CN101066831A - 利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统。该系统由上、下两部分组成，上部分具有封闭式污泥储存库、推泥机、推泥机行轨、污泥输入口、污泥输出口、排气装置；下部分具有支撑封闭式污泥储存库底部的墙体、烟道、高压冲水管、集水和引水设施。该发明通过系统内部能量的循环利用，不仅在降低了污泥干化过程中能量消耗的同时，提高了污泥干化的初始温度，最终使污泥干化的能耗降低到最低限度并使污泥干化和成粒过程在较低的经济成本下运行，而且降低了污泥干化排放尾气的污染负荷，从而可以大大提高水膜除尘除气的效果，确保污泥干化尾气达标排放。

Description

利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统

技术领域

本发明涉及一种利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统。

背景技术

城市生活污水和工业废水在得到净化处理的同时，会产生相当于污水体积0.3％～0.5％或污水质量1％～2％的污泥。根据有关资料，到2010年和2020年我国城市污水的排放量将分别达到440×10⁸m³/日和536×10⁸m³/日，这意味随着国家经济的快速发展和城市人口的迅速增长，城市污水的数量在不断地增加，与此同时人们对环境质量的要求也越来越高，工业废水和城市生活污水的处理率也将不断提高，污水处理厂产生的污泥数量将与日俱增。

污水处理厂污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等组成的极其复杂的非均质体，由于污水中绝大部分污染物转移到污泥中，这就决定了污水处理厂产生的污泥具有含水率高和数量大，且富集高浓度污染物和重金属的特点，如果这种城市污泥得不到妥善的处理，将会带来二次污染，给生态环境造成严重的威胁，因此，城市污泥的安全处置是全世界共同面临的难题。国际上对城市污泥的处理归纳起来主要有以下四种方法，即卫生填埋、土地利用、焚烧和投海。卫生填埋是伴随污水处理厂诞生最早的传统污泥处置方法，它的最大缺陷，一是填坑中的各种有毒有害物质经雨水侵蚀污染周边环境，二是随着城市化进程难有适宜填埋污泥的场地；土地利用是将污泥作为农业或园林肥料，但是城市污泥中难降解有机污染物和重金属会给生态环境带来潜在的危害；焚烧虽然可以使污泥得到明显的减量化效果，但是设备投资大运行成本高，特别是在大气污染控制方法存在较大的难度；污泥投海会给海洋生态环境带来严重的影响，已被严令禁止。由于迄今没有有效的污泥处理方法可以借鉴，目前我国对城市污泥主要采用临时填埋的处置方式，既占用了大量土地，又对生态环境造成破坏，特别是污泥中的污水渗漏，给地下水资源所带来的严重危害难以估计。

多年来，国内外专家与技术人员通过对各种污泥处理方法的实践，得出的共识是开辟一条对城市污泥进行无害化、减量化和资源化处理的有效途径势在必行，而污泥干化首先使污泥达到减量化，是最终实现污泥无害化和资源化处理的必要过程和关键一环。从污水处理厂产生的污泥，通过机械脱水，含水率一般在75％～85％之间，通过干化过程，如果将污泥的含水率降到40％以下，体积可以减少三分之二以上，但是要完成这一步需要消耗大量的能源。为了降低污泥干化的能耗，我们在发明了回流式可控温污泥干化装置与方法(ZL200410052759.0)的基础上，通过建立利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统，充分利用污泥干化时排放尾气的余热(污泥干化排放的尾气温度为100～250℃)，使污泥在储存的过程中同时提高污泥的温度，从而为提高污泥干化效率创造了条件，最终达到系统内部能量的循环利用和降低污泥干化运行成本的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统。

利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统具有封闭式污泥储存库，封闭式污泥储存库一端设有第一污泥输入口和第二污泥输入口，封闭式污泥储存库上设有推泥机行轨，推泥机行轨上设有第一推泥机和第二推泥机，封闭式污泥储存库另一端设有第一污泥输出口和第二污泥输出口，第一污泥输出口和第二污泥输出口与污泥进料装置相连接，污泥进料装置通过传输带与第一污泥干化装置的污泥进料口相连接，第一污泥干化装置和第二污泥干化装置分别通过第三风门和第四风门与供热炉相连接，第一污泥干化装置和第二污泥干化装置通过第三通风管与第一风门和第二风门并联后分别与封闭式污泥储存库下部的烟道相连接，烟道穿过污泥储存库底部，与第二通风管、水膜除尘除气设备、第二引风机、烟囱依次相连接，高压冲水管与烟道、集水引水装置、沉淀池、水泵相连接，封闭式污泥储存库通过第一引风机、第一通风管与供热炉相连接。

所述的封闭式污泥储存库下部设有支撑墙，支撑墙墙体墙体高度为0.8～2.0m，墙体与墙体之间相隔距离为0.5～1.5m。两支撑墙墙体之间构成烟道，烟道宽度为0.5～1.5m，烟道高度为0.8～2.0m。烟道的地面从进烟口向出烟口呈2～5度的倾斜。

