一種低水耗的污泥處理系統及處理方法技術方案

本發明專利技術涉及一種低水耗的污泥處理系統及處理方法，利用通過高效的換熱器用反應后的物料預熱初始物料，采用封閉式的換熱結構，不僅避免了氣體直接排放時將帶走大量水蒸氣，減小水量的損失，還能夠減少蒸汽的產生，減少了水的相變熱消耗的能量，進而減少能量投入，節約運行費用。并且，對氣體換熱，有效地減少了高溫帶走的水量損失，而氣液分離中除霧的設置也能夠有效減少水汽的損失。與此同時，同時通過加入調節池，進一步對水進行處理，通過加堿使大部分重金屬形成絡合物沉淀，使得水可以直接返回污水廠進行再利用，不僅節約了水資源，還降低了系統運行的成本。

Sludge treatment system with low water consumption and processing method thereof

The invention relates to a sludge processing system and processing method of low water consumption, by using material preheating initial material after reaction of high efficiency heat exchanger, using closed type heat exchange structure, not only to avoid the direct emissions of gas will take away a lot of water vapor, reduce water loss, but also can reduce the steam produce, reduce the consumption of water phase change heat energy, thereby reducing energy input, save the operation cost. Moreover, the heat transfer of the gas can effectively reduce the water loss of the high temperature, and the setting of the mist in the gas-liquid separation can effectively reduce the loss of water vapor. At the same time, at the same time by adding water to the regulating pond, further processed by alkali is added to most of the heavy metals to form complex precipitation, so water can return directly to sewage treatment plant for reuse, not only saves the water resources, but also reduces the running costs of the system.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及污泥處理領域，特別是涉及一種低水耗的污泥處理系統及處理方法。
技術介紹
進入“十一五”以來，我國的污水處理產業得到了快速發展，污水處理能力及處理率增長迅速，帶來了迅速增加的污泥產量。根據住建部資料顯示，截止到2009年年底，全國城鎮污水處理量達到280億立方米，濕污泥(含水率80％)產生量突破2000萬噸。根據調研結果顯示，我國污水處理廠所產生的污泥，有80％沒有得到妥善處理，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經凸顯出來，并且引起了社會的關注。現行的污泥處理技術有幾下幾種:一、污泥焚燒經焚燒處理后，其體積可以減少85％～95％，質量減少70％～80％。高溫焚燒還可以消滅污泥中的有害病菌和有害物質。通過主要可分為兩大類：一類是將脫水污泥直接用焚燒爐焚燒；另一類是將脫水污泥先干化再焚燒。污泥焚燒要求污泥有較高的熱值，因此污泥一般不進行消化處理。一般當污泥不符合衛生要求，有毒物質含量高，不能作為農副業利用時，或污泥自身的燃燒熱值高，可以自燃并可利用燃燒熱量發電時，可考慮采用污泥焚燒。焚燒所需熱量，主要靠污泥含有的有機物燃燒，如污泥所含有的有機物燃燒所產生的熱能。焚燒最大優點是可以迅速和較大程度地使污泥減容，并且在惡劣的天氣條件下不需存儲設備，能夠滿足越來越嚴格的環境要求和充分地處理不適宜于資源化利用的部分污泥。污泥的焚燒處置不僅是一種有效降低污泥體積的方法，設計良好的焚燒爐不但能夠自動運行，還能夠提供多余的能量和電力，因此幾乎所有的發達國家均期望通過焚燒處置污泥來解決日益增長的污泥量和以前通過填理處置的部分污泥。但是污泥焚燒的缺點也很明顯，運行費用高，現在運行的污泥焚燒技術運行費用都在400元以上。二、衛生填埋這種處置方法簡單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應性強。但是污泥填埋也存在一些問題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴重污染的液體，如果填埋場選址或運行不當會污染地下水環境。填埋場產生的氣體主要是甲烷，若不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。