CN107487973A - 一种可循环的城市污泥处理系统及其方法 - Google Patents

一种可循环的城市污泥处理系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可循环的城市污泥处理系统及其方法，包括依次连接利用排泥管连接的钝化釜、高温水解酸化反应罐、重力浓缩箱、破碎机、脱水压滤机和干燥器，以及脱硫塔和集水箱，所述高温水解酸化反应罐和干燥器分别与通过废气管与脱硫塔的进气口相连，所述干燥器内设置有蒸汽加热机构，所述蒸汽加热机构与集水箱的进水口相连，所述集水箱的出水口与脱硫塔的进水口相连。本发明中采用两次污泥的浓缩处理，并且在之间增加了污泥固体杂质的粉碎处理，可以提高污泥的干燥效果以及整体处理效率，降低资源的浪费。

Description

一种可循环的城市污泥处理系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种可循环的城市污泥处理系统及其方法，适用城市污泥处理技术领域。
背景技术
随着我国城市污水处理厂建设力度加大，城市污水处理率快速提高，城市污泥的产生量激增，污泥的处理、处置问题日益突出。目前我国多数城市污水处理厂对污泥的处理多采用浓缩、脱水后外运填埋或用作农肥。
传统的污泥处理浓缩方式可分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等三种方式，在实际污泥处理的过程中，大多采用单独的一种浓缩方式对污泥进行浓缩，不仅浓缩效果差，而且进一步影响干燥效率。城市污泥中包括混入生活污水或工业废水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物，由于存在体积偏大的动植物残体等杂质，干燥过程耗时长，从而影响干燥的效果，降低污泥处理的效率。另外传统污泥处理的过程比较繁琐，并且在污泥处理过程无法实现水资源的循环利用，造成资源的浪费。
发明内容
本发明提供一种可循环的城市污泥处理系统及其方法，采用两次污泥的浓缩处理，并且在之间增加了污泥固体杂质的粉碎处理，可以提高污泥的干燥效果以及整体处理效率，降低资源的浪费。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种可循环的城市污泥处理系统，包括依次连接利用排泥管连接的钝化釜、高温水解酸化反应罐、重力浓缩箱、破碎机、脱水压滤机和干燥器，以及脱硫塔和集水箱，所述高温水解酸化反应罐和干燥器分别与通过废气管与脱硫塔的进气口相连，所述干燥器内设置有蒸汽加热机构，所述蒸汽加热机构与集水箱的进水口相连，所述集水箱的出水口与脱硫塔的进水口相连。
进一步，所述钝化釜内设置有搅拌器。
进一步，所述高温水解酸化反应罐内设置有电加热器，所述电加热器包括主杆和成放射状设置在主杆外侧的多组平行的加热管。
进一步，所述高温水解酸化反应罐内设置有温度传感器。
进一步，所述脱水压滤机为带式脱水压滤机。
进一步，所述重力浓缩箱的下方设置有底座，所述底座上设置超声波发生器，所述重力浓缩箱通过其两侧的超声波支架固定在超声波发生器上。
进一步，所述干燥器的外壳为双层结构且双层结构之间为真空腔；所述干燥器内设置有搅拌杆，所述蒸汽加热架构设置在搅拌杆的外侧；所述蒸汽加热机构包括设置在加热器内的螺旋加热管，螺旋加热管的上方设置有进气口和出气口，下方设置有出水口，所述出水口与集水箱的进水口相连；所述干燥器内设置有湿度传感器。
另外，本发明还提供一种可循环的城市污泥处理方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
（1）重金属钝化：将污泥倒入钝化釜中，然后向钝化釜中加入钝化剂，启动搅拌器，将钝化剂与污泥充分混合；
