[发明专利]一种基于旋风干燥耦合热解技术的污泥处置与利用方法

说明书

技术领域

本发明属于污泥资源化领域。涉及一种基于旋风干燥耦合热解技术的污泥处置与利用方法。

背景技术

据统计，2015年全国的污泥（含水率80%）产量约为4000万吨/年。这些污泥如果不经处理任意排放，不仅容易对周边环境造成严重的污染，还会造成污泥中有用能源的浪费。

污泥传统的处置方法主要包括卫生填埋、焚烧和土地利用。卫生填埋具有处理容量大、投资少、见效快、技术成熟，方法简单，易行，适应性强等优点，但存在稳定性差，占用土地资源，资源化利用率低，有固定的服务年限，产生的渗滤液和气体处理不当会产生二次污染，成本逐年增加等缺点；焚烧具有占地小，减容效果好，实现零排放等优点，但存在投资大，运行维护费用高，产生飞灰、烟气等污染环境，产生二噁英等剧毒物质等缺点；土地利用不仅能耗低，还可以回收利用污泥中大量的植物养分，但对污泥品质要求高，污泥中的重金属等有害物质限制其使用。

鉴于污泥的含水率之高（可高达99%以上），在对污泥处置前都要进行一定的干化处理。污泥干化技术主要有热干化、太阳能干化、微波加热干化、超声波干化以及热泵干化等。太阳能干化具有能耗小，运行管理费用低，符合可持续发展的要求等优点，但占地面积大、处理效果受天气和季节性条件约束等缺点；微波加热、超声波干化具有时间短、干燥速率大等优点，但设备及运行成本较高；热泵干化具有占地面积小、运行费用低、节能环保等优点，但存在工艺较复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型的污泥处理处置的方法，将旋风干燥技术与热解制炭技术结合起来，进一步拓展了污泥处理处置的思路，提供了一种经济有效的处理方法。

本发明为一种基于旋风干燥耦合热解技术的污泥处置与利用方法，按如下的步骤进行：

步骤一、活化：往湿污泥中加入碳添加剂，混合后加入活化剂，搅拌、浸渍24～48h；

步骤二、旋风干燥：将活化后的污泥混合物经旋风干燥器干化脱水，含水率降至10%～20%；

步骤三、热解：将干燥后的污泥置于热解炉中热解，得到颗粒物，油和气；

步骤四、分离及洗涤：将步骤三得到的油类物质与颗粒物分离并收集，将颗粒物反复洗涤，干燥后即为污泥基活性炭。

湿污泥含水率为40%～90%。

碳添加剂至少为农作物秸秆、农作物壳、木屑中的一种，其添加量为干污泥质量的5%～20%；

活化剂至少为ZnCl₂、H₃PO₄、KOH中的一种，其添加量为干污泥质量的50%～150%，活化剂投加可采用湿式投加和干式投加，并以干式投加为宜。

活化剂在污泥进入旋风干燥前加入。

热解步骤以氮气、氦气等惰性气为保护气体，升温速率为10～20℃/min，升温到500℃～800℃，保持1～3h。

热解炉中产生的带有大量热量的气体回用至前段的旋风干燥单元，用于旋风干燥单元中污泥的加热。

污泥热解后的活化剂可回收利用。

现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、以污泥为原料制备活性炭，既解决了活性炭制备原料的来源和成本问题，又实现了污泥的资源化利用，同时污泥基活性炭再用于废气、废水等的处理，实现了污泥“变废为宝、以废治废”的双重效果，是一种节能环保技术。

2、在污泥旋风干燥前加入活化剂，与传统污泥干燥后加入活化剂相比减少了能耗，节约了成本，同时在旋风干燥的过程中使污泥和活化剂充分混合，污泥破碎更完全，这将大大提高污泥基活性炭的品质。

3、污泥热解过程中产生的具有能量的气和油将用来干燥污泥，既合理利用了能量，又减少了污染。

4、该方法不仅占地面积小、工艺流程和反应条件简单，运行成本较低，还能抑制二噁英的产生，固化重金属，回收可再生能源。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于旋风干燥耦合热解技术的污泥处置与利用方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明更加详细的描述内容如下：

发明原理：本发明将污水处理后产生的污泥资源化利用，制备污泥基活性炭。本发明将污泥的干燥和热解制炭工艺何为一体，建立了一套资源节约型，能源高效型的污泥处理处置方法。污泥干燥前加入活化剂，活化后的污泥经干燥、活化后制备污泥基活性炭，同时活化过程中产生的带有大量热量的气经循环系统进入旋风干燥器干燥污泥，活化剂通过水洗方法进行回收利用，制备的污泥基活性炭可用于处理废气和废水。