本发明利用污泥干化排放尾气的余热，对储存污泥进行预热具有以下两方面突出的优点：一是通过系统内部能量的循环利用，在降低了污泥干化过程中能量消耗的同时，提高了污泥干化的初始温度，为提高污泥干化效率创造了条件，特别是在冬季当泥温较低的时候，经过污泥的预热提高了泥温，可以使污泥干化的能耗降低到最低限度，最终使污泥干化和成粒过程在较低的经济成本下运行，从而克服了因经济费用高使污泥无害化、减量化和资源化处理难以付诸实际的瓶颈问题；二是污泥干化排放的尾气通过封闭式污泥储存库下部烟道，降低了尾气中颗粒物污染的负荷，从而可以大大提高水膜除尘除气的效果，确保污泥干化尾气达标排放。

本发明已在浙江义乌投入实际运用，实践表明，采用该项技术不仅使城市污泥干化的运行成本得到进一步降低，而且使污泥干化排放的尾气完全达标排放，获得了显著的社会、环境和经济三重效益。

附图说明

附图是利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统结构示意图，图中：封闭式污泥储存库1、第一推泥机2、第二推泥机3、推泥机行轨4、支撑墙5、不锈钢污泥储存库地面6、第一风门7、第二风门8、第一污泥输入口9、第二污泥输入口10、第一污泥输出口11、第二污泥输出口12、污泥进料装置13、第一通风管14、第一引风机15、第二通风管16、水膜除尘除气设备17、第二引风机18、烟囱19、水泵20、高压冲水管21、集水引水装置22、沉淀池23、污泥传输带24、污泥进料口25、供热炉26、热风管27、第三风门28、第四风门29、第一污泥干化装置30、第二污泥干化装置31、第三通风管32、烟道33。

具体实施方式

如附图所示，利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统具有封闭式污泥储存库1，封闭式污泥储存库1一端设有第一污泥输入口9和第二污泥输入口10，封闭式污泥储存库1上设有推泥机行轨4，推泥机行轨4上设有第一推泥机2和第二推泥机3，封闭式污泥储存库1另一端设有第一污泥输出口11和第二污泥输出口12，第一污泥输出口11和第二污泥输出口12与污泥进料装置13相连接，污泥进料装置13通过传输带与第一污泥干化装置30的污泥进料口25相连接，第一污泥干化装置30和第二污泥干化装置31分别通过第三风门28和第四风门29与供热炉26相连接，第一污泥干化装置30和第二污泥干化装置31通过第三通风管32与第一风门7和第二风门8并联后分别与封闭式污泥储存库1下部的烟道33相连接，烟道33穿过污泥储存库底部，与第二通风管16、水膜除尘除气设备17、第二引风机18、烟囱19依次相连接，高压冲水管21与烟道33、集水引水装置22、沉淀池23、水泵20相连接，封闭式污泥储存库1通过第一引风机15、第一通风管14与供热炉26相连接。

所述的封闭式污泥储存库1下部设有支撑墙5，支撑墙墙体墙体高度为0.8～2.0m，墙体与墙体之间相隔距离为0.5～1.5m。两支撑墙5墙体之间构成烟道33，烟道宽度为0.5～1.5m，烟道高度为0.8～2.0m。烟道33的地面从进烟口向出烟口呈2～5度的倾斜。

本发明由上、下两部分组成。上部分具有封闭式污泥储存库、推泥机、推泥机行轨、污泥输入口、污泥输出口、排气装置，封闭式污泥储存库的体积根据污泥储存量的大小决定，利用推泥机行轨将封闭式污泥储存库自然分成两个同等功能的操作单元，传热性能良好和抗腐蚀性强的不锈钢材料作为污泥储存库底部，两个推泥机在遥控器的操纵下，依靠行轨可以来回行走，并且一边实施翻混功能使污泥均匀受热，一边根据污泥干化进度要求将污泥推至污泥输出口，两个污泥输入口分别装有上下开闭式门，两个污泥输出口连接污泥进料装置，污泥进料装置通过输送带与污泥干化装置的进料口相连接，排气装置将储存污泥释放的各种有害气体通过排风管道送入沸腾炉，高温消除；下部分具有支撑封闭式污泥储存库底部的墙体、烟道、高压冲水管，支撑封闭式污泥储存库底部的墙体高0.8～2.0m，墙体与墙体之间相隔0.5～1.5m，墙体的功能除了支撑封闭式污泥储存库底部外，还构建了若干个烟道，并决定了各烟道宽0.5～1.5m，高0.8～2.0m，烟道的地面从进烟口向出烟口呈2～5度的倾斜，烟道的进烟口与污泥干化系统相连接，污泥干化过程中排放的尾气由风门控制进入对应于上部分操作单元的烟道，高压冲水管安装在烟道进烟口端，利用与水膜除尘除气设备共用的沉淀池内的循环水，定期冲洗沉积在烟道中的烟尘颗粒物，在烟道出烟口端设有集水和引水设施，可以将烟尘颗粒物冲洗液收集起来，并引到与水膜除尘除气设施共有的沉淀池内，为了能在较低的温度下冲洗烟道积尘，在冲洗烟道积尘前的5～48小时内，停止污泥干化尾气进入相应的烟道。