（2）水解酸化：将（1）中反应后的污泥加入高温水解酸化反应罐中，利用电加热器进行加热，温度为35-55℃，时间为3-5天；
（3）一次浓缩：将（2）中反应后的污泥加入重力浓缩箱中，启动超声波发生器，对重力浓缩箱中的污泥进行振动，使清水与污泥产生分离，并将清水引出；
（4）破碎：将一次浓缩后的污泥加入破碎机中进行破碎处理，使污泥成分的半径不大于3mm；
（5）二次浓缩：将破碎后的污泥逐次加入脱水压滤机中进行再次脱水浓缩；
（6）干燥：将二次浓缩后的污泥利用蒸汽加热机构进行干燥处理，干燥后的污泥含水量小于5%；
（7）污泥处理：将干燥后的污泥进行焚烧或者掩埋处理；
（8）冷凝水处理：将蒸汽加热机构产生的冷凝水通入集水箱中，然后通过集水箱通入脱硫塔中；
（9）脱硫处理：将（2）和（6）中加热污泥产生的废气通入脱硫塔中，并在脱硫塔中的水中加入脱硫剂，将废气通入水，使水与废气充分接触，除去废气中的含硫物质。
进一步，所述钝化剂为生石灰、粉煤灰或粘土。
进一步，所述脱硫剂为碳酸钙、纯碱和氧化钙中的一种或两者的混合物、液氨或氧化镁。
采用了上述技术方案后，本发明采用重力浓缩和挤压浓缩两步浓缩装置，对污泥进行充分的浓缩，可以提高干燥的效率和效果，并且本发明中将污泥的粉碎加入两次浓缩之间，一是可以提高粉碎的效率和针对性，二是能够将污泥中的较大型的固定进行粉碎，提高二次浓缩的效果，进一步提高干燥的效果以及整个污泥处理过程的效率。本发明中在干燥过程中热蒸汽冷凝产生的水直接用于脱硫塔中废气的处理，可以实现水的循环利用，避免造成资源的浪费。
附图说明
图1为本发明的一种可循环的城市污泥处理系统的结构示意图；
图2为本发明的一种可循环的城市污泥处理系统中钝化釜的结构图；
图3为本发明的一种可循环的城市污泥处理系统中电加热器的结构图；
图4为本发明的一种可循环的城市污泥处理系统中重力浓缩箱的结构图；
图5为本发明的一种可循环的城市污泥处理系统中干燥器的结构图；
图中：1.排泥管，2.钝化釜，3.高温水解酸化反应罐，4.重力浓缩箱，5.破碎机，6.脱水压滤机，7.干燥器，8.脱硫塔，9.集水箱，10.废气管，11.搅拌轴，12.横杆，13.电机，14.减速器，15.主杆，16.加热管，17.底座，18.超声波发生器，19.超声波支架，20.支脚，21.搅拌杆，22.驱动电机，23.螺旋加热管。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
如图1-5所示，一种可循环的城市污泥处理系统，包括依次连接利用排泥管1连接的钝化釜2、高温水解酸化反应罐3、重力浓缩箱4、破碎机5、脱水压滤机6和干燥器7，以及脱硫塔8和集水箱9，所述高温水解酸化反应罐3和干燥器7分别与通过废气管10与脱硫塔8的进气口相连，所述干燥器7内设置有蒸汽加热机构，所述蒸汽加热机构与集水箱9的进水口相连，所述集水箱9的出水口与脱硫塔8的进水口相连。
所述钝化釜2内设置有搅拌器，可以将重金属钝化材料与污泥中的重金属充分接触，提高钝化效率。
具体的，搅拌器为包括一搅拌轴11和垂直均匀设置在搅拌轴11上的多个横杆12，该结构能够提高搅拌效率，而搅拌器的上方设置有电机13和减速器14，电机13通过减速器14带动搅拌器工作，从而为搅拌器提供动力，
所述高温水解酸化反应罐内设置有电加热器，所述电加热器包括主杆15和成放射状设置在主杆15外侧的多组平行的加热管16，可以提高加热效率，从而进一步提高水解酸化反应的效率和效果，便于将污泥中微生物进行降解。
可选的，加热管16为但不仅限于陶瓷材质，导热效果好。
所述高温水解酸化反应罐3内设置有温度传感器，方便检测高温水解酸化反应的温度，实现温度的智能控制，使温度保持在合适范围内，提高反应的效率。
