CN108996887A - 一种浓缩污泥水热处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浓缩污泥水热处理方法与系统，涉及环保技术领域。本发明的浓缩污泥水热处理方法包括：收集浓缩污泥，利用泄放蒸汽的一级预升温后过滤，随后作为冷源介质经换热器换热进行二级预升温后进行水热反应；水热后回收泄放的水热蒸汽作为一级预升温热源，回收液体物料作为热源介质经换热器冷却后收集处理。该系统与上述方法配合使用。本发明将浓缩污泥进行过滤及二级预升温后进行水热反应，避免预脱水，节约处理程序；充分利用水热反应后的高温物料的余热，节约能源，提高水热反应效率；尤其适用于小规模、浓缩污泥处理；其系统结构简单、占地面积小，节约设备和运行成本，尤其适用于用地紧张的小规模的污水处理企业。

Description

一种浓缩污泥水热处理方法及系统

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是一种浓缩污泥水热处理方法及系统。

背景技术

随着我们城市化进程的不断加快，产生的城市污染物越来越多，对这些污染物的无害化处理成为一个亟待解决的问题。城市污泥含水量高，有机质含量高，简单的填埋、干化、焚烧、土地回用等处理技术均难以兼顾环境保护、资源利用和处理成本等方面的要求而受到限制。污泥厌氧消化产气被认为是最有前途的污泥处理技术而在我国广泛推广，但实践表明，直接以污泥为原料的消化工艺产气率低、停留时间长、社会经济效益不明显。所以污泥通常需要进行预处理后再进行厌氧消化。

污水厂低浓度的浓缩污泥通常先进行常规脱水处理，形成脱水泥饼再送至污泥水热处理等后续工艺，泥饼需再进行浆化调质等预处理。但是对于一些低浓度污泥，其含水量高达97%，泥砂含量较低（一般污泥含水量为80%左右，泥砂含量高），若将其进行预脱水，增加处理程序，提高设备投资成本，增加能源消耗，并且意义不大。

发明内容

本发明的第一发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种浓缩污泥水热处理方法，该方法将浓缩污泥进行过滤后进行两级预升温，然后进行水热反应，避免了预脱水，节约处理程序以及设备投资成本，同时回收余热、降低能耗，尤其适用于小规模、低浓度污水处理。

本发明的第二发明目的在于，提供一种浓缩污泥水热处理系统，该系统结构简单、处理效率高、占地面积小，尤其适用于用地紧张的小规模的污水处理企业。

本发明采用的技术方案如下：

一种浓缩污泥水热处理方法，其包括如下步骤：

（1）收集浓缩污泥，利用回收的泄放蒸汽进行一级预升温后过滤；

（2）经过滤的污泥作为冷源介质经换热器换热后进行水热反应；

（3）水热反应后回收泄放的水热蒸汽作为一级预升温热源对浓缩污泥进行预热，回收液体物料作为热源介质经换热器冷却后收集处理。

本发明的一种浓缩污泥水热处理方法，所述浓缩污泥的含水量为93-98%。

由于采用了上述技术方案，浓缩污泥中污泥含量低，直接过滤后即可达到水热反应用水标准，省去预脱水步骤，节约处理程序。浓缩污泥在污泥浓缩池、换热器中分别进行一级预热和二级预热后进行水热反应，能有效提高水热反应效率，从而提高整体处理效率。同时，回收热水反应产生的蒸汽预热物料，利用水热反应后的液体物料作为换热器的热源介质，充分利用水热反应的余热，节约能源。

本发明的一种浓缩污泥水热处理方法，浓缩污泥过滤的滤径为8-12mm。

本发明的一种浓缩污泥水热处理方法，浓缩污泥经换热后，温度为130-160℃。

本发明的一种浓缩污泥水热处理方法，水热反应过程中，向物料中投入水热调质剂，所述水热调质剂按质量份数计包括：仲辛基酚聚氧乙烯醚38-45份，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚25-32份，聚合硫酸铁16-24份，乙二醇单丁醚12-15份，N,N-间苯双马来酰亚胺12-15份，硫酸镁6-10份，磷酸钠5-8份。