三、土地利用污泥土地直接利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉化成土壤改良劑成分等優點，科學合理的土地利用，可減少污泥帶來的負面效應。林地和市政綠化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴重擾動的土地(如礦場土地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴重破壞區等需要復墾的土地)的修復與重建，減少了污泥對人類生活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復了生態環境。不過由于城市化的進行，適合土地利用的地已經越來越少，而污泥產量卻越來越多。四、污泥干燥污泥干燥是應用人工熱源以工業化設備對污泥進行深度脫水的處理方法，盡管污泥干燥的直接結果是污泥含水率的下降(脫水)，但與機械脫水相比,其應用目的與效果均有很大的不同。污泥機械脫水(也包括污泥濃縮)，其應用的目的以減少污泥處理的體積為主(污泥濃縮和機械脫水通常均可使污泥體積減少4倍左右)，但脫水污泥餅除了含水率和相關的物理性質，如流動性與原狀污泥有差異外，其化學、生物等方面性質并不因脫水而產生變化。污泥干燥則由于提高水分蒸發強度的要求，使用人工熱源，其操作溫度(對污泥顆粒而言)通常大于100℃，干燥對污泥的處理效應，不僅是深度脫水，還具有熱處理的效應；加之，污泥干燥處理的產物，其含水率可控制在20％以下,即達到抑制污泥中的微生物活動的水平，因此污泥干燥處理可同時改變污泥的物理、化學和生物特性。污泥干燥的缺點是能耗大、運行費用高、臭味大。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對污泥處理水量消耗大、處理效率低、污泥減量小的難題，提出一種低水耗的污泥處理系統及處理方法。為實現上述目的，本專利技術提供了一種低水耗的污泥處理系統，所述處理系統包括預處理單元、換熱單元、氧化基質單元、反應器、分離單元以及調節池，所述反應器分別與換熱單元、氧化基質單元以及分離單元相連接，所述預處理單元分別與換熱單元、分離單元相連接，所述分離單元與調節池相連接；所述預處理單元包括儲存污泥的污泥儲罐、與所述污泥儲罐相連接的預處理器、輸送污泥的固體泵、以及設置在所述預處理器內的攪拌器，所述換熱單元包括與所述預處理器和反應器相連接的預熱換熱器、與所述反應器相連接的冷卻換熱器以及設置在所述預熱換熱器和冷卻換熱器之間的導熱油鍋爐，所述氧化基質單元包括空壓機、與所述空壓機相連接的分子篩吸附塔)以及與所述分子篩吸附塔和反應器相連接的增壓機，所述分離單元包括與所述冷卻換熱器相連接的氣液分離器、與所述氣液分離器相連接的板框壓濾機，所述板框壓濾機與預處理器相連接，所述調節池)分別與板框壓濾機和污水廠相連接。優選地，所述預熱換熱器和冷卻換熱器均為套管換熱，導熱介質為導熱油。優選地，所述套管的外管包覆保溫隔熱材料。優選地，所述反應器為塔式平推流反應器，并且所述反應器內部不設折流擋板或者設置短折流擋板，所述短折流擋板為寬度在10～30cm的圓環形擋板。優選地，所述氣液分離器采用立式兩相氣液分離器，并且所述氣液分離器的頂端采用絲網捕霧氣。本專利技術還提供了一種低水耗的污泥處理方法，所述處理方法包括如下步驟：A、將儲存在污泥儲罐中的污泥用固體泵注入預處理器，在預處理器中與分離單元的液相回流水混合，配成含水率為90％的物料；B、預處理單元處理后的含水90％的物料，經過預熱換熱器，使物料溫度上升至120～200℃，并將物料送入反應器；C、將從氧化基質單元制取的氧氣通入反應器，物料與氧氣在所述反應器中進行氧化反應，其中反應器內的溫度為120～200℃，壓力為1.5～3.5MPa，反應時間為30～60min；D、反應結束后，高溫的物料和氣體經冷卻換熱器進行冷卻換熱，之后進入氣液分離器進行氣液分離，分離后的氣體直接排放，物料則進入板框壓濾機，壓濾后得到含水率≤40％的泥餅；E、經板框壓濾機壓濾后得到的液相，一部分作為回流水注入預處理器，其余部分液相通過調節池的處理，直接通入污水廠進行再利用。優選地，在步驟A中，還包括加入催化劑的步驟，所述催化劑以氧化鋁為載體，采用Cu-Fe-Ce催化劑或貴金屬催化劑。優選地，在步驟D中，還包括將所述壓濾后的泥餅加工為有機肥料的原料進行資源化利用的步驟。優選地，在步驟E中，還包括在所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低水耗的污泥處理系統，其特征在于：所述處理系統包括預處理單元(1)、換熱單元(2)、氧化基質單元(3)、反應器(4)、分離單元(5)以及調節池(6)，所述反應器(4)分別與換熱單元(2)、氧化基質單元(3)以及分離單元(5)相連接，所述預處理單元(1)分別與換熱單元(2)、分離單元(5)相連接，所述分離單元(5)與調節池(6)相連接；所述預處理單元(1)包括儲存污泥的污泥儲罐(7)、與所述污泥儲罐(7)相連接的預處理器(8)、輸送污泥的固體泵、以及設置在所述預處理器(8)內的攪拌器，所述換熱單元(2)包括與所述預處理器(8)和反應器(4)相連接的預熱換熱器(9)、與所述反應器(4)相連接的冷卻換熱器(10)以及設置在所述預熱換熱器(9)和冷卻換熱器(10)之間的導熱油鍋爐(11)，所述氧化基質單元(3)包括空壓機(12)、與所述空壓機(12)相連接的分子篩吸附塔(13)以及與所述分子篩吸附塔(13)和反應器(4)相連接的增壓機(14)，所述分離單元(5)包括與所述冷卻換熱器(10)相連接的氣液分離器(15)、與所述氣液分離器(15)相連接的板框壓濾機(16)，所述板框壓濾機(16)與預處理器(8)相連接，所述調節池(6)分別與板框壓濾機(16)和污水廠(17)相連接。...

