CN109052902A - 一种利用隧道窑余热干化污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,该方法为:将污泥送入污泥蒸汽破壁系统中,充入蒸汽压力不低于0.4MPa,保压时间20h后完成破壁,破壁后送入絮凝池,添加无机絮凝剂机械搅拌后,静停后完成絮凝;再送入沉淀池沉淀,去除上层的液体得到沉淀污泥,将沉淀污泥送入密闭储罐中进行厌氧除臭,得到无味的沉淀污泥;五、将无味的沉淀污泥进行机械脱水,最后经隧道窑余热干化系统进行干化,得到干化污泥。本发明可利用隧道窑炉的余热用于干化污泥,创新地将污泥处理企业和烧结建材企业联系成为一个完整的污泥消纳产业链,干化的污泥可作为烧结墙体材料生产线提供合格的原材料。

Description

一种利用隧道窑余热干化污泥的方法
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域,具体涉及一种利用隧道窑余热干化污泥的方法。
背景技术
目前我国在污泥处理过程中产生大量污泥,预计污泥年产量(含水量80wt%)将高达5000万吨。污泥问题已成为污泥处理领域的瓶颈。与国外发达国家相比,我国的污泥成分因地域差异较大,个别地域泥砂和重金属含量相对较高、有机质含量少,致使污泥厌氧发酵产气率低、焚烧处理热值偏低、土地利用环境风险大。
开发适合我国污泥泥质特征的污泥处理处置与资源化技术意义重大。污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化。减量化、稳定化、无害化处理是资源化利用的基础,目前这些前段处理主要有干化、焚烧等处理方式,后端资源化利用方面能与前端形成产业链的任然只有是堆肥这一种方式。从污泥的消纳量、能耗和环境安全等方面看,这种方式仍然存在着很大的局限性。
目前全国各地区都在探索污泥制备烧结墙体材料的方法,集中问题在于污泥的参配量难以提升,这一技术问题的瓶颈在于污泥干化,干化后的污泥能够用于作为制备墙体材料的原料;另外由于没有一套完整的技术体系,污泥处理企业和烧结墙材企业在这一领域大多是各自为战;如果要实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化处理,必须探索出一条路线使这两个行业能够有机结合形成新的产业链模式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供了一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,该方法能利用隧道窑炉内产生的余热(蒸汽)干化污泥,创新地将污泥处理企业和烧结建材企业联系成为一个完整的污泥消纳产业链,通过蒸汽破壁、絮凝、沉淀、除臭、机械脱水和低温干化用于制备干化污泥,干化污泥可作为烧结墙体材料生产线提供合格的原材料。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、蒸汽破壁:含水量不低于80wt%的污泥经污泥蒸汽破壁系统进行破壁充入蒸汽压力不低于0.4MPa,保压时间20h后完成破壁,排出污泥;
步骤二、絮凝:将步骤一中破壁结束后排出的污泥送入絮凝池,添加无机絮凝剂,并机械搅拌后,静停后完成絮凝;
步骤三、沉淀:将步骤二絮凝完成的污泥送入沉淀池沉淀,去除上层的液体得到沉淀污泥;
步骤四、除臭:将步骤三中得到的沉淀污泥送入密闭储罐中进行厌氧除臭,得到无味的沉淀污泥;
步骤五、脱水:将步骤四中得到的无味的沉淀污泥进行机械脱水,保证脱水后的沉淀污泥的含水量不高于60wt%;
步骤六、热干化:将完成步骤六中机械脱水后的沉淀污泥经隧道窑余热干化系统进行干化,得到干化污泥。
上述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,所述无机絮凝剂的添加量为破壁后排出的污泥质量的1%~2%。
