燥后的污泥传送到所述污泥焚烧装置，所述第二传送机构用于将所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气的高温传送到所述污泥干燥装置； 

所述污泥干燥装置分别通过污泥传送机构和第二传送机构与所述污泥焚烧装置相连接。 

污泥焚烧过程中采用污泥自有的有机成分进行高温燃烧，从而节约了其他燃料的使用量，进而大幅减少了污泥处理的成本。 

同时，本处理装置由污泥干燥装置、污泥焚烧装置、第一传送机构、第二传送机构等组成，整个装置占地面积小，成本降低。 

湿污泥经焚烧后的残留物主要成分为无害的灰渣和烟气，可以用作道路建设的辅料或在建筑垃圾填埋场直接进行填埋，而污泥中的重金属物质在焚烧过程中，由于高温导致的污泥中沙质部分的熔化，则直接富集在熔化的沙子之中，因此残渣中重金属物质会由不稳定状态转化为相对稳定状态，这就是所谓的“重金属硅酸盐化”。在污泥的燃烧过程当中，重金属的硅酸盐化主要出现在800-900℃之间，同时因为硅酸盐化后的重金属不溶于水，所以不会对周围环境造成污染。因此，超过90％以上的无害灰渣可用作建筑材料的辅料，由此提 高整个***的经济适用性。 

所述的污泥处理***还可以包括污泥脱水装置，所述污泥脱水装置可以用于对在污水净化后、在污泥干燥前的污泥进行脱水处理；所述污泥脱水装置可以与所述污泥干燥装置相连。 

污泥脱水装置与污泥干燥装置可以通过传送装置连接。 

污泥脱水装置可以为一个或多个，数目的多少取决于污水处理厂的处理污泥的量和处理能力，脱水后的污泥的含水量降低，有利于接下来的进一步干燥、加热和焚烧； 

如图2，所述污泥脱水装置通常包括湿污泥储存仓、混料罐、脱水机、脱水污泥储存仓等； 

经过污水净化后的污泥首先进入湿污泥储存仓，从湿污泥储存仓可以通过湿污泥输送设备送入混料罐，所述湿污泥输送设备通常为偏心螺旋泵，传送的密度可以为2-6％，比如：2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％，优选为3.5-5％，湿污泥进入混料罐后可以与絮凝剂进行混合，发生絮凝作用；在污泥经过脱水机后的含水量通常为10％-50％，比如：10％、15％、20％、30％、35％、40％、45％、50％，优选为20-25％；经过脱水机得到的污水重新回到污水净化装置，实现污水的循环，而脱去水的污泥则可以通过脱水后污泥传送设备送入脱水污泥储存仓，所述脱水后污泥传送设备通常为传送泵。所述脱水污泥储存仓可以设有一个或多个出料斗，污泥颗粒从脱水污泥储存仓的上面掉落在底部的输送带上，被直接送入脱水后污泥干燥装置，每个出料斗对应一个物料泵，所述物料泵可以将脱水污泥储存仓内的污泥送入脱水后污泥干燥装置；为了提高污泥焚烧后灰渣颗粒的强硬度，可以在脱水污泥储存仓的前面添加熟石灰给料计算器。 

所述污泥干燥装置可以为蓖式干燥机或螺旋式干燥机、盘式干燥机等；所述污泥干燥装置可以为一个或多个； 

所述蓖式干燥机可以包括一个或多个污泥干燥室； 

在每一个污泥干燥室内部可以包括：污泥挤压装置、和/或污泥块剪切装置、和/或一个或多个上下平行排列的炉蓖； 

其中，污泥挤压装置可以用于将污泥在炉蓖上展平并挤压污泥；污泥块剪切装置可以用于将污泥持续剪切为大小相等或不等的污泥块； 

污泥挤压装置和/或污泥块剪切装置可以活动连接在所述污泥干燥室的内壁上；炉蓖可以固定连接在所述污泥干燥室的内壁上；所述活动连接可以为可转动组件连接或其他方式，所述固定连接可以为焊接、固定套接或其他方式。 

