CN110066095A - 一种市政污泥低温干化处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种市政污泥低温干化处理系统，包括：污泥机械浓缩单元，用于通过添加物B1对市政污泥A0进行机械浓缩处理，得到污泥A1和上清液C1；污泥调理单元，用于通过添加物B2对污泥A1进行调理，得到污泥A2；板框压滤单元，用于对污泥A2进行压滤脱水处理，得到污泥A3‑1、A3‑2和上清液C3；低温冷凝干化单元，用于对污泥A3‑1进行低温冷凝干化处理，得到污泥A4和低温冷凝水C4；以及污泥料仓单元，用于对污泥A3‑2和污泥A4进行混合和缓存，得到污泥A5。高效、彻底、环保、低成本、资源循环利用，并且节约土地。

Description

一种市政污泥低温干化处理系统

技术领域

本发明涉及污泥处理系统，尤其涉及到一种市政污泥低温干化处理系统。

背景技术

城市污水经生物、化学等一系列方法处理达标后才能排放到自然水体中，生化法处理污水时会产生大量的剩余污泥，其大都含有重金属、病原菌、病毒微生物等，其主要特性表现为容易腐化发臭、含水率高(96％～99％及以上)、有机质含量较高、颗粒较细、呈胶体状的亲水性污泥，很难通过自然沉降进行固液分离。如不及时有效的脱水处理，会带来严重的二次污染。

目前最为常用的污泥处理系统的处理工艺路线主要有：一、污泥调理→离心脱水机；二、浓缩→污泥调理→板框压榨；三、污泥调理→机械脱水机→干化。这些工艺路线均存在一些缺陷，具体地，就第一种工艺路线而言，由于经离心脱水机处理后，污泥含水率仅能降至80％～70％左右。进而由于含水率较高，多选择直接填埋或土地利用处置，处置途径受限。因此仅作为一种应急或者过渡处理技术。就第二种工艺路线而言，由于常规的板框压榨，需投加大量的化学药剂如石灰、三氯化铁等调理，普遍存在泥饼的固体增量大(干基增量常大于25％)、运输成本增加、碱性高、腐蚀性强、热值低、易板结不能焚烧仅能够用于填埋等问题，极大地限制了污泥的后续处置工艺选择，因此受到广泛的诟病；并且，较高的药剂投加量容易产生恶臭或者强碱等二次污染，是资源能源的浪费，也与绿色环保这一污水处理的核心价值相背离。不仅增加了环保、安全上的压力，无法实现物料的减量化，且在处理过程中存在成本较高、操作量大等问题。就第三种工艺路线而言，在常规离心脱水机或叠螺式脱水机等机械脱水后，含水率约为80～70％左右的污泥直接进入干化，现有的干化主要以转盘干化、流化床干化工艺为主，由于进泥含水率较高，其干化设备投资高，维护管理工作量大、能耗高，不环保，车间工作环境差，供热热源采购锅炉，排放大量尾气，存在二次污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种一种市政污泥低温干化处理系统，高效、彻底、环保、低成本、资源循环利用，并且节约土地。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种一种市政污泥低温干化处理系统，一种一种市政污泥低温干化处理系统，其包括：

污泥机械浓缩单元，用于通过添加物B1对市政污泥A0进行机械浓缩处理，得到污泥A1和上清液C1；

污泥调理单元，用于通过添加物B2对污泥A1进行调理，得到污泥A2；

板框压滤单元，用于对污泥A2进行压滤脱水处理，得到污泥A3-1、A3-2和上清液C3；

低温冷凝干化单元，用于对污泥A3-1进行低温冷凝干化处理，得到污泥A4和低温冷凝水C4；以及

污泥料仓单元，用于对污泥A3-2和污泥A4进行混合和缓存，得到污泥A5。

在一些实施例中，该添加物B1选用聚丙烯酰胺，投加量为0.5‰～1.5‰g/gDS。

在一些实施例中，该污泥A1的含水率为92～95％。

在一些实施例中，该添加物B2选用聚合氯化铝铁，投加量约为1.5％～2％g/gDS。

在一些实施例中，该污泥A3-1、A3-2的含水率≤65％。

在一些实施例中，该污泥A4的含水率≤40％，呈颗粒状。

在一些实施例中，该污泥料仓单元中的污泥全部来自于污泥A4；该污泥A3-2的份量为零。

在一些实施例中，送到该污泥料仓单元中的污泥A4的含水率为10～40％，送到该污泥料仓单元中的污泥A3-2的含水率约为65％，该污泥A5的含水率≤50％。

在一些实施例中，还包括：水泥窑掺烧单元,用于对污泥A5进行水泥窑掺烧处理，得到固化剩余物A6。

在一些实施例中，还包括：水处理单元，用于对前述的上清液C1、C3和低温冷凝水C4进行处理，得到液化剩余物C8。

本发明的有益效果在于，通过污泥机械浓缩单元1，污泥调理单元2，板框压滤单元3，低温冷凝干化单元4和污泥料仓单元5的巧妙配合，能够将含水率约为98％左右的市政污泥，减容减量，处理成体积大大降低的污泥A5，有利于后续进行掺烧处理，高效、彻底、环保、低成本、资源循环利用，并且节约土地。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的一种市政污泥低温干化处理系统的原理性结构示意。

