CN103553287A - 一种市政脱水污泥处理处置系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种市政脱水污泥处理处置系统，属于环境工程技术领域。所述的处理处置系统由高温高压反应器、污泥降温装置、磁粉料斗、搅拌器、磁化装置、厌氧消化腔、磁粉分离装置、进浆斗、金属磁选装置、脱水装置、余热干化装置和泥饼收集装置组成。高温高压、磁粉和磁化装置预处理污泥能提高污泥厌氧消化效率；金属磁选装置能有效提取污泥中的重金属，降低了后期污泥处理处置难度；磁粉分离装置能有分离出污泥中添加的磁粉，使磁粉循环使用，节约成本；余热干化装置充分利用高温高压反应器对污泥预处理后污泥的余热，大大节约了能量；系统参数在计算机上设置，数据计算机程序处理，大大提高了系统效率。

Description

一种市政脱水污泥处理处置系统

技术领域

本发明涉及一种市政脱水污泥处理处置系统，属于环境工程技术领域。

背景技术

随着中国城市化的迅速发展，城市污泥排放量急剧增长导致的环境安全问题日益突出。市政脱水污泥具有高亲水、高含水、高有机质含量、低渗透和含有不同程度的重金属等特点导致在工程中处置难度大，如何进一步降低市政脱水污泥的含水率、有机质和重金属成其处理处置的关键问题。

目前，主要的处置方法涉及（1）利用水泥窑、隧道窑直接干化作为低热燃料或者肥料；（2）利用其它设备高温烟气或热水余热干化，作为燃料或土地利用；（3）利用石膏、石灰、水泥、飞灰和化学复合药剂等改性填埋或者土地利用；（4）利用细菌脱水、蚯蚓分解等生物法，处理污泥作为肥料。由于污泥含水量高，直接干化耗能大，成本高；干化后作为燃料虽然利用了污泥中的有机质，但是产生的烟气和灰渣仍然难以处理；干化后作为土地利用等又有重金属污染环境的风险；污泥改性填埋不能利用污泥中的生质能，且高含水率需要添加大比例的改性剂，且仍有重金属污染环境的风险；利用生物法虽然是一条绿色处理方法，但没有结合其它去除重金属的方法，难以提高污泥的利用价值。

上述已有的这些技术一定程度上改善了污泥处置难的困境，但污泥处置是涉及脱水、生质能利用和重金属去除的综合处置技术。因此，在现有技术基础上，集成现有技术，开发新的污泥处理处置技术是亟待解决的问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种能充分利用污泥有机质、去除污泥重金属和污泥深度脱水的处理处置系统。

