CN108929019A - 一种污泥类危险废物稳定化预处理设备及方法 - Google Patents

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张炜
肖壮波
黄兴
王庆心
武杰
刘潇
杨雪
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Abstract

本发明提供了一种污泥类危险废物稳定化预处理设备及方法，其中，设备包括：加热斗、位于所述加热斗的出料口下方的传送机、位于所述传送机出料端的提升装置、位于所述提升装置出料端的破碎机、位于所述破碎机出料口下方的搅拌反应斗、取料装置和控制器，所述取料装置用于向所述搅拌反应斗内添加配料，所述控制器分别与所述加热斗、传送机、提升装置、破碎机、搅拌反应斗和取料装置电信号连接，控制其动作。本发明，加热斗可以实现污泥减量化，同时，改善污泥结构，使污泥类危险废物破碎、搅拌后与固化剂均匀混合反应，稳定化效果好，具有安全可靠、高效运行的特点，能够满足多种行业产生的污泥类危险废物的稳定化预处理。

Description

一种污泥类危险废物稳定化预处理设备及方法
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其是一种污泥类危险废物稳定化预处理设备及方法。
背景技术
随着社会经济的飞速发展，传统工业行业自身发展的同时也衍生出众多新型工业，经济发展的背后带来了严重的环境污染问题。2010年至2016年，我国的危险废物产量由1587万吨增长到5347.3万吨，其中以污泥类形式出厂的危险废物占据很大的比重。危险废物的主要处理方式为焚烧，但是污泥类的危险废物，由于含水率较高、无机成分高、热值低等原因，难以焚烧彻底还容易产生二次污染，目前国内的污泥类危险废物主要仍以固化/稳定化后安全填埋为主。
污泥类危险废物在安全填埋之前需要进行固化/稳定化预处理，而目前现有的危废稳定化预处理技术包括有药剂稳定化、塑性材料稳定化、水泥稳定化等。污泥类的危险废物一个最大特点就是含水率高，含水率高导致污泥颗粒之间黏性大，与固化剂混合不彻底。目前，污泥类危险废物稳定化预处理效果不好以及效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种污泥类危险废物稳定化预处理设备及方法，提高稳定化预处理效果及效率。
本发明提供了一种污泥类危险废物稳定化预处理设备，包括：加热斗、位于所述加热斗的出料口下方的传送机、位于所述传送机出料端的提升装置、位于所述提升装置出料端的破碎机、位于所述破碎机出料口下方的搅拌反应斗、取料装置和控制器，所述取料装置用于向所述搅拌反应斗内添加配料，所述控制器分别与所述加热斗、传送机、提升装置、破碎机、搅拌反应斗和取料装置电信号连接，控制其动作。
进一步地，还包括位于所述加热斗的进料口上方的进料斗。
进一步地，还包括位于所述搅拌反应斗出料口下方的下料斗。
进一步地，所述加热斗包括一微波加热器，用于使用微波加热所述加热斗内的物质。
进一步地，所述配料包括：药剂、固化剂和水。
进一步地，所述控制器包括一输入单元，用于输入数据。
进一步地，还包括一称量装置，用于称取一定重量的待处理的潮湿的污泥类危险废物并将其投送至所述加热斗中，所述控制器与所述称量装置电连接，用于控制其动作以及获得其称量的重量数据。
本发明还提供了一种污泥类危险废物稳定化预处理方法，使用权利要求上述的污泥类危险废物稳定化预处理设备，包括如下步骤：
A：提供待处理的潮湿的污泥类危险废物和配料；
B：获得所述潮湿的污泥类危险废物和所述配料的混合比例；
C：称取一特定重量的所述潮湿的污泥类危险废物，并投入所述加热斗内；
D：使用所述控制器控制所述加热斗加热一第一特定时间，获得干燥的污泥类危险废物并将其排出至所述传送机上；
E：使用所述控制器控制所述传送机将所述干燥的污泥类危险废物传送至所述提升装置，再由所述提升装置将其提升至所述破碎机内；
F：使用所述控制器控制所述破碎机将所述干燥的污泥类危险废物破碎，获得破碎的污泥类危险废物并将其排出至所述搅拌反应斗内；
G：使用所述控制器依据所述特定重量和所述混合比例，计算得到所需配料的重量，并控制所述取料装置将该重量的配料投送至所述搅拌反应斗内；
H：使用所述控制器控制所述搅拌反应斗将所述破碎的污泥类危险废物和所述配料搅拌一第二特定时间后排出。
进一步地，所述步骤B中所述配料包括：药剂、固化剂和水。
进一步地，所述步骤B中，通过试验获得所述潮湿的污泥类危险废物和所述配料的混合比例。