上述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,步骤一中所述污泥蒸汽破壁系统包括多个相互串联的污泥储存罐和为所述污泥储存罐供气升高罐压的供气单元,所述供气单元连接有送气主管,所述送气主管通过多个送气支管分别与每一个泥储存罐连接,所述泥储存罐的顶部开设有污泥入口,所述泥储存罐的底部开设有污泥出口,所述泥储存罐上设置有用于测量罐内的压强的压力表;多个所述污泥储存罐通过连通管连通,所述连通管上设置有第二阀门。
上述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,所述泥储存罐和送气支管的数量均为2个。
上述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,步骤二所述无机絮凝剂添加量为污泥中干基重量的5%~10%。
上述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,步骤六所述隧道窑污泥干化系统包括设置在污泥干化车间的污泥上料皮带机和污泥下料皮带机,以及设置在污泥上料皮带机和污泥下料皮带机之间的干化带式传输机,所述上料皮带机上设置有污泥下料挡板,所述干化带式传输机的正上方设置有输热风管,所述输热风管上设置有多个输热孔,所述输热风管与换热器连接,所述换热器通过管道与用于收集隧道窑的低温带蒸汽的送热风机连接,所述污泥干化车间内设置有用于排出干化过程中所产生的潮湿水汽的散热管道。
上述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,所述输热风管连续弯曲布设在干化带式传输机的正上方,连续弯曲设置输热风管能够最大化地将隧道窑中的蒸汽输至给带式传输机用于干化污泥。
上述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,所述隧道窑污泥干化系统还包括用于测量传感器距离污泥下料皮带机距离的距离传感器和控制器,所述距离传感器安装在干化带式传输机的皮带上,所述距离传感器与控制器的输入端连接,所述控制器的输出端分别与干化带式传输机的开关一、污泥上料皮带机的开关二和污泥下料皮带机的开关三连接。
上述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法步骤五中所述机械脱水采用板框压滤、厢式压滤、带式压滤或叠螺式压滤。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明在污泥干化过程中运用了蒸汽破壁技术对污泥进行污泥破壁处理有效的减少了絮凝过程中絮凝剂的使用,能够减低成本。
2、本发明的蒸汽破壁和低温干化的蒸汽均来自隧道窑,这个方法能耗低,并且本发明将污泥处理产业和制备烧结砖产业有机的联系在了一起,为污泥资源化利用提供了一套完整高效的技术路线。
3、本发明所用污泥蒸汽破壁系统具有多个串联连接的污泥储存罐,污泥破壁的效率得以提高,能够提供污泥干化的效率。
4、本发明的隧道窑污泥干化系统干化污泥的自动化程度高,能够与隧道窑结合,大大提高干化污泥的效率,而且无需另外供应能源,可综合利用隧道窑中的多余的蒸汽用于干化污泥,该过程绿色环保,符合当前环保要求。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明污泥蒸汽破壁系统的结构示意图。
图2是本发明隧道窑污泥干化系统的结构示意图。
图3是本发明隧道窑污泥干化系统的电路原理框图。
附图标记说明:
1—污泥储存罐; 2—供气单元; 3—送气主管;
4—送气支管; 5—连通管; 6—压力表;
7—污泥入口; 8—污泥出口; 9—第一阀门;
10—第二阀门; 11—污泥上料皮带机; 12—污泥下料皮带机;
13—污泥下料挡板; 14—距离传感器; 15—干化带式传输机;
16—输热风管; 17—隧道窑; 18—换热器;
19—送热风机。 20—控制器; 21—开关一;
22—开关二; 23—开关三。
