CN107555746A - 蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统，包括依次通过螺旋输送机连接的污泥预处理单元、机械高干脱水机、破碎筛分机和污泥干燥碳化一体机，所述预处理单元包括依次连接的二沉池、浓缩池和污泥脱水机，浓缩池和污泥脱水机分别连接蚯蚓酶投加器。工艺：通过蚯蚓酶催化预处理单元将剩余污泥与蚯蚓酶催化剂充分混合反应后，污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，实现常温下污泥持续高压的脱水干化。有益效果：本发明利用蚯蚓酶的催化功能，使污泥快速水解、脱胶、降粘和破壁，充分利用污泥酶解过程中的热值，实现了污泥处理低温、持续、高效的干化功能；利用机械高干脱水机，实现在常温条件下，对污泥持续高压的脱水干化。

Description

蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统及工艺

技术领域

本发明属于污泥处理领域，尤其涉及一种蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统及工艺。

背景技术

目前我国市政污泥的日产量已超过10万吨/天。但是由于污水厂对污泥稳定化、无害化的重视不足，污泥处理处置率低。传统的带式脱水机能将污泥含水率降至80％左右；板框压滤技术也仅能将污泥含水率降至60％左右，污泥中的热值并未得到有效利用。同时污泥中含有的大量病菌、寄生虫、重金属等又会对环境产生严重污染，因此污泥的“减量化、无害化、稳定化、资源化”已经成为关乎国计民生的大问题。

近年来人们一直在研究高效节能的污泥处理技术，目前常用的污泥处理处置工艺包括：填埋、消化、堆肥、干化、焚烧、碳化、湿式氧化、冻结熔融法、高温烧结法等。作为处理污泥的方法之一，碳化技术因处理污泥占地面积小、减量化显著、不需要长期储存等显著优点，已经成为当前污泥处理的主要方向。但是，目前污泥碳化处理也存在弊端。特别是污泥在采用低温干燥环节中周期较长、占地面积较大，或在采用前期干燥过程中高能耗增加了处理成本，直接影响了污水厂对污泥碳化处理技术的应用推广，彻底解决污泥中的臭气对周边工作环境产生的影响，也是污泥处理过程中急需解决的问题。污水处理行业亟待推出一种占地面积小、污泥前期干燥能耗低的碳化处理方法及其系统。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统及工艺，利用蚯蚓酶的催化功能，使污泥快速水解、脱胶、降粘和破壁，充分利用污泥酶解过程中的热值，实现了污泥处理低温、持续、高效的干化功能；利用机械高干脱水机，实现在常温条件下，对污泥持续高压的脱水干化。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统，其特征是：包括依次通过螺旋输送机连接的污泥预处理单元、若干台机械高干脱水机、破碎筛分机和污泥干燥碳化一体机，所述预处理单元包括依次连接的二沉池、浓缩池和污泥脱水机，浓缩池和污泥脱水机分别通过螺旋输送机连接有蚯蚓酶投加器构成蚯蚓酶催化预处理单元；所述污泥干燥碳化一体机的物料入口通过螺旋输送机连接筛分破碎机，污泥干燥碳化一体机的烟气出口通过烟气管道连接烟气处理单元。

所述机械高干脱水机采用立式液压驱动结构。

所述烟气处理单元包括依次通过烟气管道连接的旋风除尘器、喷淋塔、吸收塔和烟囱。

一种采用蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统的工艺：其特征是：通过蚯蚓酶催化预处理单元将剩余污泥与蚯蚓酶催化剂充分混合反应后，污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，经污泥脱水机脱水，实现常温条件下，对污泥持续高压的脱水干化，具体步骤如下：

1)污泥预处理单元中通过浓缩池和污泥脱水机的含水率98％剩余污泥分别通过蚯蚓酶投加器投放蚯蚓酶催化剂，经与污泥充分混合反应后，污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，去除污泥臭味；蚯蚓酶投加比例为1‰；

2)酶解后的污泥经过若干级机械高干脱水机的多级连续常温下挤压脱水，其中一级脱水压强为3MPa，高压是400吨，每次挤压3～10s，保压30～40s，反复运行，共挤压时间为50～60min；二级脱水压强为1MPa，中压是120吨，每次挤压10～20s，保压40～50s，反复运行，共挤压时间为50～60min；三级脱水压强为0.6MPa，低压是80吨，每次挤压20～30s，保压50～60s，反复运行，共挤压时间为50～60min，通过机械高干脱水机压板的自重及液阀保压的作用，3小时后污泥含水率降低为35～40％；