专用的污泥输送车或污泥输送泵将含水率80％左右的城市污水处理厂污泥通过第一污泥输入口9或第二污泥输入口10送入封闭式污泥储存库1，第一推泥机2或第二推泥机3在将污泥摊平的同时，翻混污泥使污泥尽可能均匀受热，并逐渐向污泥输出口方向推进，来自第一污泥干化装置30和第二污泥干化装置31排放的尾气通过第三通风管32，在第一风门7和第二风门8的控制下，进入封闭式污泥储存库1下部的烟道33，穿过污泥储存库底部，经过第二通风管16，进入水膜除尘除气设备17进行除尘除气，并由第二引风机18送入烟囱19，达标排放，温度为100～250℃的污泥干化尾气通过污泥储存库底部将余热传给污泥，使污泥得到预热，污泥干化尾气在通过烟道33时，由于减速以及部分余热被利用而降温，使尾气中的大部分烟尘颗粒物会沉积在烟道33中，需要定期用安装在进气口一端的高压冲水管21冲洗沉积在烟道33中的烟尘颗粒物，烟道33的地面设计是向出气口一端倾斜的，因此冲洗液自然流向集水引水装置22，高压冲水管21的水通过水泵20，来自沉淀池23的循环水，集水引水装置22将冲洗液又送回沉淀池23，为了能在较低的温度下冲洗烟道积尘，在冲洗烟道积尘前的5～48小时内，停止污泥干化尾气进入相应的烟道，封闭式污泥储存库1中的污泥在被污泥干化尾气余热进行预热的过程中会释放出恶臭气体，第一引风机15通过第一通风管14将这些释放的恶臭气体送入供热炉26高温消除，由第一推泥机2和第二推泥机3将预热后的污泥分别推入第一污泥输出口11和第二污泥输出口12，预热后的污泥从第一污泥输出口11和第二污泥输出口12进入污泥进料装置13，污泥进料装置13将预热后的污泥按干化进度的要求，以均匀和等间隔的状态，通过传输带送入第一污泥干化装置30的污泥进料口25，从第一污泥干化装置30和第二污泥干化装置31干化污泥所需要的热源分别通过第三风门28和第四风门29来自供热炉26，供热炉26的热能可以来自燃煤、燃油和燃天然气，以及可以来自部分干化后的污泥。

Claims (4)

1.一种利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统，其特征在于具有封闭式污泥储存库(1)，封闭式污泥储存库(1)一端设有第一污泥输入口(9)和第二污泥输入口(10)，封闭式污泥储存库(1)上设有推泥机行轨(4)，推泥机行轨(4)上设有第一推泥机(2)和第二推泥机(3)，封闭式污泥储存库(1)另一端设有第一污泥输出口(11)和第二污泥输出口(12)，第一污泥输出口(11)和第二污泥输出口(12)与污泥进料装置(13)相连接，污泥进料装置(13)通过传输带与第一污泥干化装置(30)的污泥进料口(25)相连接，第一污泥干化装置(30)和第二污泥干化装置(31)分别通过第三风门(28)和第四风门(29)与供热炉(26)相连接，第一污泥干化装置(30)和第二污泥干化装置(31)通过第三通风管(32)与第一风门(7)和第二风门(8)并联后分别与封闭式污泥储存库(1)下部的烟道(33)相连接，烟道(33)穿过污泥储存库底部，与第二通风管(16)、水膜除尘除气设备(17)、第二引风机(18)、烟囱(19)依次相连接，高压冲水管(21)与烟道(33)、集水引水装置(22)、沉淀池(23)、水泵(20)相连接，封闭式污泥储存库(1)通过第一引风机(15)、第一通风管(14)与供热炉(26)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统，其特征在于所述的封闭式污泥储存库(1)下部设有支撑墙(5)，支撑墙墙体墙体高度为0.8～2.0m，墙体与墙体之间相隔距离为0.5～1.5m。

3.根据权利要求1所述的一种利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统，其特征在于所述的两支撑墙(5)墙体之间构成烟道(33)，烟道宽度为0.5～1.5m，烟道高度为0.8～2.0m。

4.根据权利要求1所述的一种利用污泥干化尾气余热的污泥储存与预热系统，其特征在于所述的烟道(33)的地面从进烟口向出烟口呈2～5度的倾斜。