具体实施方式
实施例1
本实施例利用隧道窑余热干化污泥的方法包括以下步骤:
步骤一、蒸汽破壁:将含水量为80%wt的污泥送入污泥蒸汽破壁系统中,充入蒸汽压力为0.5MPa,保压时间20h后完成破壁,排出污泥;充入的蒸汽可使用由隧道窑引出的蒸汽,能节约能源;
步骤二、絮凝:将步骤一中破壁结束后排出的污泥送入絮凝池,添加无机絮凝剂,并机械搅拌后,静停后完成絮凝;所述无机絮凝剂的添加量为破壁后排出的污泥质量的1.5%;所述无机絮凝剂为聚合氯化铝;
步骤三、沉淀:将步骤二絮凝完成的污泥送入沉淀池沉淀,去除上层的液体得到沉淀污泥;
步骤四、除臭:将步骤三中得到的沉淀污泥送入密闭储罐中进行厌氧除臭,得到无味的沉淀污泥;
步骤五、脱水:将步骤四中得到的无味的沉淀污泥进行机械脱水,保证脱水后的沉淀污泥的含水量不高于60wt%;
步骤六、热干化:将完成步骤六中机械脱水后的沉淀污泥经隧道窑余热干化系统进行干化,得到干化污泥。
如图1所示,本实施例中,步骤一中所述污泥蒸汽破壁系统包括多个相互串联的污泥储存罐1和为所述污泥储存罐1供气升高罐压的供气单元2,所述供气单元2连接有送气主管3,所述送气主管3通过多个送气支管4分别与每一个泥储存罐1连接,所述送气支管4上均设置有第一阀门9,所述泥储存罐1的顶部开设有污泥入口7,所述泥储存罐1的底部开设有污泥出口8,所述泥储存罐1上设置有用于测量罐内的压强的压力表6;多个所述污泥储存罐1通过连通管5连通,所述连通管5上设置有第二阀门10。
本实施例中,所述泥储存罐1和送气支管4的数量均为2个,分别标记为1#污泥储存罐和2#污泥储存罐。
本实施例中,所述污泥蒸汽破壁系统的工作原理为:将含水量为80wt%的污泥从污泥入口送入1#污泥储存罐,同时关闭1#污泥储存罐的污泥入口7、污泥出口8和第二阀门10,然后打开与1#污泥储存罐连接的第一阀门9,给1#污泥储存罐通入蒸汽待罐内压力达到0.5MPa时关闭与1#污泥储存罐连接的第一阀门9进行保压。在1#污泥储存罐保压期间将含水量为于80%的污泥充入2#污泥储存罐中,并关闭2#污泥储存罐的污泥入口7和污泥出口8,以及保持第一阀门9和第二阀门10均为关闭状态,待1#污泥储存罐保压20h后,打开第二阀门10卸压1#污泥储存罐的罐压(此过程也是对2#污泥储存罐进行加压),待1#污泥储存罐和2#污泥储存罐的罐内压力平衡后,关闭第二阀门10,打开1#污泥储存罐的污泥出口8完成破壁并排出破壁后的污泥,同时打开与2#污泥储存罐连接的第一阀门9,给2#污泥储存罐补充蒸汽至0.5MPa后关闭与2#污泥储存罐连接的第一阀门9保压,保压时间20h,达规定值后完成破壁并排出破壁后的污泥,完成破壁的污泥储存罐立即充入污泥进行下一次破壁操作,可实现连续污泥破壁,该破壁过程中所用的蒸汽可引入隧道窑中的蒸汽。
如图2所示,本实施例中,步骤六中所述隧道窑污泥干化系统包括设置在污泥干化车间的污泥上料皮带机11和污泥下料皮带机12,以及设置在污泥上料皮带机11和污泥下料皮带机12之间的干化带式传输机15,所述上料皮带机11上设置有污泥下料挡板13,所述干化带式传输机15的正上方设置有输热风管16,所述输热风管16上设置有多个输热孔,所述输热风管16与换热器18连接,所述换热器18通过管道与用于收集隧道窑17的低温带蒸汽的送热风机19连接,所述污泥干化车间内设置有用于排出干化过程中所产生的潮湿水汽的散热管道。
如图2所示,本实施例中,所述输热风管16连续弯曲布设在干化带式传输机15的正上方,连续弯曲设置输热风管能够最大化地将隧道窑中的蒸汽输至给带式传输机用于干化污泥。