3)经过多级挤压脱水的污泥经过破碎筛分机的破碎、筛分后，通过螺旋输送机进入污泥干燥碳化一体机，在污泥干燥碳化一体机内，充分利用污泥在高温碳化时自身产出的可燃气热值，均温保持在200℃以下，2小时后含水率降低为30％以下；控制多级碳化环节：内套筒温度：200～300℃，2小时后，含水率为0～3％，外套筒温度：300～600℃，2小时-6小时后，污泥经热分解逐步产出碳化颗粒；重金属得到充分固化，碳化颗粒含水率为0；

4)污泥干燥碳化一体机产生的烟气通过烟气管道连接的旋风除尘器、喷淋塔、吸收塔和烟囱排空。

有益效果：与现有技术相比，本发明通过预处理单元将剩余污泥与蚯蚓酶催化剂充分混合反应，消除污泥处理的臭味，节省了污泥臭气的净化成本，并且使污泥脱水机出口污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，使得污泥在机械高压作用下快速高效脱水，节能效果极大提升；利用立式的机械高干脱水机，占地面积小，在原泥干化时通过设备自重以及液压系统分时加压、保压的控制作用实现节能、持续高效干化功能；在污泥干燥碳化一体机内，充分利用污泥自身的热解能量，降低污泥碳化过程中的外界能源供应量，从而极大降低了污泥干化、碳化的综合处理成本，有力推动污泥干化、碳化处理技术的应用。

附图说明

图1是本发明的结构连接框图；

图2是机械高干脱水机工作系统连接框图；

图3是多级连续常温下挤压脱水的曲线图。

图中：00-污水厂现有管道；01-螺旋输送机；02-烟气管道。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

详见附图1，本实施例提供了一种蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统，包括依次通过螺旋输送机01连接的预处理单元、机械高干脱水机、破碎筛分机和污泥干燥碳化一体机，所述预处理单元包括依次通过污水厂现有管道00连接的二沉池、浓缩池和污泥脱水机，浓缩池和污泥脱水机分别通过螺旋输送机连接有蚯蚓酶投加器构成蚯蚓酶催化预处理单元；所述污泥干燥碳化一体机的物料入口通过螺旋输送机连接破碎筛分机，污泥干燥碳化一体机的烟气出口通过烟气管道连接烟气处理单元。所述烟气处理单元包括依次通过烟气管道02连接的旋风除尘器、喷淋塔、吸收塔和烟囱。

本实施例优选方案是：所述机械高干脱水机采用立式液压驱动结构，通过液压驱动设备滑块连接的上压板自上而下挤压下托板上装载在多层滤板槽内的污泥，利用设备压板的自重及液压系统保压的作用，使机构具有持续脱水的功能。

采用上述蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统的工艺：其特征是：通过蚯蚓酶催化预处理单元将剩余污泥与蚯蚓酶催化剂充分混合反应后，污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，经污泥脱水机脱水，实现常温条件下，对污泥持续高压的脱水干化，具体步骤如下：

1)污泥预处理单元中通过浓缩池和污泥脱水机的含水率98％剩余污泥分别通过蚯蚓酶投加器投放蚯蚓酶催化剂，经与污泥充分混合反应后，污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，去除污泥臭味；蚯蚓酶投加比例为1‰；

2)酶解后的污泥经过机械高干脱水机Ⅰ号高压设备：滤板槽1.44㎡，3MPa液压，高压为400吨，每次挤压3～10s，保压30～40s，反复运行，共挤压时间为50～60min；污泥经过进一步催化反应后，经过机械高干脱水机Ⅱ号中压设备：采用1MPa液压，中压为120吨，每次挤压10～20s，保压40～50s，反复运行，共挤压时间为50～60min；污泥经过再次催化反应后，经过机械高干脱水机Ⅲ号低压设备：采用0.6MPa液压，低压为80吨，每次挤压20～30s，保压50～60s，反复运行，共挤压时间为50～60min。利用立式的机械高干脱水机，设备占地面积小，在原泥干化过程中通过设备压板的自重及液阀保压的作用，经机械高干脱水机多级连续常温挤压脱水，3小时后含水率降低为35～40％，最大程度地实现节能、持续高效干化功能；其中所述MPa为压强，400吨为压力值，例：3MPa压强由设备的液压系统产生，压力为设备输出的力量为400吨。