本发明提供的污泥类危险废物稳定化预处理设备及方法,综合了自动化控制的污泥类危险废物加热干燥、破碎、输送、稳定化于一体的预处理设备与方法，可在一条生产线上实现减量化、破碎、搅拌、反应、固化稳定化的效果。在加热斗中可以实现污泥减量化，使用微波加热，水分子是极性分子，对微波的吸收能力较好，电磁场释放的能量大多被水分子吸收并转化为汽化潜热，微波加热属于内部加热，能够在较短的时间完成整个加热和干燥过程。同时微波处理能够改善污泥结构，使污泥类的危险废物破碎、搅拌后与固化剂均匀混合反应，稳定化效果好，具有安全可靠、高效运行的特点，能够满足多种行业产生的污泥类危险废物的稳定化预处理。
附图说明
图1是本发明污泥类危险废物稳定化预处理设备的结构示意图。
图中，1.进料斗，2.加热斗，3.传送机，4.提升装置，5.破碎机，6.搅拌反应斗，7.取料装置，8.下料斗，9.控制器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本实施例提供一种污泥类危险废物稳定化预处理设备，如图1所示，包括：加热斗2、位于所述加热斗1的出料口下方的传送机3、位于所述传送机3出料端的提升装置4、位于所述提升装置4出料端的破碎机5、位于所述破碎机5出料口下方的搅拌反应斗6、取料装置7和控制器9，所述取料装置7用于向所述搅拌反应斗6内添加配料，所述控制器9分别与所述加热斗2、传送机3、提升装置4、破碎机5、搅拌反应斗6和取料装置7电信号连接，控制其动作。
本实施例的预处理设备综合了干燥装置、输送装置、破碎装置、稳定化装置于一体，并可自动化控制，使污泥类的危险废物的预处理效率高。将污泥类的危险废物干燥后再处理，可以大大降低其体积，例如含水率从80％降到60％，就可以节约一半的容积，减少了后续的工作量，提高了工作效率。
以下，举一例说明干燥污泥类危险废物的成本以及干燥后污泥类危险废物的体积减少量：
某电子公司产生含铅酸性污泥，该污泥类危险废物主要是由线路板制造过程产生，污泥类危险废物含水率65％，含铅量为4.5mg/L，m(污泥类危险废物)：m(药剂)：m(固化剂)：m(水)＝1:0.03:0.15：0.08；药剂为硫脲和氢氧化钠，固化剂为70％的32.5号硅酸盐水泥和30％的粉煤灰，破碎机5每个周期工作3～5min，搅拌反应斗6的每个周期工作8min；经过预处理后测得含铅量降到1.5mg/L，稳定化效果好。在加热斗1处理后，含水率降到60％，以1kg的污泥量进行计算，污泥的起始温度为20℃，干燥中将温度选在100℃，计算过程忽略固体物质的比热，微波加热斗的能量利用率η取90％。需要的能耗为：
污泥类危险废物升温所需要的热量W1＝4200*65％*(100-20)＝218.4kJ；
水分蒸发所需要的热量W2＝2257*(1000-1000*35％/40％)＝282.1kJ；
总的有效能量W＝W1+W2＝500.5kJ；
总能耗W0＝W/η＝556.1kJ；
每度电按照1.2元收费，则加热斗将污泥类危险废物含水率从65％降到60％所需的电费N＝(W0/3600)*1.2＝0.1854元；
加热后的污泥类危险废物的体积V2与加热前的体积V1比值：V2/V1＝(100-65)/(100-60)＝0.875，即污泥类危险废物的体积减小12.5％。
由该例可知，使用较小的成本，实现了污泥类危险废物的干燥及减小体积。
本实施例的一可选实施方式中，还包括位于所述加热斗2的进料口上方的进料斗。
本实施例的一可选实施方式中，还包括位于所述搅拌反应斗6出料口下方的下料斗8。
本实施例的一可选实施方式中，所述加热斗2包括一微波加热器，用于使用微波加热所述加热斗内的物质。水分子是极性分子，对微波的吸收能力较好，电磁场释放的能量大多被水分子吸收并转化为汽化潜热，微波加热属于内部加热，能够在较短的时间完成整个加热和干燥过程，提高干燥效率，另外，微波处理能够改善污泥结构，使污泥类的危险废物破碎、搅拌后与固化剂均匀混合反应，稳定化效果好，具有安全可靠、高效运行的特点，能够满足多种行业产生的污泥类危险废物的稳定化预处理。
本实施例的一可选实施方式中，所述配料包括：药剂、固化剂和水。固化剂主要成分为水泥和粉煤灰，药剂主要成分为硫脲和氢氧化钠。
本实施例的一可选实施方式中，所述控制器包括一输入单元，用于输入数据。该数据包括：污泥类危险废物和配料的混合比例、加热斗2的加热时间、搅拌反应斗6的搅拌时间和破碎机5的破碎时间，其中，加热斗2的加热时间由待处理的污泥类危险废物的含水率决定，破碎时间要根据进场污泥类危险废物的颗粒大小决定。