本发明的一种浓缩污泥水热处理方法，所述水热调质剂与水热物料的质量之比为1:120-150。

由于采用了上述技术方案，该调质剂耐高温，在高温下的调质效果好，促进浓缩污泥的预处理效果。

本发明的一种浓缩污泥水热处理方法，热水反应的热源为饱和蒸汽，反应温度为180-200℃；经换热后，热源介质降温至50-60℃。

由于采用了上述技术方案，收集水热反应过程产生的热蒸汽作为水热反应的热源，有利于进一步节约能耗。

一种浓缩污泥水热处理系统，其包括依次连接的污泥浓缩池、过滤器、换热器和水热反应器，换热器具有冷源介质出口和入口和热源介质出口和入口，冷源介质出口连接至水热反应器，冷源介质入口连接至过滤器；水热反应器具有物料进口，蒸汽出口和液体出口，物料进口连接至换热器的冷源介质出口，液体出口连接至换热器的热源介质进口，热源介质出口连接有缓冲池；水热反应器设置有热源入口，蒸汽出口连接至污泥浓缩池。

本发明的一种浓缩污泥水热处理方法，所述水热反应器外壁设置有热源导管，所述热源导管与所述热源进口连通，所述热源导管沿所述水热反应器均匀螺旋排布，导热管上设置有均匀排布的通孔，热源导管端部设置有热源出口。

由于采用了上述技术方案，有利于对水热反应器中的物料进行均匀加热。

本发明的一种浓缩污泥水热处理方法，所述热源导管外层设置有保温层。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明提供一种浓缩污泥水热处理方法及系统，该方法将浓缩污泥直接过滤后进行换热预升温，随后进行水热反应，首先省去预脱水步骤，节约处理程序；其次，浓缩污泥在污泥浓缩池、换热器中分别进行一级预热和二级预热后进行水热反应，能有效提高水热反应效率，从而提高整体处理效率；第三，回收热水反应产生的蒸汽预热物料，利用水热反应后的液体物料作为换热器的热源介质，充分利用水热反应的预热，节约能源。该方法该系统与上述方法配合使用，尤其适用于小规模、低浓度污水处理，同时该系统结构简单、占地面积小，节约设备和运行成本，尤其适用于用地紧张的小规模的污水处理企业。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明提供的浓缩污泥水热处理系统的构成示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种浓缩污泥水热处理系统，其包括依次连接的浓缩污泥池1、过滤器2、换热器3和水热反应器4。换热器3还连接有厌氧缓冲池5。

浓缩污泥池1用于收集存放浓缩污泥。浓缩污泥池1与过滤器2之间设置有供料泵11以将浓缩污泥池1中的浓缩污泥输送至过滤2中进行过滤。过滤器2截留污泥中的颗粒、纤维、毛发等杂质，防止堵塞换热器3。换热器3可选用现有技术中的螺旋板换热器或套管换热器。

换热器3具有冷源介质出口和冷源基质入口，同时具有热源介质出口和热源基质入口。冷源介质出口连接至水热反应器4，冷源介质入口连接至过滤器。热源介质进口连接至水热反应器4，热源介质出口连接至厌氧缓冲池5。

水热反应器4为一个中空的罐体结构。水热反应器4内部设置有搅拌器41，搅拌器41由电机驱动转动对物料进行搅拌。水热反应器4顶部设置有药剂进口42。水热反应器4具有物料进口，液体出口、蒸汽出口和热源进口，物料进口设置于水热反应器顶部，连接至换热器3的冷源介质出口，液体出口设置于水热反应器的底部，连接至换热器3的热源介质进口。蒸汽出口设置于水热反应器顶部，蒸汽出口连接至浓缩污泥池1。

水热反应器4外壁上设置有热源导管43以向水热反应器4提供热源。热源导管43与热源进口连通。热源导管43沿所述水热反应器4均匀螺旋排布。热源导热管43上设置有均匀排布的通孔，热源导管43端部设置有热源出口。热源导管43外层设置有保温层（图未示）。

实施例2

本实施例提供一种浓缩污泥水热处理方法，该方法于实施例1提供的浓缩污泥水热处理系统配合使用，尤其适用于浓缩污泥的水热处理，其包括如下步骤：

步骤一：收集浓缩污泥于浓缩污泥池中，用泄放的水热蒸汽进行一级预升温，随后输送至过滤器中经过滤后作为冷源介质进入换热器，经换热器换热后预升温后进入水热反应器中进行水热反应。

步骤二：水热反应后，回收泄放的水热蒸汽对浓缩污泥进行预热，将液体物料作为热源介质输送至换热器换热冷却后收集处理。

实施例3

本实施例提供一种浓缩污泥水热处理方法，该方法于实施例1提供的浓缩污泥水热处理系统配合使用，尤其适用于浓缩污泥的水热处理，其包括如下步骤：

步骤一：收集含水量为93-98%的污泥于浓缩污泥池中，用泄放水热蒸汽进行一级预升温至50-60℃，随后输送至过滤器中，经滤径为8-12mm的过滤网过滤，随后作为冷源介质进入换热器，经换热器换热后预升温至130-160℃后进入水热反应器中进行水热反应，水热反应的热源为饱和蒸汽，水热反应在搅拌条件下进行，反应温度为180-200℃。

