CN108929007A - 一种城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法 - Google Patents

一种城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，采用两步干化法处理污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣，第一步采用亚微波低温真空干燥技术，第二步采用低温离心干化技术，可以得到含水率10～30％，粒径50～2000μm的污泥；亚微波低温真空干燥技术加热快，干燥效率高，干燥质量好，能耗低，是常规干燥技术八倍以上，加热均匀，物料的里外温差很小，干燥质量大大提高，不会产生对人体有危害的电磁波辐射，具有消毒，杀菌之功效，使物料更加安全；采用低温离心干化技术，能耗远低于常规热干化；有效防止污泥粘壁，并可一次干燥成均匀的粉状产品，省去了粉碎、筛分等工序；污泥细度和出料含水率可调，并有效提高污泥的干燥均匀度；占地面积小，连续进、出料，实现连续化生产。

Description

一种城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法
技术领域
本发明涉及污泥干化的技术领域，尤其涉及一种城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法。
背景技术
一般情况下，城镇污水处理厂处理1万吨生活污水可产生含水率80％的污泥5-8吨，按照7吨产出进行推算，则2020年我国城镇生活污泥产生量为4382万吨，且每年以8％以上的速度增长。目前我国污泥处理方式主要有干化+焚烧、卫生填埋、好氧堆肥、厌氧发酵等方式，厌氧发酵和好氧堆肥存在处理规模小、占地面积大、减量化程度低等技术局限，现阶段主要以深度脱水+卫生填埋为主，随着国家的发展，土地资源变得稀缺，卫生填埋终究会被淘汰，未来将以干化+焚烧为主要处理方式。从经济性考虑，焚烧的入炉条件为含水率小于30％，现有的干化技术将含水率降到30％及以下，投资和能耗太高，不适合推广应用，限制了污泥处理处置技术的发展。
据统计数据显示，到2020年，餐饮垃圾产生量将达到12万吨/天，且每年以8％以上的速度增长。目前我国餐饮垃圾处理方式主要有卫生填埋、好氧堆肥、厌氧发酵等方式，现阶段多采用厌氧发酵技术，厌氧发酵后产生15～20％的沼渣，沼渣中含有30～50％的有机质、10～20％的腐殖酸、0.8～2.0％的全氮、0.4～1.2％的全磷、0.6～2％的全钾，由于沼渣含有较全面的养分元素和丰富的有机物质，干化后可作为有机肥的掺辅料，含水率要求控制在30％及以下。
目前，常用的几种污泥干化技术主要有：电能干化法、蒸汽干化法、太阳能干化法。这几种干化方式具有能耗高、效率低、运营成本高等缺陷，无法得到广泛的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种能耗低、效率高的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，包括以下步骤，
S1，对城镇污水厂污泥或餐饮垃圾厌氧沼渣来料，采用频率为300MHz～2.4GHz、波长为0.76～1.5μm的亚微波，在0.1～0.3个大气压、温度30～40℃条件下进行干燥处理，得到含水率45～65％的脱水泥饼；
S2，采用循环空气，研磨叶片以500～2000r/min的转速旋转，驱动循环空气在60～80℃下对准步骤S1得到的物料进行热风循环，风量6000～20000Nm3/h，得到含水率10～30％，粒径50～2000μm的污泥。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S2中，将脱水泥饼置于干燥器内，研磨叶片旋转将脱水泥饼初步破碎，同时往干燥器内通入循环空气，循环空气从底部向上对准初步破碎的脱水泥饼进行吹气，泥饼中的水分被释放到空气中，形成水雾，泥饼颗粒和水雾一起随着气流漩涡快速旋转上升，在离心力的作用下，密度较大的水雾被甩出漩涡，脱水泥饼中的水分以水雾的形式被高效分离出来，进入污水处理系统；脱水泥饼中的污泥形成颗粒，经重力分离后收集。
