CN103896472B - 一种污泥微波裂解资源化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于能源环保技术领域的一种污泥微波裂解资源化系统及方法。该系统由污泥预热器，微波裂解反应器，冷却器，污泥脱水机和碳化物收集槽组成，污泥预热器与微波裂解反应器相连，微波裂解反应器与冷却器相连，冷却器与污泥脱水机相连，污泥脱水机与碳化物收集槽组成。本发明可实现污泥处理的无害化与资源化，采用微波加热，加热速度快、反应效果高，热源无污染，可实现常规生化系统的污泥处理。本发明生产的碳化物燃烧值较常规污泥处理方法有大幅提高，可作为能源循环利用。

Description

一种污泥微波裂解资源化方法
技术领域
本发明属于能源环保技术领域，具体涉及一种污泥微波裂解资源化系统及方法。
背景技术
污泥无害化处置作为一个世界性难题，如何有效地解决是世界各国污水处理行业的一个不断探索的重大课题。而目前，国内外污泥处理技术的现状主要是污泥厌氧消化、污泥高温好氧发酵、污泥脱水、污泥石灰稳定干化、污泥热干化、污泥焚烧等，其发展趋势是注重源头减量的技术研发、突破节能降耗的技术障碍、健全二次污染的防止技术、发展循环利用的运行模型。
目前，我国的污泥处置主要还是以农业利用和卫生填埋为主，两者分别占污泥处置总量的46.43％和35.71％。然而，在全国现有的污水处理设施中，包括有污泥稳定处理设施的还不到其处理总量的1/4。污泥带来的主要问题有：有机物污染与重金属污染等。并且，污泥填埋也影响城市生活垃圾的填埋，其不但占用大量的有效土地，还会对地表环境和地下水资源造成严重的污染，并且污染土质结构和农作物生长。由此可知，解决不好污泥处置的问题就不可能从根本上实现水环境的改善，将会给我国城市生态环境造成严重问题。
综上所述，如何妥善处理、处置大量堆放的污泥问题已经成了国内多数污水处理厂急需解决的问题，也是全球共同关注的话题。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提出一种减量化、无害化、稳定化、资源化的适应于城市污泥处理的大规模污泥微波裂解资源化系统及方法。
一种污泥微波裂解资源化系统，该系统由污泥预热器，微波裂解反应器，冷却器，污泥脱水机和碳化物收集槽组成，污泥预热器与微波裂解反应器相连，微波裂解反应器与冷却器相连，冷却器与污泥脱水机相连，污泥脱水机与碳化物收集槽组成。
所述冷却器通过输热管道与污泥预热器相连。
所述污泥脱水机与生化系统相连。
所述生化系统为养鱼池。
所述污泥预热器与微波裂解反应器之间设有高压泥浆泵。
一种污泥微波裂解资源化的方法，按照如下步骤进行：
(1)首先将含水率为70-90％的泥饼经过污泥输送机送入污泥预热器中，加热至温度为200-400℃；
(2)然后将预热的泥饼通过高压泥浆泵送入微波裂解反应器中，调节微波频率为2450兆赫兹，裂解10-90min；
(3)经过微波裂解后的混合物排出，经过冷却器冷却至常温后，采用高压污泥脱水机脱水机，滤液作为生化系统的营养液被回收利用，碳化物经碳化物收集槽收集后烘干作为能源使用。
本发明的有益效果：本发明可实现污泥处理的无害化与资源化；由于污泥在高温无氧状态下进行反应，污泥仅进行细胞破壁、有机物断键反应，可避免了常规处理中产生的有毒、有害等致癌物质的生成；本发明采用微波加热，加热速度快、反应效果高，热源无污染；可实现常规生化系统的污泥处理；本发明工艺简单，工矿要求低，不消耗其他资源，因此在建设投资和生产处理成本上远低于现有的污泥焚烧、碳化、填埋固化等工艺，具有较高的性价比。本发明生产的碳化物燃烧值较常规污泥处理方法有大幅提高，可作为能源循环利用。
附图说明
图1为本发明污泥微波裂解资源化系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种污泥微波裂解资源化系统，如图1所示，该系统由污泥预热器，微波裂解反应器，冷却器，污泥脱水机和碳化物收集槽组成，污泥预热器与微波裂解反应器相连，微波裂解反应器与冷却器相连，冷却器与污泥脱水机相连，污泥脱水机与碳化物收集槽组成。
所述冷却器通过输热管道与污泥预热器相连；污泥脱水机与生化系统相连；生化系统为养鱼池。
所述污泥预热器与微波裂解反应器之间设有高压泥浆泵。
一种污泥微波裂解资源化的方法，按照如下步骤进行：
(1)首先将含水率为70％的泥饼经过污泥输送机送入污泥预热器中，加热至温度为200℃；
(2)然后将预热的泥饼通过高压泥浆泵送入微波裂解反应器中，调节微波频率为2450兆赫兹，裂解10min；
(3)经过微波裂解后的混合物排出，经过冷却器冷却至常温后，采用高压污泥脱水机脱水机，滤液作为养鱼池的补充营养液被回收利用，碳化物经碳化物收集槽收集后烘干作为能源使用。
