CN108409082A - 一种污泥脱水及无害化处置组合工艺 - Google Patents

Abstract

一种污泥脱水及无害化处置组合工艺；包括以下步骤：1）含水率为60~80%的污泥从挤条进料装置中滑下，经切割设备切割形成3mm~6mm的长条后平铺在网带表面，并随着网带向前运送；2）干化，污泥通过热空气进行干化，热空气由干燥空气与70~90^oC的热水进行热交换后得到，与干燥空气进行热交换后温度降低的热水重新进入热解气化设备的热水锅炉内加热；3）热解气化，干化后的污泥经皮带输送至热解气化设备中进行反应，产生的可燃气体输送至热水锅炉作为其能源，为与干燥空气进行热交换后温度降低的热水重新加热，热解气化后的污泥废渣已达到无害化状态。通过资源循环利用能实现对污泥的干燥，既实现了污泥的无害化处理，也达到了资源循环利用，降低成本的目的。

Description

一种污泥脱水及无害化处置组合工艺

技术领域

本发明涉及污泥处理工艺领域，尤其涉及一种污泥脱水及无害化处置组合工艺。

背景技术

污水处理厂或其它工业企业排放出来的污泥含水率高达95%——99%，现时大部分污泥处理处置工艺流程：脱水——填埋或焚烧，只有少部分工艺会从污泥中提取资源利用。而现有技术中污泥处理工艺一方面能耗较高，需消耗电能或燃料，另一方面，也存在占地面积大、运行费用高、容易造成二次污染等问题。

污泥低温除湿干化工艺（属于脱水工艺）是一种利用热泵体系使得冷媒工质不断在压缩冷凝的放热环节和减压蒸发的吸热环节间切换工况，本质上利用电源做工，压缩冷媒为高温高压气体，与装置外的冷风进行热交换，从而把污泥干燥减量。低温干化技术采用的是“逆卡诺循环”原理，它的制冷系数与工作的介质无关，只取决于冷源（被冷却的物体）的温度和热源（即环境介质）的温度，采用的冷却方式是温度梯度冷却，也就是当传热介质的温度与周围空气的温度的差值越小，冷却的有效性越高。通过降低热源温度，提高冷源温度，冷却效果将大大提高，同时也节约能源。低温干化设备中热泵体系作为通过电能转化为化学能来加热干燥空气，事实上是能量热交换的形式，现有技术中采用电做功，通过热泵除湿提供的干燥热风进行低温干化，把污泥含水率80%降至30%，1t污泥从含水率80%脱水至20%，消耗电量约 200kw.h，耗电量大，大大地增加了运营成本和投资成本。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种污泥脱水及无害化处置组合工艺，通过资源循环利用能实现对污泥的干燥，既实现了污泥的处理处置，也达到了资源循环利用，降低运营成本和经济成本的目的。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种污泥脱水及无害化处置组合工艺；包括以下步骤：

1）含水率为60~80%的污泥从挤条进料装置中滑下，经切割设备切割形成3mm~6mm的长条后平铺在网带表面，并随着网带向前运送；

2）干化

污泥通过热空气进行干化，热空气由干燥空气与70~90^oC的热水进行热交换后得到，与干燥空气进行热交换后温度降低的热水重新进入热解气化设备的热水锅炉内加热；

3）热解气化

干化后的污泥经皮带输送至热解气化设备中进行反应，产生的可燃气体输送至热水锅炉作为其能源，为与干燥空气进行热交换后温度降低的热水重新加热。

优选的，步骤1）中，网带和切割设备设定为间歇性运作，以使污泥在空间中晾干。

优选的，污泥在网带中平移和晾干的时间根据污泥的含水率确定。

优选的，步骤2）中，热空气由干燥空气与90^oC的热水进行热交换后得到。

优选的，经过步骤2）干化后得到污泥的含水率为10%~30%，再进行步骤3）的热解气化。

本发明的工艺过程中耗电量得以大幅减少，处理1t污泥相比原工艺节约了40%—60%的电能（具体数值与污泥的热值有关）。工艺中污泥的干化步骤是对污泥进行简单的脱水处理，属于减量化过程，该部分污泥仍未达到无害化状态。下一步的污泥热解气化步骤则在污泥减量化基础上实现无害化和资源化。

污泥热解气化在缺氧条件下，利用污泥中有机物的热不稳定性，在缺氧条件下对其加热，使有机物产生热裂解，形成利用价值较高的气相（热解气）和固相（固体废渣）。热解气化属于吸热反应，相比焚烧污泥产生大量二噁英，热解气化工艺在原理以及工艺上均能抑制二噁英的生产，而且提取出来的可燃气体空气过剩系数较低，产生的烟气量也比焚烧产生的烟气量小得多。可燃气体通过检测分析，主要是以CO为主的气体，低位热值约1000kacl/kg，可作为热水锅炉、蒸汽锅炉、汽轮机发电等设备的能源。