在以上技术方案的基础上，优选的，对于城镇污水厂污泥来料，经步骤S2处理后得到的污泥颗粒作为园林绿化有机肥掺辅料使用。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括以下步骤，
a,对于餐饮垃圾，进行油水分离和破碎分拣制浆处理，分别得到油水混合物和有机浆液，对于油水混合物进行步骤b处理，对于有机浆液进行步骤c处理；
b,对于步骤a中得到的油水混合物进行油水分离，得到毛油；
c,对于步骤a中得到的有机浆液进行厌氧发酵，分别得到沼液、沼气和沼渣产物，对于沼渣产物作为步骤S1中的餐饮垃圾厌氧沼渣来料。
进一步优选的，对于步骤S1、S2和c中产生的污水或沼液，分别进入污水处理系统处理。
进一步优选的，对于步骤c中得到的沼液，部分回流至步骤c中，调节厌氧发酵的pH，提高沼气产量。
进一步优选的，在步骤S1、S2、a和c中，共用一套除臭系统进行负压除臭。
本发明的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)采用两步干化法处理城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣，第一步采用亚微波低温真空干燥技术，第二步采用低温离心干化技术，可以得到含水率10～30％，粒径50～2000μm的污泥；
(2)常规真空干燥法的传导速度很缓慢，效率低，而且温度控制难度大，被加热物料还会产生内外温差，亚微波加热是一种辐射加热，是亚微波与物料直接作用，使其里外同时被加热，无需通过对流或传导来传递热量，所以加热快，干燥效率高，干燥质量好，能耗低，是常规干燥技术八倍以上，加热均匀，物料的里外温差很小，干燥质量大大提高，不会产生对人体有危害的电磁波辐射，具有消毒，杀菌之功效，使物料更加安全；
(3)采用低温离心干化技术，污泥中的水分以水雾形式去除，不是以水蒸气的形式去除，能耗远低于常规热干化；干燥器内气流速度高，物料停留时间短，有效防止污泥粘壁，并可一次干燥成均匀的粉状产品，省去了粉碎、筛分等工序；污泥细度和出料含水率可调，并有效提高污泥的干燥均匀度；占地面积小，连续进、出料。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，包括以下步骤，
S1，亚微波低温真空干燥。对城镇污水厂污泥或餐饮垃圾厌氧沼渣来料，采用频率为300MHz～2.4GHz、波长为0.76～1.5μm的亚微波，在0.1～0.3个大气压、温度30～40℃条件下进行干燥处理，得到含水率45～65％的脱水泥饼。
常规真空干燥法的传导速度很缓慢，效率低，而且温度控制难度大，被加热物料还会产生内外温差。
亚微波加热是一种辐射加热，是亚微波与物料直接作用，使其里外同时被加热，无需通过对流或传导来传递热量，所以加热快，干燥效率高，干燥质量好。
亚微波低温真空干燥技术的特点：
1.干燥速度快，效率高，干燥周期大大缩短，能耗降低，是常规干燥技术八倍以上；
2.加热均匀，物料的里外温差很小，干燥质量大大提高；
3.由于亚微波的波长仅为0.76～1.5μm，它使被干燥物料内产生的摩擦频率不在300MHz-2.4GHz范围内，所以没有产生有危害的电磁波辐射；
4.设备体积小，安装维修方便；
5.亚微波与物料直接相互作用，是亚微波热效用和生物效用共同的结果，亚微波对细菌膜断面的电位分布影响细菌膜周围电子和离子浓度，从而改变细菌细胞膜的通透性能，细菌因此营养不良而死亡，所以亚微波具有消毒，杀菌之功效，使物料更加安全。
S2，低温离心干化。采用循环空气，研磨叶片以500～2000r/min的转速旋转，驱动循环空气在60～80℃下对准步骤S1得到的物料进行热风循环，风量6000～20000Nm3/h，得到含水率10～30％，粒径50～2000μm的污泥。具体的，所述步骤S2中，将脱水泥饼置于干燥器内，研磨叶片旋转将脱水泥饼初步破碎，同时往干燥器内通入循环空气，循环空气从底部向上对准初步破碎的脱水泥饼进行吹气，泥饼中的水分被释放到空气中，形成水雾，泥饼颗粒和水雾一起随着气流漩涡快速旋转上升，在离心力的作用下，密度较大的水雾被甩出漩涡，脱水泥饼中的水分以水雾的形式被高效分离出来，进入污水处理系统；脱水泥饼中的污泥形成颗粒，经重力分离后收集。