其中，主要附图标记说明如下：10一种市政污泥低温干化处理系统 1污泥机械浓缩单元 2污泥调理单元 3板框压滤单元 4低温冷凝干化单元 5污泥料仓单元 6水泥窑掺烧单元 8污水处理单元。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

参见图1，图1为本发明的一种市政污泥低温干化处理系统的原理性结构示意。本发明以处理污水时所产生大量的剩余污泥A0的后续处理为例，提出一种一种市政污泥低温干化处理系统10，包括：污泥机械浓缩单元1，污泥调理单元2，板框压滤单元3，低温冷凝干化单元4，污泥料仓单元5，水泥窑掺烧单元6以及污水处理单元8。本发明能够对剩余污泥A0进行相应地处理，得到作为处理结果的固化剩余物A6和液化剩余物C8。在本实施例中，固化剩余物A6为水泥；液化剩余物C8为满足设定要求的回收水。

污泥机械浓缩单元1，包括混凝装置和浓缩系统等主要模块，通过投加少量添加物B1，例如：PAM(聚丙烯酰胺)，投加量约为0.5‰～1.5‰g/gDS，能够将含水率约为98％左右的剩余污泥(即市政污泥A0)，浓缩至含水率92～95％的污泥A1，以提高后续压滤的效率，体积减小约60％～75％，浓缩上清液C1回流至污水处理单元8。本发明的污泥机械浓缩单元1可以选用常规的叠螺式污泥浓缩机、离心式浓缩机等，相比常规的重力浓缩，其占地小、浓缩效率高等。

污泥调理单元2，也可称为调理池，主要功能是调理并均质浓缩后污泥A1，投加少量添加物B2，例如：无机药剂，通过搅拌装置，使污泥和药剂充分混合，以破坏污泥絮体结构，释放污泥絮体的胞内水，优化污泥的过滤脱水性能，得到处理后污泥A2。举例而言，添加物B2选用PAFC(聚合氯化铝铁)，投加量约为1.5％～2％g/gDS，成本较低。

板框压滤单元3包括压滤机系统、液压系统、空气压缩系统、输送系统等主要模块，其是对调理后污泥A2进行压滤脱水，脱水后的泥饼能够达到65％及以下的含水率。

调理后污泥通过进料泵泵送至每个滤腔，当每个滤腔充满污泥，停止进料，在水压和压缩空气的分别作用下，通过过滤介质，例如：滤布，将污泥和液体分离，经过隔膜压榨，将滤饼中的水分压榨出来，出泥含水率降至65％以下。

然后，开启拉板装置，压榨污泥A3-1、A3-2自动落入输送系统，根据污泥的性状及设备运行状况，灵活采用两种模式，一：压榨污泥A3-1输送至后续的低温冷凝干化单元4，进行后续的干化处理。二：压榨污泥A3-2则直接输送至污泥料仓单元5。卸泥完成后根据情况，启动清洗装置，清洗滤布。整个过程污泥体积能够减少约20％～35％，上清液C3回流至污水处理单元8。

低温冷凝干化单元4包括带式干燥器、循环风机、冷却塔、除湿热泵等主要模块，采用除湿热泵进行空气脱湿加热方式达到污泥干化，利用干燥热空气为干燥介质，污泥中水分吸收空气中热量汽化至空气中从而达到干燥目的，最终将含量率较高的污泥A3-1处理成含水率较低的污泥A4。低温冷凝水C4可以回流至污水处理单元8，或者，直排。在本实施例中，污泥A4呈颗粒状，含水率≤40％。

低温冷凝干化单元4采用全密闭结构设计，75℃低温干化，系统运行安全，全过程无异味逸出，无废热排放，干泥量无增加。含水率干化至40％以下，能耗约为1080KJ/Kg水(3.3kg.H2O/kw.h)，相比其他干化如桨叶式、带式干燥、转盘式等，能耗节省一半以上。

具体而言，低温冷凝干化单元4的工作原理包括：经板框压滤单元3脱水后的污泥A3-1进入低温除湿干化机，通过带式干化机自带的切条成型机将污泥切成“面条”状，依靠重力落入缓慢行走的网带上，热干风由网带底部以较快速度上升，与污泥接触的过程中将污泥干化，湿空气则进入除湿热泵系统，通过降温的方式使得湿空气温度低于露点，水汽得以冷凝并排出系统至厂区污水管道，通过加热方式使得“脱水”后的空气升温变为热干空气，送入网带干化系统继续干化污泥，全过程中空气循环利用，故无尾气产生。低温污泥干化技术，可将含水率80％的污泥干化为含水率10～50％的干化污泥，只需要消耗电能，不需其他辅助能源。设备干燥温度一般在60～80℃，属于低温干化，故而不需要配套污泥除臭装置。

污泥料仓单元5用于缓存经低温冷凝干化单元4处理得到的污泥A4和经板框压滤单元3处理得到的污泥A3-2。两种污泥A4和A3-2在污泥料仓内混合，得到满足含水率低于50％的处理要求的污泥A5，即可外运。