相比现有技术（用电做功，通过热泵除湿提供的干燥热风进行低温干化，把污泥含水率80%降至30%，1t污泥消耗电量约 200kw.h ），本次发明把热解气化产生的热能直接应用在干化，实现污泥的干化和热解气化的闭合循环，从而减少电能这一中间环节，实现热能的直接传递和利用。这样就最大限度减少了处理污泥所投入的能耗，在处理污泥基础上充分利用污泥能源，既实现了污泥的处理处置，也达到了资源循环利用的目的。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，一种污泥脱水及无害化处置组合工艺，包括以下步骤，：

1）含水率为60~80%的污泥从挤条进料装置中滑下，经切割设备切割形成3mm~6mm的长条后平铺在网带表面，并随着网带向前运送；

2）干化

污泥通过热空气进行干化，热空气由干燥空气与70~90^oC的热水进行热交换后得到，与干燥空气进行热交换后温度降低的热水重新进入热解气化设备的热水锅炉内加热；

3）热解气化

干化后的污泥经皮带输送至热解气化设备中进行反应，产生的可燃气体输送至热水锅炉作为其能源，为与干燥空气进行热交换后温度降低的热水重新加热。

优选的，步骤1）中，网带和切割设备设定为间歇性运作，以使污泥在空间中晾干。

优选的，污泥在网带中平移和晾干的时间根据污泥的含水率确定。

优选的，步骤2）中，热空气由干燥空气与90^oC的热水进行热交换后得到。

优选的，经过步骤2）干化后得到污泥的含水率为10%~30%，再进行步骤3）的热解气化。

本发明的工艺过程中耗电量得以大幅减少，处理1t污泥相比原工艺节约了40%—60%的电能（具体数值与污泥的热值有关）。工艺中污泥的干化步骤是对污泥进行简单的脱水处理，属于减量化过程，该部分污泥仍未达到无害化状态。下一步的污泥热解气化步骤则在污泥减量化基础上实现无害化和资源化。

污泥热解气化在缺氧条件下，利用污泥中有机物的热不稳定性，在缺氧条件下对其加热，使有机物产生热裂解，形成利用价值较高的气相（热解气）和固相（固体废渣）。热解气化属于吸热反应，相比焚烧污泥产生大量二噁英，热解气化工艺在原理以及工艺上均能抑制二噁英的生产，而且提取出来的可燃气体时空系数较低，产生的烟气量也比焚烧产生的烟气量小得多。可燃气体通过检测分析，主要是以CO为主的气体，低位热值约1000kacl/kg，可作为热水锅炉、蒸汽锅炉、汽轮机发电等设备的能源。

相比现有技术（用电做功，通过热泵除湿提供的干燥热风进行低温干化，把污泥含水率80%降至30%，1t污泥消耗电量约 200kw.h ），本次发明把热解气化产生的热能直接应用在干化，实现污泥的干化和热解气化的闭合循环，从而减少电能这一中间环节，实现热能的直接传递和利用。这样就最大限度减少了处理处置污泥所投入的能耗，在处理处置污泥基础上充分利用污泥能源，既实现了污泥的处理处置，也达到了资源循环利用的目的。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种污泥脱水及无害化处置组合工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1）含水率为60~80%的污泥从挤条进料装置中滑下，经切割设备切割形成3mm~6mm的长条后平铺在网带表面，并随着网带向前运送；

2）干化

污泥通过热空气进行干化，热空气由干燥空气与70~90^oC的热水进行热交换后得到，与干燥空气进行热交换后温度降低的热水重新进入热解气化设备的热水锅炉内加热；

3）热解气化

干化后的污泥经皮带输送至热解气化设备中进行反应，产生的可燃气体输送至热水锅炉作为其能源，为与干燥空气进行热交换后温度降低的热水重新加热。

2.根据权利要求1所述的污泥脱水及无害化处置组合工艺，其特征在于：步骤1）中，网带和切割设备设定为间歇性运作，以使污泥在空间中晾干。

3.根据权利要求2所述的污泥脱水及无害化处置组合工艺，其特征在于：污泥在网带中平移和晾干的时间根据污泥的含水率确定，污泥的含水率越大，则污泥在网带中平移和晾干的时间越长。

4.根据权利要求1所述的污泥脱水及无害化处置组合工艺，其特征在于：步骤2）中，热空气由干燥空气与90^oC的热水进行热交换后得到。

5.根据权利要求1所述的污泥脱水及无害化处置组合工艺，其特征在于：经过步骤2）干化后得到污泥的含水率为10%~30%，再进行步骤3）的热解气化。