所述污泥挤压装置、所述污泥块剪切装置可以分别为在炉蓖上方可移动装置，以方便对炉蓖上的污泥进行展平处理和剪切处理。 

为了增加污泥的干燥速度，扩大污泥与干气体的接触面积，所述蓖式干燥机可以包括一个或多个污泥干燥室，多个污泥干燥室在干燥机内相互隔开，每个干燥室内设有多个上下相叠的炉篦，将待干燥的污泥平铺在炉篦上进行干燥。在整个干燥过程的初始阶段，所述污泥挤压装置可以通过压力将污泥在炉蓖上展平并挤压污泥内的水，所述污泥挤压装置通常为带孔的金属片或金属板或金属块，为了方便污泥挤压装置的运转和空间占有率优选为带孔的金属片，污泥里面的水可以以气体的方式从金属片的孔中通过； 

为了增大污泥与热干气体接触的表面积，加快干燥的速度。干燥装置中还可以包含一个自动剪切装置，对展平、挤压后的污泥进行持续性的剪切作用，由此形成的块状污泥。因其干燥过程主要是利用80-180℃热干气体的热量传递给湿污泥，使污泥表面湿分汽化并逸散到外部空间，从而在污泥表面和内部出现湿含量的差别，而内部湿分继续向表面扩散并汽化，使污泥湿含量不断降低，逐步完成污泥整体的干燥。 

所述第二传送机构优选包括热交换器和冷凝器，其中，冷凝器可以用于将所述污泥干燥装置内排出的湿气体进行冷凝，得到冷凝水和冷气体；所述热交换器用于实现所述冷凝器排出的冷气体和所述污泥焚烧装置内生成的烟气之间的热交换； 

污泥干燥装置中，经过干燥后获得湿气体，携带水分的湿气体通过多个管道导出，然后经过冷凝器冷却后获得冷凝水和冷气体，其中冷气体通过气体热交换器加热，加热后的气体可以最后重新送回污泥干燥装置。由此形成一个热环流***，并且有异味气体不会排出***之外。冷凝水将导入污水净化池，实现污水的循环使用。在热交换器中为冷气体提供热源的是来自所述污泥焚烧装置中生成的烟气，所述烟气为高温烟气。 

在污泥干燥装置内，块状污泥从上炉蓖落至下炉蓖，在整个干燥过程中，污泥被干燥至干物质含量大于60％，比如，70％、80％、90％、95％，优选80％-90％。干燥后的污泥由收集装置收集并通过输送装置输送至焚烧装置的进料口，所述收集装置通常为螺旋提升机，所述输送装置通常为槽链式输送机。 

所述污泥焚烧装置优选包括污泥加热装置、热污泥焚烧装置； 

其中，污泥加热装置可以利用热气体将干燥后的污泥进行加热处理，热污泥焚烧装置可以利用热气体和污泥内的有机成分对加热后的污泥进行自行焚烧处理； 

所述污泥加热装置的壳体由外至内可以分别为外壳、内胆、耐火材料层，外壳和内胆之间可以设有保温层，内胆和耐火材料层之间可以设有保温层；保证所述污泥加热装置耐高温并能保持高温环境； 

所述热污泥焚烧装置的壳体由外至内可以分别为外壳、内胆、耐火材料层，外壳和内胆之间可以设有保温层，内胆和耐火材料层之间可以设有保温层；保证所述热污泥焚烧装置耐高温并能保持高温环境； 

所述加热装置可以为一个或多个；所述焚烧装置可以为一个或多个，所述污泥加热装置和热污泥焚烧装置可以为一个整体也可以为分开的两个装置，为了减少热污泥进入热污泥焚烧装置时的热减少，同时利用污泥加热装置和热污泥焚烧装置的热环境，优选为污泥加热装置和热污泥焚烧装置为一个整体，可称为二段回转式焚烧炉； 