为了实现上述目的，其技术解决方案为：

一种市政脱水污泥处理处置系统，所述的处理处置系统由高温高压反应器、污泥降温装置、磁粉料斗、搅拌器、磁化装置、厌氧消化腔、磁粉分离装置、进浆斗、金属磁选装置、脱水装置、余热干化装置和泥饼收集装置组成，污泥降温装置由散热器和第一密封罩构成，散热器设置在第一密封罩内，散热器为带有均匀分布散热片的料仓，余热干化装置由泥饼成型装置、第二密封罩、泥饼运输带、喷风装置和冷凝水收集器构成，泥饼成型装置、泥饼运输带和喷风装置设置在第二密封罩内，泥饼成型装置设置在泥饼运输带运行方向后端的上方，喷风装置平行设置在泥饼运输带的上方，第二密封罩内侧壁设置有均匀排列的毛细冷凝管，高温高压反应器底端的出料口通过管道与散热器的进料口连接，连接管道上设置有第一浆液控制阀，散热器的出料口通过管道与搅拌器的侧壁上端的进料口连接，搅拌器顶部的进料口通过管道与磁粉料斗的出料口连接，连接管道上设置有磁粉控制阀，搅拌器侧壁底部的出料口通过管道与厌氧消化腔侧壁顶部的进料口连接，连接管道上设置有磁化装置和第四浆液控制阀，第四浆液控制阀位于磁化装置与厌氧消化腔之间，厌氧消化腔侧壁顶部的出气口通过管道与气体处置装置的进气口连接，连接管道上设置有第二气体控制阀，厌氧消化腔底部的排沙口通过管道与盛沙器的进沙口连接，连接管道上设置有排沙阀，厌氧消化腔侧壁底部的出料口通过管道与进浆斗侧壁顶部的进料口连接，连接管道上设置有第二浆液控制阀，进浆斗顶部的进料口通过管道与药剂料斗的出料口连接，连接管道上设置有药剂控制阀，进浆斗底部的出料口通过管道与金属磁选装置顶部的进料口连接，连接管道上设置有第三浆液控制阀，金属磁选装置底部的磁粉金属颗粒排料口通过管道与磁粉分离装置顶部的进料口连接，磁粉分离装置的下部连接有磁粉收集器和金属颗粒收集器，金属磁选装置底部的浆液出口通过管道与脱水装置的进料口连接，脱水装置的出料口连接泥饼成型装置的进料口，泥饼运输带运行方向前端的出料口连接泥饼收集装置，第一密封罩的出气口通过管道连接喷风装置的进气口，第二密封罩的出气口通过管道连接第一密封罩的进气口，连接管道上设置有鼓风装置和第一气体控制阀，第一气体控制阀位于鼓风装置和第一密封罩之间，第二密封罩底部的排水口通过管道与冷凝水收集器连接。

所述的高温高压反应器、第一浆液控制阀、散热器、第一气体控制阀、磁粉控制阀、鼓风装置、搅拌器、磁化装置、第二浆液控制阀、厌氧消化腔、第二气体控制阀、气体处置装置、排沙阀、磁粉分离装置、第三浆液控制阀、金属磁选装置、脱水装置、泥饼成型装置、第二密封罩、喷风装置、泥饼运输带、药剂控制阀和第四浆液控制阀通过导线与计算机控制系统连接。

由于采用了以上技术方案，本发明的一种市政脱水污泥处理处置系统采用的高温高压反应器能对污泥进行高温高压预处理，预处理的污泥通过磁粉料斗添加磁粉和磁化装置磁化后进入厌氧消化腔进行厌氧消化能提高污泥厌氧消化效率，提高污泥中生质能的利用率；金属磁选装置能有效提取厌氧消化污泥中的重金属，降低了后期污泥处理处置难度；磁粉分离装置能有分离出污泥中添加的磁粉，使磁粉循环使用，节约成本；污泥通过脱水装置脱水后进入余热干化装置，泥饼成型装置将污泥压成薄饼，污泥薄饼通过泥饼运输带运输，且在运输过程中喷风装置向泥饼喷射来自第一密封罩内散热器产生的热空气，带着污泥薄饼的水分并干化污泥，污泥干化速度可由泥饼厚度、泥饼运输带的长度和鼓风装置的风量调控，同时通过鼓风装置的风量和散热器散热片的数量可以调控进入厌氧消化腔进行厌氧消化污泥的温度，保证厌氧消化效率；第二密封罩内侧壁设置有均匀排列的毛细冷凝管，能有效冷凝热风中的水汽，较低热风的湿度，有利于提高污泥干化效率；余热干化装置充分利用了高温高压反应器对污泥预处理后污泥的余热，大大节约了能量；系统参数在计算机上设置，数据计算机程序处理，大大提高了系统效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步详细描述。见附图