步骤二：水热反应过程中，按照水热调质剂与水热物料的质量之比为1:120-150向反应器中加入水热调质剂，水热调质剂按质量份数计包括：仲辛基酚聚氧乙烯醚38-45份，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚25-32份，聚合硫酸铁16-24份，乙二醇单丁醚12-15份，N,N-间苯双马来酰亚胺12-15份，硫酸镁6-10份，磷酸钠5-8份。

步骤三：水热反应后，回收泄放的水热蒸汽对浓缩污泥进行预热，将液体物料作为热源介质输送至换热器换热冷却至50-60℃，输送至厌氧缓冲池。

实施例4

本实施例提供一种浓缩污泥水热处理方法，该方法于实施例1提供的浓缩污泥水热处理系统配合使用，尤其适用于浓缩污泥的水热处理，其包括如下步骤：

步骤一：收集含水量为93-98%的污泥于浓缩污泥池中，用泄放的水热蒸汽进行一级预升温至50-60℃，随后输送至过滤器中，经滤径为8-12mm的过滤网过滤，随后作为冷源介质进入换热器，经换热器换热后预升温至130-160℃后进入水热反应器中进行水热反应，水热反应的热源为饱和蒸汽，水热反应在搅拌条件下进行，反应温度为180-200℃。

步骤二：水热反应过程中，按照水热调质剂与水热物料的质量之比为1:120-150向反应器中加入水热调质剂，水热调质剂按质量份数计包括：仲辛基酚聚氧乙烯醚38-45份，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚25-32份，聚合硫酸铁16-24份，乙二醇单丁醚12-15份，N,N-间苯双马来酰亚胺12-15份，硫酸镁6-10份，磷酸钠5-8份。

步骤三：水热反应后，回收泄放的水热蒸汽对浓缩污泥进行预热，将液体物料作为热源介质输送至换热器换热冷却至50-60℃，输送至脱水设备中进行脱水。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）收集浓缩污泥，利用回收的泄放水热蒸汽进行一级预升温后过滤；

（2）经过滤的污泥作为冷源介质经换热器换热后进行水热反应；

（3）水热反应后回收泄放的水热蒸汽作为一级升温热源对浓缩污泥进行预热，回收液体物料作为热源介质经换热器冷却后收集处理。

2.根据权利要求1所述的浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，所述浓缩污泥的含水量为93-98%。

3.根据权利要求2所述的浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，浓缩污泥过滤的滤径为8-12mm。

4.根据权利要求3所述的浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，浓缩污泥经一级预热后，温度为50-60℃；浓缩污泥经换热后，温度为130-160℃。

5.根据权利要求1所述的浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，水热反应过程中，向物料中投入水热调质剂，所述水热调质剂按质量份数计包括：仲辛基酚聚氧乙烯醚38-45份，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚25-32份，聚合硫酸铁16-24份，乙二醇单丁醚12-15份，N,N-间苯双马来酰亚胺12-15份，硫酸镁6-10份，磷酸钠5-8份。

6.根据权利要求5所述的浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，所述水热调质剂与水热物料的质量之比为1:120-150。

7.根据权利要求5所述的浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，热水反应的热源为饱和蒸汽，反应温度为180-200℃；经换热后，热源介质降温至50-60℃。

8.一种浓缩污泥水热处理系统，其特征在于，其包括依次连接的污泥浓缩池、过滤器、换热器和水热反应器，换热器具有冷源介质出口和入口和热源介质出口和入口，冷源介质出口连接至水热反应器，冷源介质入口连接至过滤器；水热反应器具有物料进口、液体出口、蒸汽出口和热源进口，物料进口连接至换热器的冷源介质出口，液体出口连接至换热器的热源介质进口，热源介质出口连接有厌氧缓冲池；水热反应器设置有热源入口，蒸汽出口连接至浓缩污泥池。

9.根据权利要求8所述的浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，所述水热反应器外壁设置有热源导管，所述热源导管与所述热源进口连通，所述热源导管沿所述水热反应器均匀螺旋排布，热源导管上设置有均匀排布的通孔，热源导管端部设置有热源出口。

10.根据权利要求9所述的浓缩污泥水热处理方法，其特征在于，所述热源导管外层设置有保温层。