所述二段回转式焚烧炉的炉体通常为圆筒状，方便焚烧炉在作业过程中转 动；通常情况下，所述污泥焚烧装置水平放置，其中心对称轴与水平线通常呈一定夹角，可以以其中心对称轴为轴转动；以实现焚烧装置的转动，对焚烧装置内的污泥进行充分的搅拌和运动，使其充分与高温气体和高温烟气接触，达到加热和焚烧的作用。 

所述污泥焚烧装置可以设有燃烧器，所述燃烧器可以设于所述热污泥焚烧装置内部或外部；为所述污泥焚烧装置提供焚烧的高温，尤其在***启动之初和污泥焚烧装置内部温度无法达到要求的温度的时候，其中包括污泥中有机成分的含量达不到提供足够的热量以支持污泥的焚烧。燃烧器通过手动或自动控制，所述燃烧器通常设有燃料进口，所述燃烧器设于所述热污泥焚烧装置内部或外部；燃料包括燃油或燃气或其他燃料。 

污泥中的有机成分具有17MJ/kg的热量值，同时蒸发1kg水需要2.9MJ的热量。通常情况下，含水分80％的污泥需蒸发出3kg水分，从而得到1kg的干燥污泥，即： 

3kg·2.9MJ＝8.7MJ 

污泥具有60％的有机物含量，则得到以下实际热量值： 

0.6·17MJ/kg＝10.2MJ/kg 

可见，在通常情况下，由焚烧污泥所产生的热量足以供给污泥的干燥，热量供给方面，完全能达到自给自足。然而供给污泥干燥后，余热过低，不能作进一步的热量利用。无论如何，在实际运行过程当中，湿污泥中可燃物所占比例不应低于60％，在可燃物含量较低的情况下，则必须启动燃烧器进行辅助燃烧加热。启动***和装填料时为了保持焚烧炉内的燃烧温度，需加装燃气或燃油自动燃烧器。以及如果污泥中无机物含量过高，则会造成焚烧温度降至800℃以下，此时燃气或燃油的燃烧器会自动开启，以便使焚烧温度持续保持在800-900℃之间。 

所述污泥焚烧装置可以设有一个或多个温度传感器；随时跟踪焚烧装置内的温度，用于测量污泥焚烧的高温环境，所述温度传感器具备温度信息传送到 自动控制程序的功能，随时将温度信号传送到自动控制程序中，以方便自动控制程序根据温度预先设定值确定是否开启所述燃烧器，或者调解污泥焚烧装置内的温度。 

所述热污泥焚烧装置的温度通常为800-900度，保持这个焚烧温度非常重要，因为低于800℃的焚烧温度会产生呋喃和二噁英，而高于900℃则会产生氮氧化物。 

所述热交换器与污泥焚烧装置相连的管路上优选设有烟气分离装置；所述烟气分离装置用于所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气在进入热交换器之前，对烟气进行分离净化处理； 

所述热交换器可以连接烟气固化装置、烟气净化装置的一种或两种，可以用于对在所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气在进入热交换器之后从所述热交换器出来的烟气进行固化反应处理、净化处理的一种或两种； 

所述烟气固化装置可以用于对热交换之后排出的烟气进行固化反应处理，然后通过烟囱直接排出，所述烟气固化装置可以为硫化床反应器；所述硫化床反应器用于烟气、熟石灰和水固化反应； 

所述烟气固化装置可以与所述热交换器相连。 

所述烟气分离装置包括旋风分离器，焚烧污泥产生的烟气则进入旋风分离器，首先大部分粉尘被分离，然后烟气中的有害物质，如HCl、NO₃、SO₄(盐酸，硝酸，硫酸)等也被分离出来。废气排放符合2006年欧盟废气排放标准。将飞灰分离出来。分离出来的飞灰因基本不含有害物质，所以可以与炉渣一起处理掉。除掉烟气中的飞灰后，将其送入热交换器，此处用于热交换的水来自与干燥过程中干燥出的水蒸气，，水温约在180℃。同时，烟气经过热交换器后温度降至190℃。 