一种市政脱水污泥处理处置系统，由高温高压反应器1、污泥降温装置、磁粉料斗7、搅拌器9、磁化装置10、厌氧消化腔12、磁粉分离装置17、进浆斗20、金属磁选装置23、脱水装置25、余热干化装置和泥饼收集装置31组成，污泥降温装置由散热器3和第一密封罩4构成，散热器3设置在第一密封罩4内，散热器3为带有均匀分布散热片的料仓，余热干化装置由泥饼成型装置26、第二密封罩27、泥饼运输带29、喷风装置28和冷凝水收集器30构成，泥饼成型装置26、泥饼运输带29和喷风装置28设置在第二密封罩27内，泥饼成型装置26设置在泥饼运输带29运行方向后端的上方，喷风装置28平行设置在泥饼运输带29的上方，第二密封罩27内侧壁设置有均匀排列的毛细冷凝管，高温高压反应器1底端的出料口通过管道与散热器3的进料口连接，高温高压反应器1顶部设置有进料口，连接管道上设置有第一浆液控制阀2，散热器3的出料口通过管道与搅拌器9的侧壁上端的进料口连接，搅拌器9顶部的进料口通过管道与磁粉料斗7的出料口连接，连接管道上设置有磁粉控制阀6，搅拌器9侧壁底部的出料口通过管道与厌氧消化腔12侧壁顶部的进料口连接，连接管道上设置有磁化装置10和第四浆液控制阀34，第四浆液控制阀34位于磁化装置10与厌氧消化腔12之间，磁化装置10由两片正对平行的永磁铁构成，永磁铁与管道平行，厌氧消化腔12侧壁顶部的出气口通过管道与气体处置装置14的进气口连接，连接管道上设置有第二气体控制阀13，厌氧消化腔12底部的排沙口通过管道与盛沙器16的进沙口连接，连接管道上设置有排沙阀15，厌氧消化腔12侧壁底部的出料口通过管道与进浆斗20侧壁顶部的进料口连接，连接管道上设置有第二浆液控制阀11，进浆斗20顶部的进料口通过管道与药剂料斗33的出料口连接，连接管道上设置有药剂控制阀32，进浆斗20底部的出料口通过管道与金属磁选装置23顶部的进料口连接，连接管道上设置有第三浆液控制阀21，金属磁选装置23底部的磁粉金属颗粒排料口22通过管道与磁粉分离装置17顶部的进料口连接，磁粉分离装置17的下部连接有磁粉收集器18和金属颗粒收集器19，金属磁选装置23底部的浆液出口24通过管道与脱水装置25的进料口连接，脱水装置25的出料口连接泥饼成型装置26的进料口，泥饼运输带29运行方向前端的出料口连接泥饼收集装置31，第一密封罩4的出气口通过管道连接喷风装置28的进气口，第二密封罩27的出气口通过管道连接第一密封罩4的进气口，连接管道上设置有鼓风装置8和第一气体控制阀5，第一气体控制阀5位于鼓风装置8和第一密封罩4之间，第二密封罩27底部的排水口通过管道与冷凝水收集器30连接，高温高压反应器1、第一浆液控制阀2、散热器3、第一气体控制阀5、磁粉控制阀6、鼓风装置8、搅拌器9、磁化装置10、第二浆液控制阀11、厌氧消化腔12、第二气体控制阀13、气体处置装置14、排沙阀15、磁粉分离装置17、第三浆液控制阀21、金属磁选装置23、脱水装置25、泥饼成型装置26、第二密封罩27、喷风装置28、泥饼运输带29、药剂控制阀32和第四浆液控制阀34通过导线与计算机控制系统连接。