本实施例的一可选实施方式中，所述控制器包括一显示单元，药剂、固化剂和水的剩余量有实时监控，显示在显示单元上，另外，设备内各部件的故障指示也会显示于所述显示单元上。
本实施例的一可选实施方式中，还包括一称量装置(图未示)，用于称取一定重量的待处理的潮湿的污泥类危险废物并将其投送至所述加热斗2中，所述控制器9与所述称量装置电连接，用于控制其动作以及获得其称量的重量数据。
本发明还提供了一种污泥类危险废物稳定化预处理方法，使用上述任一实施方式的的污泥类危险废物稳定化预处理设备，包括如下步骤：
A：提供待处理的潮湿的污泥类危险废物和配料；
B：获得所述潮湿的污泥类危险废物和所述配料的混合比例；
C：称取一特定重量的所述潮湿的污泥类危险废物，并投入所述加热斗2内；
D：使用所述控制器9控制所述加热斗2加热一第一特定时间，获得干燥的污泥类危险废物并将其排出至所述传送机3上；
E：使用所述控制器9控制所述传送机3将所述干燥的污泥类危险废物传送至提升装置4，再由提升装置4将其提升至所述破碎机5内；
F：使用所述控制器9控制所述破碎机5将所述干燥的污泥类危险废物破碎，获得破碎的污泥类危险废物并将其排出至所述搅拌反应斗6内；
G：使用所述控制器9依据所述特定重量和所述混合比例，计算得到所需配料的重量，并控制所述取料装置将该重量的配料投送至所述搅拌反应斗6内；
H：使用所述控制器9控制所述搅拌反应斗6将所述破碎的污泥类危险废物和所述配料搅拌一第二特定时间后排出。
进一步地，所述步骤B中所述配料包括：药剂、固化剂和水。
进一步地，所述步骤B中，通过试验获得所述潮湿的污泥类危险废物和所述配料的混合比例。
本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种污泥类危险废物稳定化预处理设备，其特征在于，包括：加热斗、位于所述加热斗的出料口下方的传送机、位于所述传送机出料端的提升装置、位于所述提升装置出料端的破碎机、位于所述破碎机出料口下方的搅拌反应斗、取料装置和控制器，所述取料装置用于向所述搅拌反应斗内添加配料，所述控制器分别与所述加热斗、传送机、提升装置、破碎机、搅拌反应斗和取料装置电信号连接，控制其动作。
2.如权利要求1所述的污泥类危险废物稳定化预处理设备，其特征在于，还包括位于所述加热斗的进料口上方的进料斗。
3.如权利要求1所述的污泥类危险废物稳定化预处理设备，其特征在于，还包括位于所述搅拌反应斗出料口下方的下料斗。
4.如权利要求1所述的污泥类危险废物稳定化预处理设备，其特征在于，所述加热斗包括一微波加热器，用于使用微波加热所述加热斗内的物质。
5.如权利要求1所述的污泥类危险废物稳定化预处理设备，其特征在于，所述配料包括：药剂、固化剂和水。
6.如权利要求1所述的污泥类危险废物稳定化预处理设备，其特征在于，所述控制器包括一输入单元，用于输入数据。
7.如权利要求1所述的污泥类危险废物稳定化预处理设备，其特征在于，还包括一称量装置，用于称取一定重量的待处理的潮湿的污泥类危险废物并将其投送至所述加热斗中，所述控制器与所述称量装置电连接，用于控制其动作以及获得其称量的重量数据。
8.一种污泥类危险废物稳定化预处理方法，其特征在于，使用权利要求1～7任一所述的污泥类危险废物稳定化预处理设备，包括如下步骤：
A：提供待处理的潮湿的污泥类危险废物和配料；
B：获得所述潮湿的污泥类危险废物和所述配料的混合比例；
C：称取一特定重量的所述潮湿的污泥类危险废物，并投入所述加热斗内；
D：使用所述控制器控制所述加热斗加热一第一特定时间，获得干燥的污泥类危险废物并将其排出至所述传送机上；
E：使用所述控制器控制所述传送机将所述干燥的污泥类危险废物传送至所述提升装置，再由所述提升装置将其提升至所述破碎机内；
F：使用所述控制器控制所述破碎机将所述干燥的污泥类危险废物破碎，获得破碎的污泥类危险废物并将其排出至所述搅拌反应斗内；
G：使用所述控制器依据所述特定重量和所述混合比例，计算得到所需配料的重量，并控制所述取料装置将该重量的配料投送至所述搅拌反应斗内；
H：使用所述控制器控制所述搅拌反应斗将所述破碎的污泥类危险废物和所述配料搅拌一第二特定时间后排出。
9.如权利要求8所述的污泥类危险废物稳定化预处理方法，其特征在于，所述步骤B中所述配料包括：药剂、固化剂和水。
10.如权利要求8所述的污泥类危险废物稳定化预处理方法，其特征在于，所述步骤B中，通过试验获得所述潮湿的污泥类危险废物和所述配料的混合比例。
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