经过热交换器降温后的高温净化烟气可以进入所述固化反应装置进行固化反应，其中熟石灰和水可以参与反应，参与反应的水可以来自于所述脱水后干燥装置排出的水蒸气或所述污泥处理***外进入的水； 

在此过程中，所述固化反应装置优选为化床反应器(又称沸腾床反应器)。经降温后的净化烟气送入流化床反应器(又称沸腾床反应器)。在流化床反应之前通入一部分来自干燥处理的水蒸汽，目的在于，在反应器内部形成含有水蒸气的碱性环境，因为在加热状态下硫、氮、磷的氧化物以及氯化氢可以与碱性熟石灰发生反应。活性炭部分吸附剩余的呋喃和二噁英。通入熟石灰，然后利用烟气流动形成悬浮运动状态并进行气固相反应。 

以下为在80-180℃的温度区间发生的烟气净化化学反应： 

从以上的化学反应不仅硫化物，而且氯化物和氟化物皆可以有效地去除。重金属物质(如汞等)以及呋喃、二噁英等同样是先与熟石灰发生化学反应，同时也可以被纤维过滤器吸附下来。烟气中如果有氯元素存在的情况下，通常会生成二价汞氯化合物，形成的化合物同样可以被纤维过滤器吸附下来。以金属状态存在的汞可以通过以下的反应机理去除掉：首先，水和二氧化硫会以硫酸的结合形式被吸附，此时吸附的硫酸再与金属汞发生化学反应，生成硫酸汞，化学反应方程式如下： 

2Hg+2H₂SO_4，ads＝HgSO_4，ads+2H₂O+SO₂

烟气和熟石灰发生化学反应之后，再通过纤维过滤器的吸附和过滤，然后被吸入烟囱后排出。因为经吸附有害物质和过滤后排放的废气中只含有水蒸气、二氧化碳以及气体且符合排放标准，所以烟囱的高度只需10至15米即可。 

未使用的熟石灰可重新送至烟气分离装置，而使用过的熟石灰则送至储存罐进行计量和重新替换。 

表1.污泥焚烧前后样品检测数据 

所述污泥处理***还可以包括热交换器； 

如图3，所述热交换器中： 

提供热交换的高温物质可以为所述烟气分离装置排出的高温净化烟气， 

提供热交换的低温物质可以为所述冷凝器排出的冷气体，冷气体经过加热后可以重新回到所述脱水后干燥装置，作为第一热源使用， 

所述热交换的循环水可以为所述脱水后干燥装置排出的水蒸气， 

热交换将装置外进入的空气或气体经过热交换加热后输送到所述污泥加热装置中可以作为第二热源使用，和/或输送到所述热污泥焚烧装置中可以作为第三热源使用； 

向热交换器输送净化烟气的输送设备为侧流式引风机，引风机内有变频式电机，因此可以通过调节其功率来实现调节输送量的目的。 

通过热交换器可以将***内的气体进行循环利用。 

所述炉渣处理装置可以包括待处理炉渣进口，待处理炉渣进口可以与所述炉渣出口相连；所述炉渣处理装置可以包括炉渣粉碎装置，所述炉渣粉碎装置可以用于将焚烧后得到的炉渣进行破碎。所述炉渣处理装置可以包括待处理炉渣进口，待处理炉渣进口与所述炉渣出口相连；污泥焚烧后遗留的炉渣取决于湿污泥含沙量的多少。然后将炉渣送至炉渣粉碎器进行粉碎，粉碎程度要以能被螺旋提升机卷起并抛入集装箱为准。同时，由于此时的炉渣温度还比较高，约在300-400℃之间，所以要用水对螺旋升降机进行降温。 