所述脱水压滤机6为带式脱水压滤机，利用多级履带的挤压多污泥进一步的浓缩，降低其含水量，提高干燥效率。
具体的，脱水压滤机6包括多个挤压辊和缠绕在挤压辊上的履带，污泥在挤压辊和履带之间输送，可以将污泥中的水分进行充分挤压，提高浓缩效果。
所述重力浓缩箱4的下方设置有底座17，所述底座17上设置超声波发生器18，所述重力浓缩箱4通过其两侧的超声波支架19固定在超声波发生器18上，可以提高浓缩的效率，快速地将清水分离至污泥的上方，实现污泥的浓缩。
具体的，底座17的下方设置有支脚20，所述超声波发生器18固定在底座17上，其上方设置有多个超声波支撑架19，重力浓缩箱4固定在超声波支架19的中间，提高超声波的传递效果和传递效率。
所述干燥器7的外壳为双层结构且双层结构之间为真空腔，真空腔能够提高干燥器7的保温效果，以降低污泥干燥过程中的热损失，降低能耗，提高干燥效能）
所述干燥器7内设置有搅拌杆21，所述蒸汽加热架构设置在搅拌杆21的外侧；
搅拌器的上方设置有驱动电机22，利用驱动电机22带动搅拌器21转动，从而提高干燥的效率。
所述蒸汽加热机构包括设置在干燥器7内的螺旋加热管23，螺旋加热管23的上方设置有进气口和出气口，下方设置有出水口，所述出水口与集水箱的进水口相连，可以使螺旋加热管23内冷凝产生的水直接通入集水箱9中，用于脱硫塔的脱硫作用，实现水资源的循环利用，降低资源的浪费。
所述干燥器7内设置有湿度传感器，可以用于检测干燥器内污泥的干燥情况，便于实时掌握污泥干燥度的变化。
脱硫塔8的底部设置有水池，将废气通入水池中，进行脱硫处理。
处理系统还包括控制器，控制器分别与电机、温度传感器、电加热器、湿度传感器电性连接，可以实现整个系统的智能控制。
可选的，所述控制器为但不仅限于80C51单片机。
可选的，在处理系统中每一排泥管上可设置有以增压泵，增加污泥流通的压力，提高流通效果。
实施例2：
一种可循环的城市污泥处理方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
（1）重金属钝化：将污泥倒入钝化釜中，然后向钝化釜2中加入钝化剂，启动搅拌器，将钝化剂与污泥充分混合；
钝化剂为生石灰、粉煤灰或粘土，加入钝化釜中，可以提高污泥的PH值，使重金属转化成氢氧化物等沉淀，达到钝化金属并杀死原菌的效果。
（2）水解酸化：将（1）中反应后的污泥加入高温水解酸化反应罐中，利用电加热器进行加热，温度为35-55℃，时间为3-5天；
高温水解酸化能够提高污泥中微生物细胞壁的破壁率，从而能够充分地将细胞内额有机物释放出来，便于污泥的下一步处理。
（3）一次浓缩：将（2）中反应后的污泥加入重力浓缩箱4中，启动超声波发生器18，对重力浓缩箱4中的污泥进行振动，使清水与污泥产生分离，并将清水引出；
一次浓缩可以初步将污泥的水去除。
（4）破碎：将一次浓缩后的污泥加入破碎机5中进行破碎处理，使污泥成分的半径不大于3mm；
破碎为了能够将污泥的大型固体杂质进行破碎成小颗粒，便于下一步的浓缩和干燥，并且可以防止大型固体杂质对脱水压滤机6造成磨损。
（5）二次浓缩：将破碎后的污泥逐次加入脱水压滤机6中进行再次脱水浓缩；
二次浓缩可以将污泥中的水分再次去除，将污泥压成泥饼，可以提高下一步的干燥效率。
（6）干燥：将二次浓缩后的污泥利用蒸汽加热机构进行干燥处理，干燥后的污泥含水量小于5%；
水分含量小于5%的污泥适合焚烧。
（7）污泥处理：将干燥后的污泥进行焚烧或者掩埋处理；
（8）冷凝水处理：将蒸汽加热机构产生的冷凝水通入集水箱9中，然后通过集水箱9通入脱硫塔8中；
此步骤可以实现水资源的循环利用，可以降低资源的浪费。
（9）脱硫处理：将（2）和（6）中加热污泥产生的废气通入脱硫塔8中，并在脱硫塔8中的水中加入脱硫剂，将废气通入水，使水与废气充分接触，除去废气中的含硫物质。