本发明试验装置的工作原理：

系统运行时，通过计算机控制系统确保处理处置系统处于关闭状态，向磁粉料斗7装入磁粉，打开高温高压反应器1上的进料口，向高温高压反应器1中注入待处理污泥，注入量为高温高压反应器1处理体积的四分之三，待处理污泥为市政脱水污泥，含水量范围为75%-85%，污泥注入完毕后，关闭高温高压反应器1上的进料口，通过计算机控制系统打开高温高压反应器1并设定好预处理温度、压力和时间，使高温高压反应器1处于工作状态，污泥通过高温高压反应器1预处理完成后，在计算机控制系统上设置并打开第一浆液控制阀2、第一气体控制阀5、磁粉控制阀6和第四浆液控制阀34的参数，打开鼓风装置8、搅拌器9和第二气体控制阀13，通过高温高压反应器1处理的污泥含水量增加，具有良好的流动性，并在高温高压反应器1的压力下流入散热器3，经过散热器3的污泥温度降低到35℃，其温度控制可以通过散热器3散热片的多少和鼓风装置8注入第一密封罩4的风量和风速调控，降温后的污泥进入搅拌器9与磁粉均匀拌合，然后流入厌氧消化腔12，并在流入厌氧消化腔12的过程中通过磁化装置10进行磁化处理，当预处理的污泥全部注入厌氧消化腔12后，关闭第一浆液控制阀2、磁粉控制阀6、第四浆液控制阀34、搅拌器9和第二气体控制阀13，和高温高压反应器1，然后打开高温高压反应器1上的进料口，向高温高压反应器1中注入待处理污泥，重复上述步骤进行下一批污泥处理，处理好的污泥注入到厌氧消化腔12进行厌氧消化，产生的气体通过气体处置装置14处理收集，污泥厌氧消化完成后，向药剂料斗33中装入脱水药剂，在计算机控制系统上设置并打开第二浆液控制阀11、药剂控制阀32、第三浆液控制阀21、进浆斗20、金属磁选装置23、脱水装置25、磁粉分离装置17、泥饼成型装置26和泥饼运输带29，厌氧消化后的污泥流入进浆斗20并与脱水药剂混合，混合后的污泥进入金属磁选装置23，通过金属磁选装置23后，重金属物质和磁粉富集并进入到磁粉分离装置17，通过磁粉分离装置17，磁粉被吸出，磁粉进入到磁粉收集器18，重金属物质进入到金属颗粒收集器19，通过金属磁选装置23提出重金属物质和磁粉的污泥浆液进入到脱水装置25脱水，脱水后的污泥进入到泥饼成型装置26，泥饼成型装置26将污泥挤压成薄饼，污泥薄饼通过泥饼运输带29运输到泥饼收集装置31中，污泥薄饼在泥饼运输带29运输的过程中经过喷风装置28喷出的热风进行干化，污泥干化程度通过泥饼成型装置26挤压的薄饼厚度，泥饼运输带29长度、喷风装置28喷出的热风的温度和风量综合调控，喷风装置28喷出的热风通过第一密封罩4中的散热器3提供，极大的利用了通过高温高压反应器1处理污泥的余热，喷风装置28喷出的热风干化污泥后温度降低，携带的水蒸汽通过第二密封罩27内的毛细冷凝管冷凝，冷凝水进入冷凝水收集器30，冷凝后的空气通过鼓风装置8抽入第一密封罩4中循环使用，这样充分利用了冷凝后的空气余热，厌氧消化腔12排出的厌氧消化污泥由厌氧消化腔12的进泥量和进泥频率确定，以保证污泥能充分的厌氧消化的同时保证整个系统的处理效率；达到设定的出泥量后，关闭第二浆液控制阀11、药剂控制阀32、第三浆液控制阀21、进浆斗20、金属磁选装置23、脱水装置25、磁粉分离装置17、泥饼成型装置26和泥饼运输带29，等到下一次出泥时间重复厌氧消化污泥的处理步骤，整个系统运行过程中确保厌氧消化腔12的进泥和出泥时间的一致性，便于充分利用系统余热干化脱水污泥，根据污泥厌氧消化周期确定好进泥和出泥量，以保证整个处理处置系统的高效运行，在厌氧消化过程中，通过排沙阀15定期排出沉积物，沉积物通过盛沙器16收集处理；处理处置系统运行过程中定期检查处理处置系统各装置，及时更换不符合处理处置系统要求和已有安全隐患的设备，确保处理处置系统安全运行，系统停运后要及时清洗和保养，确保处理处置系统下一次顺利运行及使用寿命。

Claims (2)