所述污泥处理装置还可以包括电子程序控制装置，所述电子程序控制装置可以通过有线或无线分别与污泥干燥装置、污泥焚烧装置，烟气分离装置、烟气处理装置、炉渣处理装置、热交换器、及各装置间部分污泥输送装置(如污泥泵)等相连接。该***完全自动化运行，适用于各种质量参差不齐的污泥焚烧。污泥泵、篦式干燥机、污泥焚烧装置以及为热交换器提供气体的给气体设备等皆可以通过频率调节器无等级化控制。污泥焚烧装置内部温度、废气温度、废气中氧气含量以及废气总量都可以在线进行持续监测。控制***主要是通过一个可编程的控制器(SPS)以及一个过程控制***(PLS)组成，这两个部分可与供电设施安放在同一个厂房而不同的房间之内，在厂房外部可分别由不同的通道进入。 

系污泥处理***初次安装完成之后，用油式辅助的燃烧器在污泥焚烧装置(污泥焚烧炉)进行燃烧，使炉内温度达到800℃。当炉内温度达到400℃时，污泥脱水装置开启运行；当温度达到800℃时，用于干燥处理的热交换器热水准备完毕，同时干燥污泥用干热空气达到要求温度。然后，脱水后的污泥送至干燥，紧接着送至焚烧，当污泥送至污泥焚烧炉时，此时关闭燃烧器。通过持续输送干燥的污泥，炉腔内则保持燃烧状态。 

在持续运行状态下，烟气的余热通过热交换器以及热水循环供给干燥和焚烧用空气，由此可实现热回收和再利用。如果污泥中有机成分达到60％以上时， 则不需要额外辅助燃烧加热。 

如图4，利用本实用新型进行污泥处理的方法包括如下步骤： 

图4，步骤101：以焚烧处理中产生的高温烟气为干燥热源，通过干燥热源传热对污泥进行干燥处理； 

图4，步骤102：将干燥后的污泥进行加热处理并在污泥被点燃后自行焚烧的焚烧处理。 

污水净化后的得到的污泥首先进行污泥脱水，在脱水过程总污泥可以与絮凝剂相反应，发生絮凝作用，脱水后得到的水可以回用到污水净化池；脱水后的污泥的含水量可以为15％-40％； 

污泥脱水后，进行污泥干燥，干燥的热源可以来自于污泥焚烧过程中产生的烟气提供的高温，还可以来自于干燥过程中产生的气体，这种气体呈现的方式为：干燥过程中排出含有水分的湿气体，湿气体再经过冷凝，等到冷气体，冷气体再经过热交换，吸收热量转为热气体，该热气体即可以回用到干燥过程中重新作为干燥热源使用；在干燥过程中可以采用热源传热的方式进行干燥，干燥的热源温度为40-200℃，比如40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃、180℃、200℃，优选为80-180℃；其中冷凝后得到的水可以回用到污水净化池； 

为了促进干燥效果，可以增加污泥与热源的接触面积，其中可以采取的措施优选为：将污泥铺成片层；和/或将污泥分成许多小块；或其他方式，如挤压排水等。 

经过干燥后的污泥进入加热阶段，所述加热过程中，可以对污泥进行间歇性或连续性搅拌，污泥能够充分与热源接触，加速了污泥的加热速度或焚烧速度；加热的热源可以来自于通过热交换被加热的气体； 

所述焚烧过程中，可以对污泥进行间歇性或连续性搅拌，焚烧温度为800-900℃；参与焚烧的气体可以来自于通过热交换被加热的气体；污泥中的有机成分具有17MJ/kg的热量值，同时蒸发1kg水需要2.9MJ的热量。通常情况 下，含水分80％的污泥需蒸发出3kg水分，从而得到1kg的干燥污泥，即： 