滤液中含有丰富的有机物和未分解的污泥有益细菌，可供养鱼池内织物和微生物的生长提供营养。
微波具有很好的穿透性。当微波透入介质时，微波能与介质发生一定的相互作用，以微波频率2450兆赫兹，使介质的分子每秒产生24亿五千万次的震动，介质的分子间互相产生摩擦，引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间。采用微波对污泥进行加热，可大大缩短反应时间、提高反应效率，从而降低设备投资、占地面积。微波具有很强的杀菌功能，可以迅速对污泥微生物细胞破壁，污泥碳化温度可以在较低的温度下进行。
实施例2
一种污泥微波裂解资源化系统，如图1所示，该系统由污泥预热器，微波裂解反应器，冷却器，污泥脱水机和碳化物收集槽组成，污泥预热器与微波裂解反应器相连，微波裂解反应器与冷却器相连，冷却器与污泥脱水机相连，污泥脱水机与碳化物收集槽组成。
所述冷却器通过输热管道与污泥预热器相连；污泥脱水机与生化系统相连；生化系统为养鱼池。
所述污泥预热器与微波裂解反应器之间设有高压泥浆泵。
一种污泥微波裂解资源化的方法，按照如下步骤进行：
(1)首先将含水率为80％的泥饼经过污泥输送机送入污泥预热器中，加热至温度为300℃；
(2)然后将预热的泥饼通过高压泥浆泵送入微波裂解反应器中，调节微波频率为2450兆赫兹，裂解50min；
(3)经过微波裂解后的混合物排出，经过冷却器冷却至常温后，采用高压污泥脱水机脱水机，滤液作为养鱼池的补充营养液被回收利用，碳化物经碳化物收集槽收集后烘干作为能源使用。
滤液中含有丰富的有机物和未分解的污泥有益细菌，可供养鱼池内织物和微生物的生长提供营养。
实施例3
一种污泥微波裂解资源化系统，如图1所示，该系统由污泥预热器，微波裂解反应器，冷却器，污泥脱水机和碳化物收集槽组成，污泥预热器与微波裂解反应器相连，微波裂解反应器与冷却器相连，冷却器与污泥脱水机相连，污泥脱水机与碳化物收集槽组成。
所述冷却器通过输热管道与污泥预热器相连；污泥脱水机与生化系统相连；生化系统为养鱼池。
所述污泥预热器与微波裂解反应器之间设有高压泥浆泵。
一种污泥微波裂解资源化的方法，按照如下步骤进行：
(1)首先将含水率为90％的泥饼经过污泥输送机送入污泥预热器中，加热至温度为400℃；
(2)然后将预热的泥饼通过高压泥浆泵送入微波裂解反应器中，调节微波频率为2450兆赫兹，裂解90min；
(3)经过微波裂解后的混合物排出，经过冷却器冷却至常温后，采用高压污泥脱水机脱水机，滤液作为养鱼池的补充营养液被回收利用，碳化物经碳化物收集槽收集后烘干作为能源使用。
滤液中含有丰富的有机物和未分解的污泥有益细菌，可供养鱼池内织物和微生物的生长提供营养。
实施例4
一种污泥微波裂解资源化系统，如图1所示，该系统由污泥预热器，微波裂解反应器，冷却器，污泥脱水机和碳化物收集槽组成，污泥预热器与微波裂解反应器相连，微波裂解反应器与冷却器相连，冷却器与污泥脱水机相连，污泥脱水机与碳化物收集槽组成。
所述冷却器通过输热管道与污泥预热器相连；污泥脱水机与生化系统相连；生化系统为蔬菜大棚。
所述污泥预热器与微波裂解反应器之间设有高压泥浆泵。
一种污泥微波裂解资源化的方法，按照如下步骤进行：
(1)将紫茎泽兰晒干，磨成粉末，加入到含水率为90％的泥饼中，调节含水率为80％；
(2)将含水率为80％的泥饼经过污泥输送机送入污泥预热器中，加热至温度为400℃；
(3)然后将预热的泥饼通过高压泥浆泵送入微波裂解反应器中，调节微波频率为2450兆赫兹，裂解90min；
(4)经过微波裂解后的混合物排出，经过冷却器冷却至常温后，采用高压污泥脱水机脱水机，滤液作为蔬菜大棚用的营养液被回收利用，碳化物经碳化物收集槽收集后烘干作为能源使用。
添加了紫茎泽兰后处理的污泥，滤液中除了含有丰富的有机物和未分解的污泥有益细菌，还含有无极营养小分子如钾离子等，不含有重金属离子，且增加了碳化物收集槽中碳化物的含量，紫茎泽兰本身为一种杂草，该技术中紫茎泽兰的加入，滤除了大部分重金属离子，释放钾离子等营养小分子，变废为宝。

Claims (1)

1.一种污泥微波裂解资源化的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
(1)将紫茎泽兰晒干，磨成粉末，加入到含水率为90％的泥饼中，调节含水率为80％；
(2)将含水率为80％的泥饼经过污泥输送机送入污泥预热器中，加热至温度为400℃；
(3)然后将预热的泥饼通过高压泥浆泵送入微波裂解反应器中，调节微波频率为2450兆赫兹，裂解90min；
(4)经过微波裂解后的混合物排出，经过冷却器冷却至常温后，采用高压污泥脱水机脱水，滤液作为蔬菜大棚用的营养液被回收利用，碳化物经碳化物收集槽收集后烘干作为能源使用。
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