值得一提的是，取决于实际应用的需要，在某些实施例中，污泥料仓单元5中的污泥全部来自于污泥A4，污泥A3-2的份量可以为零，也即：板框压滤单元3得到的污泥A3-1是经板框压滤单元3处理得到的污泥的全部。在另一些实施例中，污泥料仓单元5中的污泥一部分来自于污泥A4(含水率约为10～40％)，一部分来自于污泥A3-2(含水率约为65％)。其中，板框压滤单元3得到的污泥A3-2占板框压滤单元3得到的全部污泥的份额可以为10％、20％、30％、40％等不同份额，也即：板框压滤单元3得到的污泥A3-1占板框压滤单元3得到的全部污泥的份额为90％、80％、70％、60％等不同份额。

水泥窑掺烧单元6，用于对污泥料仓单元5提供的污泥A5进行水泥窑掺烧处理，得到固化剩余物A6。这种处理，不仅能有效彻底的分解污泥中的有机物，抑制二恶英的形成，不会有危险废弃物飞灰的产生，而且在水泥烧成过程中，污泥灰渣中的重金属能够被固化在水泥熟料结构中，达到污泥处置稳定化、无害化和资源化的目的。

污水处理单元8，用于对来自前述处理过程中得到上清液C1、上清液C3以及低温冷凝水C4进行相应的处理，以得到满足设定要求的回收水C8。

本发明的有益效果在于：1)适用范围广，受水厂水质变化影响较小，特别适用于用地紧张的大中型市政污水厂污泥处理、工业污泥处理以及自来水污泥处理。2)适用于有机质较高的、难脱水市政污泥、食品污泥等。3)能够实现污泥的就地减容和无害化处理，具有药剂投加量少，运营成本低、效率高、负荷调节能力强，资源化利用等诸多优点。4)能够为污泥处理单位或厂家提供一揽子集成优化方案及技术，高效、彻底、环保、低成本、资源循环利用，并且节约土地。

可以理解的是，水泥窑掺烧单元6可以就近设置在污泥料仓单元5的附近，也可以远离污泥料仓单元5单独设置。污泥A5也通过诸如公路运输的方式，转送到水泥窑掺烧单元6进行处理；类似地，污水处理单元8可以就近设置在污泥机械浓缩单元1，污泥调理单元2，板框压滤单元3以及低温冷凝干化单元4的附近对前述的上清液C1、C3和低温冷凝水C4进行处理。上清液C1、C3和低温冷凝水C4可以通过

诸如管道传输的方式，转送到污水处理单元8进行处理。如此一来，在实际应用场景，可能是只能够观察到集中在一起的、由污泥机械浓缩单元1，污泥调理单元2，板框压滤单元3，低温冷凝干化单元4和污泥料仓单元5构成的一种市政污泥低温干化处理系统10的核心部分。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种市政污泥低温干化处理系统，其特征在于，包括：

污泥机械浓缩单元，用于通过添加物B1对市政污泥A0进行机械浓缩处理，得到污泥A1和上清液C1；

污泥调理单元，用于通过添加物B2对污泥A1进行调理，得到污泥A2；

板框压滤单元，用于对污泥A2进行压滤脱水处理，得到污泥A3-1、A3-2和上清液C3；

低温冷凝干化单元，用于对污泥A3-1进行低温冷凝干化处理，得到污泥A4和低温冷凝水C4；以及

污泥料仓单元，用于对污泥A3-2和污泥A4进行混合和缓存，得到污泥A5。

2.根据权利要求1所述的市政污泥处理系统，其特征在于：该添加物B1选用聚丙烯酰胺，投加量为0.5‰～1.5‰g/gDS。

3.根据权利要求1所述的市政污泥处理系统，其特征在于：该污泥A1的含水率为92～95％。

4.根据权利要求1所述的市政污泥处理系统，其特征在于：该添加物B2选用聚合氯化铝铁，投加量约为1.5％～2％g/gDS。

5.根据权利要求1所述的市政污泥处理系统，其特征在于：该污泥A3-1、A3-2的含水率≤65％。

6.根据权利要求1所述的市政污泥处理系统，其特征在于：该污泥A4的含水率≤40％，呈颗粒状。

7.根据权利要求1所述的市政污泥处理系统，其特征在于：该污泥料仓单元中的污泥全部来自于污泥A4；该污泥A3-2的份量为零。

8.根据权利要求1所述的市政污泥处理系统，其特征在于：送到该污泥料仓单元中的污泥A4的含水率为10～40％，送到该污泥料仓单元中的污泥A3-2的含水率约为65％，该污泥A5的含水率≤50％。

9.根据权利要求1至8任一项所述的市政污泥处理系统，其特征在于：还包括：水泥窑掺烧单元,用于对污泥A5进行水泥窑掺烧处理，得到固化剩余物A6。

10.根据权利要求1至8任一项所述的市政污泥处理系统，其特征在于：还包括：水处理单元，用于对前述的上清液C1、C3和低温冷凝水C4进行处理，得到液化剩余物C8。