3kg·2.9MJ＝8.7MJ 

污泥具有60％的有机物含量，则得到以下实际热量值： 

0.6·17MJ/kg＝10.2MJ/kg 

可见，在通常情况下，由焚烧污泥所产生的热量足以供给污泥的干燥，热量供给方面，完全能达到自给自足。然而供给污泥干燥后，余热过低，不能作进一步的热量利用。无论如何，在实际运行过程当中，湿污泥中可燃物所占比例不应低于60％，在可燃物含量较低的情况下，则必须启动燃烧器进行辅助燃烧加热。启动***和装填料时为了保持焚烧炉内的燃烧温度，需加装燃气或燃油自动燃烧器。对污泥焚烧的温度进行监测，如果污泥中无机物含量过高，则会造成焚烧温度降至800℃以下，此时燃气或燃油的燃烧器会自动开启，以便使焚烧温度持续保持在800-900℃之间。 

所述热污泥焚烧装置的温度通常为800-900℃，保持这个焚烧温度非常重要，因为低于800℃的焚烧温度会产生呋喃和二噁英，而高于900℃则会产生氮氧化物。 

污泥焚烧后会得到高温的烟气和炉渣，由于高温烟气中还存在有害气体和学不稳定物质，因此需要对烟气进行分离处理和转变化学稳定性的反应，该反应可以为固化反应，该固化反应可以是将降温后的烟气与碱性物质、水发生酸碱中和的化学反应，其中水可以来自于干燥过程中的水蒸气；其中，碱性物质的物质包括熟石灰、生石灰、碳酸氢钠、或类似可以提供碱性的化学物质。 

首先大部分粉尘被分离，然后烟气中的有害物质，如HCl、NO₃、SO₄(盐酸，硝酸，硫酸)等也被分离出来。废气排放符合2006年欧盟废气排放标准。将飞灰分离出来。分离出来的飞灰因基本不含有害物质，所以可以与炉渣一起处理掉。除掉烟气中的飞灰后，将其送入热交换，此处用于热交换的水来自与干燥过程中干燥出的水蒸气，水温约在180℃。同时，烟气经过热交换器后温度约降至190℃。 

经过热交换器降温后的高温净化烟气可以进入所述固化反应，其中熟石灰和水可以参与反应，参与反应的水可以来自于所述脱水后干燥装置排出的水蒸气或所述污泥处理***外进入的水； 

经降温后的净化烟气送入流化床反应器(又称沸腾床反应器)。在流化床反应之前通入一部分来自干燥处理的水蒸汽，目的在于，在反应器内部形成含有水蒸气的碱性环境，因为在加热状态下硫、氮、磷的氧化物以及氯化氢可以与碱性熟石灰发生反应。活性炭部分吸附剩余的呋喃和二噁英。通入熟石灰，然后利用烟气流动形成悬浮运动状态并进行气固相反应。 

从以上的化学反应不仅硫化物，而且氯化物和氟化物皆可以有效地去除。重金属物质(如汞等)以及呋喃、二噁英等同样是先与熟石灰发生化学反应，同时也可以被纤维过滤器、电子过滤器或活性炭过滤器吸附下来。烟气中如果有氯元素存在的情况下，通常会生成二价汞氯化合物，形成的化合物同样可以被纤维过滤器吸附下来。以金属状态存在的汞可以通过以下的反应机理去除掉：首先，水和二氧化硫会以硫酸的结合形式被吸附，此时吸附的硫酸再与金属汞发生化学反应，生成硫酸汞，化学反应方程式如下： 

2Hg+2H₂SO₄，ads＝HgSO₄，ads+2H₂O+SO₂

烟气和熟石灰发生化学反应之后，再通过纤维过滤器、电子过滤器或活性炭过滤器的吸附和过滤，然后被吸入烟囱后排出。因为经吸附有害物质和过滤后排放的废气中只含有水蒸气、二氧化碳以及气体且符合排放标准，所以烟囱的高度只需10至15米即可。 