3)经过多级挤压脱水的污泥经过破碎筛分机的破碎、筛分后，通过螺旋输送机进入污泥干燥碳化一体机，在污泥干燥碳化一体机内，充分利用污泥在高温碳化时自身产出的可燃气热值，均温保持在200℃以下，2小时后含水率降低为30％以下；控制多级碳化环节：内套筒温度：200～300℃，2小时后，含水率为0～3％，外套筒温度：300～600℃，2小时-6小时后，污泥经热分解逐步产出碳化颗粒；重金属得到充分固化，碳化颗粒含水率为0；

4)污泥干燥碳化一体机产生的烟气通过烟气管道连接的旋风除尘器、喷淋塔、吸收塔和烟囱排空。

污泥干燥碳化一体机采用申请号为201720910952.6的专利产品。

通过蚯蚓酶催化预处理单元将含水率98％的剩余污泥与按一定比例配比的蚯蚓酶催化剂充分混合反应后，污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，在污泥脱水机处蚯蚓酶投加比例为1‰，经污泥脱水机脱水的污泥含水率降到70～75％，实现了污泥快速干燥的高效功能；同时混合后的污泥经过酶解，无臭味，节省了污泥除臭的净化成本。处理后的碳化颗粒可进行土壤修复利用，实现污泥资源化利用的闭环经济循环系统。

工艺中的常温以我国工程上常温是按20℃计。利用蚯蚓酶的催化功能，使污泥快速水解、脱胶、降粘和细胞破壁，再充分利用机械高干脱水机，实现在常温条件下，对污泥持续高压的脱水干化作用,并且充分利用污泥在高温碳化时自身产出的可燃气热值，提供污泥碳化环节中的热能源，从而降低污泥干化、碳化的处理成本。

上述参照实施例对该一种蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统及工艺进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统，其特征是：包括依次通过螺旋输送机连接的污泥预处理单元、若干台机械高干脱水机、破碎筛分机和污泥干燥碳化一体机，所述预处理单元包括依次连接的二沉池、浓缩池和污泥脱水机，浓缩池和污泥脱水机分别通过螺旋输送机连接有蚯蚓酶投加器构成蚯蚓酶催化预处理单元；所述污泥干燥碳化一体机的物料入口通过螺旋输送机连接筛分破碎机，污泥干燥碳化一体机的烟气出口通过烟气管道连接烟气处理单元。

2.根据权利要求1所述的蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统，其特征是：所述机械高干脱水机采用立式液压驱动结构。

3.根据权利要求1所述的蚯蚓酶催化污泥高干脱水低温碳化处理系统，其特征是：所述烟气处理单元包括依次通过烟气管道连接的旋风除尘器、喷淋塔、吸收塔和烟囱。

4.一种采用权利要求1的工艺，其特征是：通过蚯蚓酶催化预处理单元将剩余污泥与蚯蚓酶催化剂充分混合反应后，污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，经污泥脱水机脱水，实现常温条件下，对污泥持续高压的脱水干化，具体步骤如下：

1)污泥预处理单元中通过浓缩池和污泥脱水机的含水率98％剩余污泥分别通过蚯蚓酶投加器投放蚯蚓酶催化剂，经与污泥充分混合反应后，污泥快速脱胶、降粘、细胞破壁，去除污泥臭味；蚯蚓酶投加比例为1‰；

2)酶解后的污泥经过若干级机械高干脱水机的多级连续常温下挤压脱水，其中一级脱水压强为3MPa，高压是400吨，每次挤压3～10s，保压30～40s，反复运行，共挤压时间为50～60min；二级脱水压强为1MPa，中压是120吨，每次挤压10～20s，保压40～50s，反复运行，共挤压时间为50～60min；三级脱水压强为0.6MPa，低压是80吨，每次挤压20～30s，保压50～60s，反复运行，共挤压时间为50～60min，通过机械高干脱水机压板的自重及液阀保压的作用，3小时后污泥含水率降低为35～40％；

3)经过多级挤压脱水的污泥经过破碎筛分机的破碎、筛分后，通过螺旋输送机进入污泥干燥碳化一体机，在污泥干燥碳化一体机内，充分利用污泥在高温碳化时自身产出的可燃气热值，均温保持在200℃以下，2小时后含水率降低为30％以下；控制多级碳化环节：内套筒温度：200～300℃，2小时后，含水率为0～3％，外套筒温度：300～600℃，2小时-6小时后，污泥经热分解逐步产出碳化颗粒；重金属得到充分固化，碳化颗粒含水率为0；

4)污泥干燥碳化一体机产生的烟气通过烟气管道连接的旋风除尘器、喷淋塔、吸收塔和烟囱排空。