[实用新型]一种污泥深度处理的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污泥深度处理的装置，该装置利用破膜、脱水、干燥、热解的组合工艺处理污泥，并生成生物炭的方法，特别适用于生活污水处理厂产生的剩余污泥，以及印染、纺织、造纸等行业产生的工业污泥。 

背景技术

污泥是生活污水和工业废水处理过程中的副产物。随着我国经济的快速发展，工业企业生产规模的扩大，污泥产量在逐年增加。由于污泥处理技术的滞后，很多污水处理厂和企业面临“泥”满为患没有出路的困境。近年来，由于污泥被随意倾倒而造成严重的环境污染事件屡见报道，引起政府和公众的关注。 

目前我国污泥的产量大、含水率高、污泥处理技术参差不齐，主要以简单填埋或堆存为主，然而大量污泥达不到含水率60%以下的填埋场入场标准，稳定化、无害化处理处置率较低，既不利于资源利用，又容易造成二次污染问题。另一方面，对广州、深圳、北京等发达城市，土地资源极其宝贵，污泥填埋已经受到了制约。污泥焚烧虽然可以实现最彻底、最大程度的减容，但污泥焚烧设备一次性投资大，运行成本高，经焚烧排放到环境中的尾气会造成二噁英和重金属的污染，成为公众非常关注的敏感问题和环境群体事件的焦点。污泥堆肥由于污泥中含有一定量的重金属而影响其堆肥产品的应用，特别在农用或避免进入食物链方面一直受到限制，造成污泥堆肥出路遇到难题而难以为继。污泥堆肥臭气大，对周围环境影响巨大，堆肥处理生产过程和产品质量难以控制。目前，用污泥用作水泥添加料、制砖和人工轻质骨料这几方面技术发展很快，市场前景较好，但这些工艺目前还存在技术不够成熟或者消纳量太小的缺点，比如污泥制作建材并没有解决污泥的无害化问题；建材生产工艺消纳污泥的比例有限，无法消纳源源不断产生的污泥；另外由于我国 目前尚没有关于污泥在建材利用中重金属限制的规范或标准，直接利用会对人类健康产生潜在的危害。 

污泥热解工艺是在无（缺）氧气氛中以一定温度处理污泥，是一种新的污泥处理工艺。由于热解过程中产生可作为燃料利用的热解油气和可作为污染物吸附剂的污泥生物炭，且相对于传统的处理工艺，热解处理过程中的污染物排放量明显降低，而且热解法能处理各种各样的污水污泥，不受污泥内含物的影响，这也是其它方法所不能比拟的，因此日益受到重视。近年来，该技术在国内取得了突破，在工业化规模方面得到了一些应用示范。 

ZL200910039251.X专利公开了利用废油脂进行污泥综合处理的方法和装置，该专利通过对废油脂进行处理后将其作为燃料来源。由于在我国现有国情下，废油脂的集中收集比较困难，因为将其在制备成生物柴油较充当燃料的附加值更高；另一方面，由于经过简单脱水后污泥的含水率仍然高达80%以上，直接进入干馏装置后，热解前期干燥阶段需消耗较多的外部加热能源，会增加运行成本，导致干馏装置中的温度波动较大，同时由于污泥成分复杂，使热解生产工艺不稳定而难以控制，也无法保证生物炭的质量。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服已有污泥传统处理技术不足，解决现有污泥干馏处理技术燃料来源无法保障、能耗高、不易控制、难以保证处理效率和产品质量等问题，提供了一种基于制备生物炭的污泥深度处理方法和相应装置，具有投资费用低、处理效率高、持续、循环利用、管理方便等优点。 

实用新型设计人通过理论分析和具体实践发现，可通过以下措施的改进来获得一种节能高效的污泥深度处理装置，并得到产品性能优异的生物炭。 

首先可以采用预处理技术（如机械深度脱水）来降低污泥的含水率，从而降低后续工艺的能耗和运行费用。优选对污泥先调理破膜再深度脱水的方式来降低含水率。本实用新型中在破膜之后再向污泥中加入无机混凝剂、污泥改性剂和有机高分子混凝剂。通过以上多种药剂的协同作用能改变污泥的表面电荷，促进污泥颗粒的凝聚和沉降，促进污泥颗粒 的凝聚作用，再经过之后的机械浓缩，如板框机械压榨作用，能够去除大部分的间隙水和毛细水，得到含水率为60%以下的脱水泥饼。 

其次，本实用新型中将污泥的干燥和热解过程分离，分别在转筒干燥机和污泥热解炉中进行，以提高干燥和热解过程的热效率。在干燥过程中，本实用新型中优选的干燥温度为120-135℃，既可以保证此过程中最佳的干燥速率和稳定的干燥过程，使生物质燃烧所产生的热量传递至污泥表面，促进表面湿分快速蒸发，又可以避免过高温度下热量大量损失，导致干燥过程能效下降，运行成本上升。此外，从工艺安全性角度考虑，控制此温度范围也可避免由于过度干燥导致污泥表面干化带来的粉尘爆炸的危险性。