CN103539326A - 一种污泥综合处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污泥综合处理方法，首先污泥稀释，增强流动性；接着添加除臭、杀菌和改善污泥脱水性能的改性药剂，并充分搅拌；然后将改性后的污泥进行机械脱水，降低含水率；再接着将脱水后的污泥进行热干化，进一步降低含水率，形成污泥干粉；再然后将热干化后的污泥进行热解气化，气化污泥中大量有机质；最后将热解气化的有机质气体进行冷凝，形成冷凝液，并进行收集、分离，得到焦油。另外此过程形成含氮、磷等元素的污泥残渣进行冷却和收集，制成生物碳，且在冷凝中不可冷凝气体收集作为热干化的燃料。该方法综合了各种污泥处理技术的基础，减少二次污染的产生，并对富含有机质的市政污泥实现资源化综合利用，为污泥的最终出路提供多种途径。
Description
【技术领域】
本发明属于废弃污染物处理技术领域，特别涉及一种污泥综合处理方法。
【背景技术】
市政污泥是城市污水处理厂水质净化处理过程所产生的含水率不同的半固态沉淀物质。市政污泥其成分比较复杂，含水量高、易腐烂，有强烈的臭味，并且含有寄生虫卵、病原微生物、重金属及大量的有机质。
目前，我国污泥的年产生量已超过3000万吨，对污泥无害化、资源化的处理处置率仅占30%左右，大部分没有得到有效处理。在我国，对污泥的处理主要还是填埋、堆肥、焚烧等。填埋需要占用大量土地资源，还不可避免的产生二次污染；堆肥需要大量的场地，熟化时间长，而且污泥做成肥料重金属含量高，如果在使用流通环节控制不好，用于培植蔬菜、水果等与人们生活息息相关的食物上就存在这些重金属离子通过食物链进入人体，对人类的健康构成威胁；污泥焚烧费用昂贵，且存在二噁英的风险。
根据《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，要求各地按照城镇污水处理厂污泥处理处置技术有关要求和泥质标准选择适宜的污泥处理技术。采用多种技术处理处置污泥，尽可能回收和利用污泥中的能源和资源。
污泥处理应该在减量化、稳定化、无害化的基础上实现资源化利用，充分利用污泥中养分及热值，但到目前为止仍没有一种行之有效的处理方法。
【发明内容】
本发明为解决的上述技术问题，提供了一种综合了各种污泥处理技术的基础上，减少二次污染的产生，并对富含有机质的市政污泥实现资源化综合利用，为污泥的最终出路提供多种途径的污泥综合处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种污泥综合处理方法，包括有以下步骤：
a.污泥稀释，增强流动性；
b.添加除臭、杀菌和改善污泥脱水性能的改性药剂，并充分搅拌；
c.将改性后的污泥进行机械脱水，降低含水率；
d.将脱水后的污泥进行热干化，进一步降低含水率，形成污泥干粉；
e.将热干化后的污泥进行热解气化，气化污泥中大量有机质；
f.将热解气化的有机质气体进行冷凝，形成冷凝液，并进行收集、分离，得到可作为化工原料的焦油。
进一步地，所述污泥进行热解气化后形成含氮、磷等元素的污泥残渣，将该污泥残渣进行冷却和收集，制成可作为肥料和土壤改良剂的生物碳。
进一步地，所述将热解气化的有机质气体进行冷凝中，不可冷凝气体收集作为热干化的燃料。
进一步地，所述将脱水后的污泥进行热干化中，对产生的废气处理后排出。
进一步地，所述污泥稀释，具体为：将含水80%的市政污泥稀释至含水92%。
进一步地，所述改性药剂为混合改性药水和生石灰，其干基的重量百分比分别为市政污泥的0.8%和2%。
进一步地，所述将改性后的污泥进行机械脱水，具体为：将改性后的污泥通过隔膜式压滤机进行脱水，输出含水率降低到55%的污泥滤饼。
进一步地，所述将脱水后的污泥进行热干化，具体为：将污泥滤饼破碎后送入回转式干燥机内，并利用热风炉产生的热风与破碎的污泥滤饼进行接触式热干化，形成含水率降低到约20%的污泥干粉。
进一步地，所述将热干化后的污泥进行热解气化，具体为：利用热解气化炉对污泥干粉在缺氧状态保持500°C的温度下加热1小时，气化污泥中大量的有机质，同时形成含氮、磷等元素的污泥残渣。
进一步地，所述将热解气化的有机质气体进行冷凝，具体为：利用水冷式冷凝器对污泥热解出来的有机质气体进行冷凝，并收集冷凝液，将冷凝液中的焦油分离。
本发明的有益效果是：
本发明通过上述技术方案，在综合各种污泥处理技术的基础上，尽量减少二次污染的产生，并对富含有机质的市政污泥实现资源化综合利用，为污泥的最终出路提供多种途径。
【附图说明】
图1是本发明所述一种污泥综合处理方法实施例的流程图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1中所示：
本发明所述的一种污泥综合处理方法，包括有以下步骤：
步骤A1. 污泥稀释，增强流动性。
步骤A2. 添加除臭、杀菌和改善污泥脱水性能的改性药剂，并充分搅拌。
步骤A3. 将改性后的污泥进行机械脱水，降低含水率。
步骤A4. 将脱水后的污泥进行热干化，进一步降低含水率，形成污泥干粉。
步骤A5. 将热干化后的污泥进行热解气化，气化污泥中大量有机质。
步骤A6. 将热解气化的有机质气体进行冷凝，形成冷凝液，并进行收集、分离，得到可作为或化工原料的焦油。