【技術特征摘要】
1.一種低水耗的污泥處理系統，其特征在于：所述處理系統包
括預處理單元(1)、換熱單元(2)、氧化基質單元(3)、反應器(4)、
分離單元(5)以及調節池(6)，所述反應器(4)分別與換熱單元(2)、
氧化基質單元(3)以及分離單元(5)相連接，所述預處理單元(1)
分別與換熱單元(2)、分離單元(5)相連接，所述分離單元(5)與
調節池(6)相連接；
所述預處理單元(1)包括儲存污泥的污泥儲罐(7)、與所述污
泥儲罐(7)相連接的預處理器(8)、輸送污泥的固體泵、以及設置
在所述預處理器(8)內的攪拌器，
所述換熱單元(2)包括與所述預處理器(8)和反應器(4)相
連接的預熱換熱器(9)、與所述反應器(4)相連接的冷卻換熱器(10)
以及設置在所述預熱換熱器(9)和冷卻換熱器(10)之間的導熱油鍋
爐(11)，
所述氧化基質單元(3)包括空壓機(12)、與所述空壓機(12)
相連接的分子篩吸附塔(13)以及與所述分子篩吸附塔(13)和反應
器(4)相連接的增壓機(14)，
所述分離單元(5)包括與所述冷卻換熱器(10)相連接的氣液
分離器(15)、與所述氣液分離器(15)相連接的板框壓濾機(16)，
所述板框壓濾機(16)與預處理器(8)相連接，
所述調節池(6)分別與板框壓濾機(16)和污水廠(17)相連
接。
2.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于：所述預
熱換熱器(9)和冷卻換熱器(10)均為套管換熱，導熱介質為導熱油。
3.根據權利要求2所述的污泥處理系統，其特征在于：所述套
管的外管包覆保溫隔熱材料。
4.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于：所述反
應器(4)為塔式平推流反應器，并且所述反應器(4)內部不設折流

\t擋板或者設置短折流擋板，所述短折流擋板為寬度在10～30cm的圓環
形擋板。
5.根據權利要求1所述的污泥處理系統，其特征在于：所述氣
液分離器(15)采用立式兩相氣液分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭向軍，武曉劍，王薇，張平敏，朱貴徽，薛峰，李婷，
申請(專利權)人：北京精誠博桑科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11