与常规热干化相比，低温离心干化具有以下优点：
1.污泥中的水分以水雾形式去除，不是以水蒸气的形式去除，能耗远低于常规热干化；
2.干燥室内气流速度高，物料停留时间短，有效防止污泥粘壁，并可一次干燥成均匀的粉状产品，省去了粉碎、筛分等工序；
3.通过对加料、空气压力、分级器的调节，污泥细度和出料含水率可调，并有效提高污泥的干燥均匀度；
4.占地面积小，连续进、出料，实现连续化生产。
常见干化方式效果对比如下：
具体的，对于城镇污水厂污泥来料，经步骤S2处理后得到的污泥颗粒作为园林绿化有机肥掺辅料使用。
具体的，对于餐饮垃圾厌氧沼渣，还包括以下步骤，
a,对于餐饮垃圾，进行油水分离和破碎分拣制浆处理，分别得到油水混合物和有机浆液，对于油水混合物进行步骤b处理，对于有机浆液进行步骤c处理：
b,对于步骤a中得到的油水混合物，进行油水分离，得到毛油；
c,对于步骤a中得到的有机浆液，进行厌氧发酵，分别得到沼液、沼气和沼渣产物，对于沼渣产物作为步骤S1中的餐饮垃圾厌氧沼渣来料。
具体的，对于步骤S1、S2和c中产生的污水或沼液，分别进入污水处理系统处理。对于步骤c中得到的沼液，部分回流至步骤c中，调节厌氧发酵的pH，提高沼气产量。
具体的，在步骤S1、S2、a和c中，共用一套除臭系统进行负压除臭。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，对城镇污水厂污泥或餐饮垃圾厌氧沼渣来料，采用频率为300MHz～2.4GHz、波长为0.76～1.5μm的亚微波，在0.1～0.3个大气压、温度30～40℃条件下进行干燥处理，得到含水率45～65％的脱水泥饼；
S2，采用循环空气，研磨叶片以500～2000r/min的转速旋转，驱动循环空气在60～80℃下对准步骤S1得到的物料进行热风循环，风量6000～20000Nm3/h，得到含水率10～30％，粒径50～2000μm的污泥。
2.如权利要求1所述的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，其特征在于：所述步骤S2中，将脱水泥饼置于干燥器内，研磨叶片旋转将脱水泥饼初步破碎，同时往干燥器内通入循环空气，循环空气从底部向上对准初步破碎的脱水泥饼进行吹气，泥饼中的水分被释放到空气中，形成水雾，泥饼颗粒和水雾一起随着气流漩涡快速旋转上升，在离心力的作用下，密度较大的水雾被甩出漩涡，脱水泥饼中的水分以水雾的形式被高效分离出来，进入污水处理系统；脱水泥饼中的污泥形成颗粒，经重力分离后收集。
3.如权利要求1所述的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，其特征在于：对于城镇污水厂污泥来料，经步骤S2处理后得到的污泥颗粒作为园林绿化有机肥掺辅料使用。
4.如权利要求1所述的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，其特征在于：还包括以下步骤，
a,对于餐饮垃圾，进行油水分离和破碎分拣制浆处理，分别得到有机浆液和油水混合物，对于油水混合物进行步骤b处理，对于有机浆液进行步骤c处理；
b,对于步骤a中得到的油水混合物，进行油水分离，得到毛油；
c,对于步骤a中得到的有机浆液，进行厌氧发酵，分别得到沼液、沼气和沼渣产物，对于沼渣产物作为步骤S1中的餐饮垃圾厌氧沼渣来料。
5.如权利要求4所述的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，其特征在于：对于步骤S1、S2和c中产生的污水或沼液，分别进入污水处理系统处理。
6.如权利要求4所述的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，其特征在于：对于步骤c中得到的沼液，部分回流至步骤c中，调节厌氧发酵的pH。
7.如权利要求4所述的城镇污水厂污泥与餐饮垃圾厌氧沼渣的干化方法，其特征在于：在步骤S1、S2、a和c中，共用一套除臭系统进行负压除臭。
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