其中，所述污泥稀释，具体可以为：将含水80%的市政污泥稀释至含水92%。所述改性药剂为混合改性药水和生石灰，其干基的重量百分比分别为市政污泥的0.8%和2%。所述将改性后的污泥进行机械脱水，具体可以为：将改性后的污泥通过螺杆泵（泵送压力约为0.8MPa）输送至隔膜式压滤机，隔膜式压滤机对污泥进行脱水，输出含水率降低到55%的污泥滤饼。所述将脱水后的污泥进行热干化，具体可以为：将污泥滤饼破碎后送入回转式干燥机内，并利用热风炉产生温度约450°的热风与破碎的污泥滤饼进行接触式热干化，蒸发污泥中的水分，形成含水率降低到约20%的污泥干粉。所述将热干化后的污泥进行热解气化，具体可以为：利用热解气化炉对污泥干粉在缺氧状态保持500°C的温度下加热1小时，气化污泥中大量的有机质，同时形成含氮、磷等元素的污泥残渣。所述将热解气化的有机质气体进行冷凝，具体可以为：利用水冷式冷凝器对污泥热解出来的有机质气体进行冷凝，并收集冷凝液，采用重力法将冷凝液中的焦油分离。
另外，所述污泥进行热解气化后形成含氮、磷等元素的污泥残渣，将该污泥残渣进行冷却和收集，制成可作为肥料和土壤改良剂的生物碳，即步骤A7。所述将热解气化的有机质气体进行冷凝中，不可冷凝气体收集作为热干化的燃料，即步骤A8。所述将脱水后的污泥进行热干化中，对产生的废气处理后排出。
例如：取样珠海市拱北水质净化厂的污泥，其初步检验数据如下表一；经过本发明所述污泥综合处理方法后，冷凝液重量占污泥干粉比例为40%，其中焦油在整个冷凝液中占比为40%，经检测该焦油热值达到9200 cal/g，而且对热干化形成的污泥干粉进行检验数据如下表二；经过热解气化后的污泥转变成没有异味的黑色颗粒状的生物碳，生物碳占污泥干粉比例为55%。
表一：
表二：
本发明同以前的技术相比，所产生的有效的技术效果如下：
1、污泥通过调理改性，改善脱水性能，可使机械脱水环节大大减少污泥的含水率，并保存污泥中原有有机质成分。
2、污泥热解气化是在与空气隔绝、无氧状态下进行的，因此污泥中的碳无法变成有害的二氧化碳，而是转化为挥发可燃气体；重金属得到钝化或固化，并且不会产生二噁英污染。
3、污泥热解气化时含水率已降低，降低处理过程的能耗。
4、该污泥综合处理方法产出高热值的焦油，焦油进一步提炼可替代石化产品。
5、该污泥综合处理方法产出的生物碳在复合肥中作为缓释剂使用，可以长期稳定地存在于自然界中，具有持久性的肥田沃土，促进土壤中微生物繁殖，促进植物生长；且生物碳富含微孔，还可以改善土壤的透气性和排水性，蓄留植物根部所需水分，有效地保存水分和养料，提高土壤肥力，成为很好的肥料和土壤改良剂。
6、该污泥综合处理方法产出的不可冷凝气体收集后直接送入干化热风炉燃烧，减少热风炉燃料进料量，不仅避免了空气的污染，而且还节约能源。
综上所述，本发明是在综合各种污泥处理技术的基础上，尽量减少二次污染的产生，并对富含有机质的市政污泥实现资源化综合利用，为污泥的最终出路提供多种途径。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种污泥综合处理方法，其特征在于，包括有以下步骤：
a.污泥稀释，增强流动性；
b.添加除臭、杀菌和改善污泥脱水性能的改性药剂，并充分搅拌；
c.将改性后的污泥进行机械脱水，降低含水率；
d.将脱水后的污泥进行热干化，进一步降低含水率，形成污泥干粉；
e.将热干化后的污泥进行热解气化，气化污泥中大量有机质；
f.将热解气化的有机质气体进行冷凝，形成冷凝液，并进行收集、分离，得到可作为化工原料的焦油。
2.根据权利要求1所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述污泥进行热解气化后形成含氮、磷等元素的污泥残渣，将该污泥残渣进行冷却和收集，制成可作为肥料和土壤改良剂的生物碳。
3.根据权利要求2所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述将热解气化的有机质气体进行冷凝中，不可冷凝气体收集作为热干化的燃料。
4.根据权利要求3所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述将脱水后的污泥进行热干化中，对产生的废气处理后排出。
5.根据权利要求1至4中任一所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述污泥稀释，具体为：将含水80%的市政污泥稀释至含水92%。
6.根据权利要求1至4中任一所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述改性药剂为混合改性药水和生石灰，其干基的重量百分比分别为市政污泥的0.8%和2%。
7.根据权利要求1至4中任一所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述将改性后的污泥进行机械脱水，具体为：将改性后的污泥通过隔膜式压滤机进行脱水，输出含水率降低到55%的污泥滤饼。
8.根据权利要求1至4中任一所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述将脱水后的污泥进行热干化，具体为：将污泥滤饼破碎后送入回转式干燥机内，并利用热风炉产生的热风与破碎的污泥滤饼进行接触式热干化，形成含水率降低到约20%的污泥干粉。
9.根据权利要求1至4中任一所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述将热干化后的污泥进行热解气化，具体为：利用热解气化炉对污泥干粉在缺氧状态保持500°C的温度下加热1小时，气化污泥中大量的有机质，同时形成含氮、磷等元素的污泥残渣。
10.根据权利要求1至4中任一所述污泥综合处理方法，其特征在于，所述将热解气化的有机质气体进行冷凝，具体为：利用水冷式冷凝器对污泥热解出来的有机质气体进行冷凝，并收集冷凝液，将冷凝液中的焦油分离。
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