[发明专利]剩余污泥脱水干化方法和装置

说明书

本公开涉及剩余污泥脱水干化方法和装置，提供了一种剩余污泥脱水干化方法，包括：(A)剩余污泥离心脱水，(B)投加一定比例分散介质混合均匀，(C)通过旋流自转对剩余污泥‑分散介质混合物进行非相变干化，(D)干化污泥‑分散介质混合物气流加速度分选，(E)干化污泥旋流自转再脱水以及颗粒捕集，(F)在气液分离塔中对含水气体进行旋流气液分离以得到纯净热气与含热废水，纯净热气和补充空气可组成进口气体而循环使用，以及(G)含热废水通过中间换热器将余热转移到污水处理厂的原生污水中，再通过污水源热泵机组将原生污水中的低位热能转移到进口气体中，实现进口气体的加热以及污水热能的回收。

技术领域

本公开属于化工与环保领域，涉及一种实现污水处理厂剩余污泥水分的脱除、污泥分散介质分选回用以及通过污水源热泵提供系统所需热能的方法和装置。具体地说，本公开涉及一种污水处理厂剩余污泥脱水干化的方法和装置。

背景技术

随着我国城市化的快速发展以及工业化水平的不断提升，污水处理量不断提高。截止2019年底，我国城市和县城污水年排放量为5648亿立方米，建成污水处理厂4140座，日处理能力达21.5亿立方米。随着我国污水处理能力的逐步提高，污泥产量也大幅增加。截止到2020年，以含水率80重量％计的污泥产量已突破6000万吨，而根据调查显示，我国产生的污泥有70％没有得到妥善处理，污泥处理处置所面临的处境十分严峻。

城市污水处理过程中产生的剩余污泥含有重金属物质、病原体、病毒、微生物以及大量有毒有机物与无机物，如不加以妥善处理和处置会给环境造成严重的二次污染，威胁人类的健康和生态安全。因此，如何达到污泥处理处置的“减量化、稳定化、无害化、资源化”已经成为当前亟待解决的社会问题之一。

污泥减量化对于污泥处理处置问题的解决尤为关键，目前剩余污泥脱水主要分为自然脱水和机械脱水两种方式。其中，自然脱水包括渗漏和自然蒸发，需建造污泥干化场，可将污泥含水率将至75重量％左右。自然脱水虽然操作简单但由于脱水效率不高、占地面积大、易腐烂发臭、时间周期长、受天气的影响大等，不能大规模推广。机械脱水的效率较高，主要包括过滤法和离心法，能将污泥含水率降低到50～80重量％不等，占地面积较小，但对于设备要求较高、能耗较大并且对于污泥的预处理也有很高的要求。

因此，如何对剩余污泥进行深度脱水是实现污泥减量化的关键所在，从而影响污泥处理处置的全过程发展。

中国专利申请CN201910549688.1公开了一种剩余污泥脱水的方法和装置，通过内置有旋流器的颗粒床对高含水率的剩余污泥进行浓缩，浓缩后的污泥随热气依次进入旋流自转脱水器和加速度气流分选柱进行深度脱水以及污泥与滤料的分选，剩余污泥随气体从分选柱顶部进入旋流捕集器被收集，分离的石英砂滤料从分选柱底部排出并进入系统循环。该方法和装置的脱水效果较好，但该装置中的沸腾床过滤速度慢，污泥需经沸腾床饱和后再进入旋流器干化，对于返料石英砂需要沸腾床再填料，其操作复杂，运行周期较长，连续性较差。石英砂填料粒径为0.5～1mm，床层高度550mm，整个系统压降较大，并且过滤为表层过滤，下层石英砂未尽其用，处理量较小。该装置通过加热机对气体进行加热，能耗较高，并且从旋流捕集器排出的不含污泥的气体携带有大量余热，直接排放浪费能源，导致成本进一步增加，不符合住建部对于污泥处置技术“绿色、环保、循环、低碳”的明确要求。