如图3所示,本实施例中,所述隧道窑污泥干化系统还包括用于测量传感器距离污泥下料皮带机12距离的距离传感器14和控制器20,所述距离传感器14安装在干化带式传输机15的皮带上,所述距离传感器14与控制器20的输入端连接,所述控制器20的输出端分别与干化带式传输机15的开关一21、污泥上料皮带机11的开关二22和污泥下料皮带机12的开关三23连接。设置控制器20与距离传感器14能够实现污泥自动上下料,控制过程为:污泥上料皮带机11将污泥送入干化带式传输机15的皮带上,干化带式传输机15的皮带传动,带动距离传感器14不断靠近污泥下料皮带机12,当距离传感器14距离污泥下料皮带机12最近时,将测量的距离信息传给控制器20,控制器20给开关一21、开关二22和开关三23发出指令,关停干化带式传输机15、污泥上料皮带机11和污泥下料皮带机12,待干化带式传输机15上的污泥干化后,控制器20发出指令,开启干化带式传输机15、污泥上料皮带机11和污泥下料皮带机12,直至距离传感器14再次距离污泥下料皮带机12最近时,控制器20再次控制干化带式传输机15、污泥上料皮带机11和污泥下料皮带机12关停,则实现污泥自动上下料。
本实施例中,所述隧道窑污泥干化系统污泥干活车间污泥的干化过程为:完成步骤六中机械脱水后的沉淀污泥由污泥上料皮带机11送入干化带式传输机15上,送至干化带式传输机15上的污泥采用来自隧道窑20的低温带的蒸汽用于干燥污泥,蒸汽由换热器18和送热风机19输送至干化带式传输机上,蒸汽促使污泥中的水分蒸发,水蒸气经散热管道排出,最后得到干化污泥。
本实施例中,步骤五中所述机械脱水采用板框压滤、厢式压滤、带式压滤或叠螺式压滤,该脱水方式简单,能够很好的脱除污泥中的水分,有利于快速地实现低温干化污泥。
本实施例制备的干化污泥无臭味,含水量低于3wt%,可作为原材料应用于墙体砖材料的制备中。并且本发明的干化污泥的方法中利用了隧道窑中排出的多余的热量(蒸汽),能够综合利用能源,将污泥处理企业和烧结建材企业联系成为一个完整的污泥消纳产业链,有利于推动行业的发展。
实施例2
本实施例利用隧道窑余热干化污泥的方法包括以下步骤:
步骤一、蒸汽破壁:含水量不低于80wt%的污泥经污泥蒸汽破壁系统进行破壁充入蒸汽压力不低于0.4MPa,保压时间20h后完成破壁,排出污泥;
步骤二、絮凝:将步骤一中破壁结束后排出的污泥送入絮凝池,添加无机絮凝剂,并机械搅拌后,静停后完成絮凝;所述无机絮凝剂的添加量为破壁后排出的污泥质量的1%;
步骤三、沉淀:将步骤二絮凝完成的污泥送入沉淀池沉淀,去除上层的液体得到沉淀污泥;
步骤四、除臭:将步骤三中得到的沉淀污泥送入密闭储罐中进行厌氧除臭,得到无味的沉淀污泥;
步骤五、脱水:将步骤四中得到的无味的沉淀污泥进行机械脱水,保证脱水后的沉淀污泥的含水量为50wt%;
步骤六、热干化:将完成步骤六中机械脱水后的沉淀污泥经隧道窑余热干化系统进行干化,得到干化污泥。
本实施例制备的干化污泥无臭味,含水量低于3wt%,可作为原材料应用于墙体砖材料的制备中。
本实施例中,所述污泥蒸汽破壁系统和隧道窑余热干化系统均与实施例1中所述的污泥蒸汽破壁系统和隧道窑余热干化系统相同。
实施例3
本实施例利用隧道窑余热干化污泥的方法包括以下步骤:
步骤一、蒸汽破壁:含水量不低于80wt%的污泥经污泥蒸汽破壁系统进行破壁充入蒸汽压力不低于0.4MPa,保压时间20h后完成破壁,排出污泥;
步骤二、絮凝:将步骤一中破壁结束后排出的污泥送入絮凝池,添加无机絮凝剂,并机械搅拌后,静停后完成絮凝;所述无机絮凝剂的添加量为破壁后排出的污泥质量的2%;
步骤三、沉淀:将步骤二絮凝完成的污泥送入沉淀池沉淀,去除上层的液体得到沉淀污泥;
步骤四、除臭:将步骤三中得到的沉淀污泥送入密闭储罐中进行厌氧除臭,得到无味的沉淀污泥;
步骤五、脱水:将步骤四中得到的无味的沉淀污泥进行机械脱水,保证脱水后的沉淀污泥的含水量为45wt%;
步骤六、热干化:将完成步骤六中机械脱水后的沉淀污泥经隧道窑余热干化系统进行干化,得到干化污泥。
本实施例制备的干化污泥无臭味,含水量低于3wt%,可作为原材料应用于墙体砖材料的制备中。
本实施例中,所述污泥蒸汽破壁系统和隧道窑余热干化系统均与实施例1中所述的污泥蒸汽破壁系统和隧道窑余热干化系统相同。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、蒸汽破壁:将含水量不低于80wt%的污泥送入污泥蒸汽破壁系统中,在污泥蒸汽破壁系统内蒸汽压力不低于0.4MPa的条件下进行20h的破壁,破壁结束后排出污泥;