未使用的熟石灰可重新送至烟气分离装置，而使用过的熟石灰则送至储存罐进行计量和重新替换。 

全部***自动化，并可进行远程监控。一旦出现问题可即刻进行分析并排除故障。如果超出极限值，***会自动关停。设备无级式控制，是指全天24小时内投放的不同污泥质量，能够自动调整，保证设备运行。 

污泥泵、篦式干燥机、污泥焚烧装置以及为热交换器提供气体的给气体设备等皆可以通过频率调节器无等级化控制。污泥焚烧装置内部温度、废气温度、废气中氧气含量以及废气总量都可以在线进行持续监测。控制***主要是通过一个可编程的控制器(SPS)以及一个过程控制***(PLS)组成，这两个部分可与供电设施安放在同一个厂房而不同的房间之内，在厂房外部可分别由不同的通道进入。

系污泥处理***初次安装完成之后，用油式辅助的燃烧器在污泥焚烧装置(污泥焚烧炉)进行燃烧，使炉内温度达到800℃。当炉内温度达到400℃时，污泥脱水装置开启运行；当温度达到800℃时，用于干燥处理的热交换器热水准备完毕，同时干燥污泥用干热空气达到要求温度。然后，脱水后的污泥送至干燥，紧接着送至焚烧，当污泥送至污泥焚烧炉时，此时关闭燃烧器。通过持续输送干燥的污泥，炉腔内则保持燃烧状态。 

在持续运行状态下，烟气的余热通过热交换器以及水环流供给干燥和焚烧用空气，由此可实现热回收和再利用。如果污泥中有机成分达到60％以上时，则不需要额外辅助燃烧加热。 

通过本实用新型提供的一种污泥处理装置和处理方法，能够达到如下效果： 

热回收式污泥干化焚烧***可处理250-5000kg干污泥/h不等，相当于密度为200kg/m³干物含量的干污泥生产能力为1-25m³/h，如果一年按照300个运行日计算，则热回收式污泥干化焚烧***可焚烧来自70,000-2,000,000城镇居民的湿污泥。 

该污泥处理***，根据其规格大小和处理能力，可处理70,000至2,000,000城镇居民的湿污泥。 

整个***占地面积小，仅需一个约1000-2000平方米的工业用车间。 

全部***自动化，并可进行远程监控。一旦出现问题可即刻进行分析并排除故障。如果超出极限值，***会自动关停。 

设备无级式控制，是指全天24小时内投放的不同污泥质量，能够自动调 整，保证设备运行。 

不断地向炉膛输送干污泥，使焚烧炉内始终保持在800-900℃温度，实现***内能源的循环利用，节省外部燃料的使用量。 

***持续运行达到热回收目的，即指，对焚烧污泥产生的热量进行回收并送回至污泥干燥，由此可实现热回收和再利用。 

本实用新型的污泥处理***及处理方法为即经济又环保的污泥焚烧技术，既适合于新项目建设，也适合于现有的，即使是小规模的污水处理厂改造。 

该技术与通常的焚烧技术相比，在制造成本上可节省30％.即，制造一台年焚烧污泥约20.000吨的设备，制造费用仅为700万欧元。 

污泥中约60％的有机成分可以转化为热量，这意味着在设备运行过程中没有额外的燃料需求。 

只需在启动设备时使用的燃油或燃气，目的是保持焚烧炉内800-900℃的燃烧温度。 

设备运营比常规污泥焚烧炉节能15％-20％。 

该***可制造模块化结构，便于在污泥量增大时易于扩展。 

炉蓖燃烧残留物或粉煤灰，可作为建筑废料处置或作为筑路材料的替代品或作为一般使用。对环境没有异味。 

挤压水和冷凝水可以再次清洁回流到污水净化池。 

排出的气体只含有水蒸汽，二氧化碳和气体。 

值得注意的是：其它的特殊垃圾，诸如：废旧计算机，含油污泥，医疗垃圾(注射器，绷带等)，屠宰场废弃物，厨房垃圾和一般垃圾等等，凡其有机含量大于60％的均能毫无问题的一同焚烧。这是一个可观的“额外”收入来源。但是，医疗垃圾因其卫生原因必须还要有专门的接收设施。 