污泥在加热处理的过程中会产生一些含硫的废气，这些气体若直接释放到空气中，容易对空气造成污染，因此需要进行脱硫处理，可以在脱硫塔中的水池中加入脱硫剂，即碳酸钙、纯碱和氧化钙中的一种或两者的混合物、液氨或氧化镁，然后将废气通入水池中，脱硫剂与含硫物质进行反应，从而将废气中的含硫物除去，避免大气的污染。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可循环的城市污泥处理系统，其特征在于：包括依次连接利用排泥管连接的钝化釜、高温水解酸化反应罐、重力浓缩箱、破碎机、脱水压滤机和干燥器，以及脱硫塔和集水箱，所述高温水解酸化反应罐和干燥器分别与通过废气管与脱硫塔的进气口相连，所述干燥器内设置有蒸汽加热机构，所述蒸汽加热机构与集水箱的进水口相连，所述集水箱的出水口与脱硫塔的进水口相连。
2.根据权利要求1所述的可循环的城市污泥处理系统，其特征在于：所述钝化釜内设置有搅拌器。
3.根据权利要求1所述的可循环的城市污泥处理系统，其特征在于：所述高温水解酸化反应罐内设置有电加热器，所述电加热器包括主杆和成放射状设置在主杆外侧的多组平行的加热管。
4.根据权利要求3所述的可循环的城市污泥处理系统，其特征在于：所述高温水解酸化反应罐内设置有温度传感器。
5.根据权利要求1所述的可循环的城市污泥处理系统，其特征在于：所述脱水压滤机为带式脱水压滤机。
6.根据权利要求1所述的可循环的城市污泥处理系统，其特征在于：所述重力浓缩箱的下方设置有底座，所述底座上设置超声波发生器，所述重力浓缩箱通过其两侧的超声波支架固定在超声波发生器上。
7.根据权利要求1所述的可循环的城市污泥处理系统，其特征在于：所述干燥器的外壳为双层结构且双层结构之间为真空腔；
所述干燥器内设置有搅拌杆，所述蒸汽加热架构设置在搅拌杆的外侧；
所述蒸汽加热机构包括设置在加热器内的螺旋加热管，螺旋加热管的上方设置有进气口和出气口，下方设置有出水口，所述出水口与集水箱的进水口相连；
所述干燥器内设置有湿度传感器。
8.一种可循环的城市污泥处理方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
（1）重金属钝化：将污泥倒入钝化釜中，然后向钝化釜中加入钝化剂，启动搅拌器，将钝化剂与污泥充分混合；
（2）水解酸化：将（1）中反应后的污泥加入高温水解酸化反应罐中，利用电加热器进行加热，温度为35-55℃，时间为3-5天；
（3）一次浓缩：将（2）中反应后的污泥加入重力浓缩箱中，启动超声波发生器，对重力浓缩箱中的污泥进行振动，使清水与污泥产生分离，并将清水引出；
（4）破碎：将一次浓缩后的污泥加入破碎机中进行破碎处理，使污泥成分的半径不大于3mm；
（5）二次浓缩：将破碎后的污泥逐次加入脱水压滤机中进行再次脱水浓缩；
（6）干燥：将二次浓缩后的污泥利用蒸汽加热机构进行干燥处理，干燥后的污泥含水量小于5%；
（7）污泥处理：将干燥后的污泥进行焚烧或者掩埋处理；
（8）冷凝水处理：将蒸汽加热机构产生的冷凝水通入集水箱中，然后通过集水箱通入脱硫塔中；
（9）脱硫处理：将（2）和（6）中加热污泥产生的废气通入脱硫塔中，并在脱硫塔中的水中加入脱硫剂，将废气通入水，使水与废气充分接触，除去废气中的含硫物质。
9.根据权利要求8所述的可循环的城市污泥处理方法，其特征在于：所述钝化剂为生石灰、粉煤灰或粘土。
10.根据权利要求8所述的可循环的城市污泥处理方法，其特征在于：所述脱硫剂为碳酸钙、纯碱和氧化钙中的一种或两者的混合物、液氨或氧化镁。
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