1.一种市政脱水污泥处理处置系统，其特征在于：所述的处理处置系统由高温高压反应器（1）、污泥降温装置、磁粉料斗（7）、搅拌器（9）、磁化装置（10）、厌氧消化腔（12）、磁粉分离装置（17）、进浆斗（20）、金属磁选装置（23）、脱水装置（25）、余热干化装置和泥饼收集装置（31）组成，污泥降温装置由散热器（3）和第一密封罩（4）构成，散热器（3）设置在第一密封罩（4）内，散热器（3）为带有均匀分布散热片的料仓，余热干化装置由泥饼成型装置（26）、第二密封罩（27）、泥饼运输带（29）、喷风装置（28）和冷凝水收集器（30）构成，泥饼成型装置（26）、泥饼运输带（29）和喷风装置（28）设置在第二密封罩（27）内，泥饼成型装置（26）设置在泥饼运输带（29）运行方向后端的上方，喷风装置（28）平行设置在泥饼运输带（29）的上方，第二密封罩（27）内侧壁设置有均匀排列的毛细冷凝管，高温高压反应器（1）底端的出料口通过管道与散热器（3）的进料口连接，连接管道上设置有第一浆液控制阀（2），散热器（3）的出料口通过管道与搅拌器（9）的侧壁上端的进料口连接，搅拌器（9）顶部的进料口通过管道与磁粉料斗（7）的出料口连接，连接管道上设置有磁粉控制阀（6），搅拌器（9）侧壁底部的出料口通过管道与厌氧消化腔（12）侧壁顶部的进料口连接，连接管道上设置有磁化装置（10）和第四浆液控制阀（34），第四浆液控制阀（34）位于磁化装置（10）与厌氧消化腔（12）之间，厌氧消化腔（12）侧壁顶部的出气口通过管道与气体处置装置（14）的进气口连接，连接管道上设置有第二气体控制阀（13），厌氧消化腔（12）底部的排沙口通过管道与盛沙器（16）的进沙口连接，连接管道上设置有排沙阀（15），厌氧消化腔（12）侧壁底部的出料口通过管道与进浆斗（20）侧壁顶部的进料口连接，连接管道上设置有第二浆液控制阀（11），进浆斗（20）顶部的进料口通过管道与药剂料斗（33）的出料口连接，连接管道上设置有药剂控制阀（32），进浆斗（20）底部的出料口通过管道与金属磁选装置（23）顶部的进料口连接，连接管道上设置有第三浆液控制阀（21），金属磁选装置（23）底部的磁粉金属颗粒排料口（22）通过管道与磁粉分离装置（17）顶部的进料口连接，磁粉分离装置（17）的下部连接有磁粉收集器（18）和金属颗粒收集器（19），金属磁选装置（23）底部的浆液出口（24）通过管道与脱水装置（25）的进料口连接，脱水装置（25）的出料口连接泥饼成型装置（26）的进料口，泥饼运输带（29）运行方向前端的出料口连接泥饼收集装置（31），第一密封罩（4）的出气口通过管道连接喷风装置（28）的进气口，第二密封罩（27）的出气口通过管道连接第一密封罩（4）的进气口，连接管道上设置有鼓风装置（8）和第一气体控制阀（5），第一气体控制阀（5）位于鼓风装置（8）和第一密封罩（4）之间，第二密封罩（27）底部的排水口通过管道与冷凝水收集器（30）连接。

2.如权利要求1所述的一种市政脱水污泥处理处置系统，其特征在于：所述的高温高压反应器（1）、第一浆液控制阀（2）、散热器（3）、第一气体控制阀（5）、磁粉控制阀（6）、鼓风装置（8）、搅拌器（9）、磁化装置（10）、第二浆液控制阀（11）、厌氧消化腔（12）、第二气体控制阀（13）、气体处置装置（14）、排沙阀（15）、磁粉分离装置（17）、第三浆液控制阀（21）、金属磁选装置（23）、脱水装置（25）、泥饼成型装置（26）、第二密封罩（27）、喷风装置（28）、泥饼运输带（29）、药剂控制阀（32）和第四浆液控制阀（34）通过导线与计算机控制系统连接。

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