本实用新型提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本实用新型的范围内。 

显然，本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本 实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。 

Claims (10)

1.一种污泥处理***，其特征在于，包括污泥干燥装置、污泥焚烧装置、用于将干燥后的污泥传送到所述污泥焚烧装置的第一传送机构、用于将所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气的高温传送到所述污泥干燥装置的第二传送机构，所述污泥干燥装置分别通过第一传送机构和第二传送机构与所述污泥焚烧装置相连接。

2.如权利要求1所述的污泥处理***，其特征在于，所述第二传送机构包括冷凝器和热交换器，所述冷凝器的待冷凝物质进口与所述污泥干燥装置水蒸气出口相连，所述冷凝器的冷气体出口与所述热交换器待升温物质进口相连，热交换器待升温物质出口与污泥干燥装置干燥热源进口相连，热交换器待降温出口与污泥焚烧装置的烟气出口相连。

3.如权利要求1所述的污泥处理***，其特征在于，所述污泥干燥装置为蓖式干燥机或螺旋式干燥机或盘式干燥机；

所述蓖式干燥机包括污泥挤压装置、和/或污泥块剪切装置、和/或一个或多个上下平行的炉蓖；

污泥挤压装置和/或污泥块剪切装置活动连接在所述污泥干燥室的内壁上；炉蓖固定连接在所述污泥干燥室的内壁上，

所述污泥挤压装置、所述污泥块剪切装置分别为在炉蓖上方可移动装置。

4.如权利要求1所述的污泥处理***，其特征在于，所述污泥焚烧装置包括污泥加热装置和用于以污泥内的有机物质为燃料进行燃烧的热污泥焚烧装置，所述污泥加热装置和所述热污泥焚烧装置分别与热交换器相连，所述污泥加热装置的干燥污泥进口与所述污泥干燥装置的干燥污泥出口相连。

5.如权利要求4所述的污泥处理***，其特征在于，所述污泥焚烧装置还包括燃烧器，所述燃烧器设于所述污泥焚烧装置的外部或内部。

6.如权利要求4所述的污泥处理***，其特征在于，所述污泥焚烧装置水 平放置，其中心对称轴与水平线呈一定夹角，所述污泥焚烧装置以所述污泥焚烧装置以其中心对称轴为轴转动的活动连接方式连接在支架上。

7.如权利要求2所述的污泥处理***，其特征在于，所述热交换器待降温出口与污泥焚烧装置的烟气出口相连的管路上设有烟气分离装置；所述烟气分离装置用于所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气在进入热交换器之前，对烟气进行分离净化处理；

所述热交换器连接烟气固化装置、烟气净化装置的一种或两种，用于对在所述污泥焚烧装置内污泥焚烧产生的烟气在进入热交换器之后从所述热交换器出来的烟气进行固化反应处理、净化处理的一种或两种。

8.如权利要求7所述的污泥处理***，其特征在于，所述烟气分离装置为旋风分离器，和/或所述烟气固化装置为硫化床反应器，所述烟气净化装置为活性炭吸附器或电子吸附器或纤维吸附器。

9.如权利要求8所述的污泥处理***，其特征在于，所述硫化床反应器与所述污泥干燥装置通过用于将所述污泥干燥装置排出的水蒸气传送到所述硫化床反应器中参与固化反应的第三传送机构相连。

10.如权利要求1-9任意一项所述的污泥处理***，其特征在于，还包括对在污水净化后、在污泥干燥前的污泥进行脱水处理的污泥脱水装置，所述污泥脱水装置与污泥干燥装置相连，所述污泥脱水装置与污水净化装置相连。 

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