步骤二、絮凝:将步骤一中排出的污泥送入絮凝池,添加无机絮凝剂,并机械搅拌后,静停后完成絮凝;
步骤三、沉淀:将步骤二絮凝完成后的污泥送入沉淀池沉淀,沉淀后沉淀池中产生分层,去除上层的液体得到沉淀污泥;
步骤四、除臭:将步骤三中得到的沉淀污泥送入密闭储罐中进行厌氧除臭,得到无味的沉淀污泥;
步骤五、脱水:将步骤四中得到的无味的沉淀污泥进行机械脱水,保证脱水后的沉淀污泥的含水量不高于60wt%;
步骤六、热干化:将完成步骤六中机械脱水后的沉淀污泥经隧道窑余热干化系统进行干化,得到干化污泥。
2.根据权利要求1所述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,步骤二中所述无机絮凝剂的添加量为破壁后排出的污泥质量的1%~2%。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,步骤一中所述污泥蒸汽破壁系统包括多个相互串联的污泥储存罐(1)和为所述污泥储存罐(1)供气升高罐压的供气单元(2),所述供气单元(2)连接有送气主管(3),所述送气主管(3)通过多个送气支管(4)分别与每一个泥储存罐(1)连接,所述送气支管(4)上均设置有第一阀门(9),所述泥储存罐(1)的顶部开设有污泥入口(7),所述泥储存罐(1)的底部开设有污泥出口(8),所述泥储存罐(1)上设置有用于测量罐内的压强的压力表(6);多个所述污泥储存罐(1)通过连通管(5)连通,所述连通管(5)上设置有第二阀门(10)。
4.根据权利要求3所述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,所述泥储存罐(1)和送气支管(4)的数量均为2个。
5.根据权利要求1所述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,步骤二所述无机絮凝剂添加量为污泥中干基重量的5%~10%。
6.根据权利要求1或2所述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,步骤六所述隧道窑污泥干化系统包括设置在污泥干化车间的污泥上料皮带机(11)和污泥下料皮带机(12),以及设置在污泥上料皮带机(11)和污泥下料皮带机(12)之间的干化带式传输机(15),所述上料皮带机(11)上设置有污泥下料挡板(13),所述干化带式传输机(15)的正上方设置有输热风管(16),所述输热风管(16)上设置有多个输热孔,所述输热风管(16)与换热器(18)连接,所述换热器(18)通过管道与用于收集隧道窑(17)的低温带蒸汽的送热风机(19)连接,所述污泥干化车间内设置有用于排出干化过程中所产生的潮湿水汽的散热管道。
7.根据权利要求6所述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,所述输热风管(16)连续弯曲布设在干化带式传输机(15)的正上方。
8.根据权利要求7所述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,所述隧道窑污泥干化系统还包括用于测量传感器距离污泥下料皮带机(12)距离的距离传感器(14)和控制器(20),所述距离传感器(14)安装在干化带式传输机(15)的皮带上,所述距离传感器(14)与控制器(20)的输入端连接,所述控制器(20)的输出端分别与干化带式传输机(15)的开关一(21)、污泥上料皮带机(11)的开关二(22)和污泥下料皮带机(12)的开关三(23)连接。
9.根据权利要求1所述的一种利用隧道窑余热干化污泥的方法,其特征在于,步骤五中所述机械脱水采用板框压滤、厢式压滤、带式压滤或叠螺式压滤。
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