CN110204168B - 制革污泥资源化处理方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及制革污泥资源化处理方法和装置,提供了一种制革污泥资源化处理方法,该方法包括以下步骤:(A)制革污泥预处理;(B)块状污泥旋流自转干化;(C)污泥颗粒气流加速度分选;(D)污泥颗粒二次旋流干化;(E)干化污泥颗粒造粒气化;以及(F)脉动气体冷却与循环。还提供了一种制革污泥资源化处理装置。

Description

制革污泥资源化处理方法和装置
技术领域
本公开属于污泥处理领域,涉及一种制革污泥资源化处理方法和装置。
背景技术
近二十年来,制革行业的发展突飞猛进,成为我国轻工行业中的支柱产业。随着制革工业的快速发展,我国正在成为全球制革生产大国以及制革贸易最活跃、最有发展潜力的市场之一。然而,制革行业在不断实现经济增长的同时,也带来了一系列的环境问题。制革工艺中将产生大量污水污泥,据调查显示,我国每年生产制革污泥约100万吨,每年污泥产量增长10%左右,污泥的处理与否将严重制约制革行业的发展,也对环境的发展有着重大影响。
目前我国污泥处置方式主要有堆肥、焚烧、填埋,资源化利用等,由于制革污泥具有很高的含水率,体积大,不便运输,同时易腐化,散发恶臭,所以,在以上处置之前都需要经过脱水干化处理,处置成本高,因此,设计出一种制革污泥资源化处理方法和装置是非常有必要的。
中国专利CN105948445B公开了一种制革废水污泥处理工艺,将污泥抽入含EM菌(有效微生物群)的反应器中,通过菌群的好氧消化降解污泥,再依次通过板框压滤、干燥器对污泥进行脱水。但该工艺必须严格控制反应器温度、湿度、溶氧量以保证菌群的数量,操作复杂,处理时间久。
中国专利申请CN109368981A公开了一种污泥半干化处理工艺及处理方法,湿污泥送至超圆盘干燥机中,将热源送入减温减压器,污泥经减温减压处理后送至分气缸,分气缸将热蒸汽分成若干分支后融入超圆盘干燥机,对污泥进行干燥处理,得到半干化污泥。该工艺相对干湿混返工艺,可以避免干湿污泥混合时造成的粉尘量升高,但最终产物仍有含有大量水分,后续处理需要更高的能耗和费用。
中国专利申请CN109368985A公开了一种污泥处理方法,该工艺将污泥和调理剂M进行预反应,随后向预反应体系中加入絮凝剂,并在密闭条件下进行水热反应,最后经固液分离,回收其中的水,得到干污泥。调理剂包括工业废渣(矿渣、磷渣、粉煤灰液态渣、沸腾炉渣中的至少一种)和活化剂(所述的活化剂为亚硫酸盐、三乙醇胺、乙酸钠、木质磺酸、Na2CO3、NaOH、KOH、KAl(SO4)2·12H2O、KNO2、NaF、CaSO4中的至少一种)。能够实现污泥的无害化处理。
中国专利申请CN 109264947公开了一种污泥处理方法,所述污泥处理方法首先对污泥施加机械压力,使污泥成型,所述机械压力大于预设的压力值,以保证电极能够与污泥紧密接触,后通过电极对成型后的污泥的两端施加直流电压,对污泥进行电渗透脱水,能够实现对污泥的深度脱水。但该工艺中又在污泥中加入了絮凝剂或电解质等杂质,复杂化了污泥成分,且没有对污泥中有机质成分进行资源化运用。
中国专利申请CN106524729A公开了一种粉末旋风干燥器,利用一级、二级旋流器实现粉末干燥,并通过脉冲器流管作为强化换热结构,实现水分的迅速脱除。但是干燥风没有经过净化,存在污染被干燥物的缺陷。
因此,本领域迫切需要开发出一种高效、节能、工艺流程简单的制革污泥资源化处理方法和装置,以进一步实现污泥处理的无害化、减量化、资源化。
发明内容
本公开提供了一种新颖的制革污泥资源化处理方法和装置,解决了现有技术中存在的问题。
本发明所要解决的一个技术问题是:污泥处理工艺效率低;现有污泥处理工艺最终产物含水率相对较高,体积大,不便运输,后续采用焚烧、干化等处置方式时,又会产生大量能耗;本发明的脱水干化原理在于:通过污泥颗粒在旋流力场中公转产生的剪切力脱除颗粒表层水和颗粒间毛细水,通过污泥颗粒高速自转产生的离心力脱除污泥颗粒内部孔隙的水分,脱水后颗粒含水率小于10重量%。
本发明所要解决的另一个技术问题是:污泥处理工艺能耗高;工艺中含有厌氧、好氧消化时或者通过干化机对污泥进行处理时,都对温度都有较高的要求,要么必须控制在一个温度区间内,要么要求温度超过沸点以达到脱水干化的目标,这都会导致高能耗;本发明利用颗粒在旋流力场中的受到的剪切力和离心力达到脱水效果,只需将气流温度控制在60℃左右以降低污泥表面和内部孔隙内水的粘度,从而提高脱水效率,能耗低。
本发明所要解决的另一个技术问题是:未实现污泥处理工艺资源化;本发明将干化完毕的污泥颗粒送入气化炉,得到一氧化碳和氢气,既得到了能源化产品,有效利用了污泥中的有机质,又降低了干化后污泥颗粒滋生细菌和病原体的风险;同时旋流脱水器排放的气流送入水气分离器,将水分进行聚结收集,以上均实现了污泥的资源化处理。
本发明所要解决的另一个技术问题是:污泥处理量低;本发明可以通过设置多组旋流自转脱水器来提高污泥处理量。
一方面,本公开提供了一种制革污泥资源化处理方法,该方法包括以下步骤:
(A)制革污泥预处理:将制革污泥经重力沉降后进行板框压滤和破碎,形成块状污泥;
(B)块状污泥旋流自转干化:对步骤(A)中得到的块状污泥进行旋流自转脱水干化,以脱除污泥内水分,形成含水率不同的污泥颗粒;
(C)污泥颗粒气流加速度分选:利用含水率不同进而密度不同导致的污泥颗粒在脉动气流场中总体脉动位移方向不同的运动学规律,对步骤(B)中得到的污泥颗粒进行分选;
(D)污泥颗粒二次旋流干化:对步骤(C)中分选后的污泥颗粒进行二次旋流干化,以进一步脱除污泥中的水分;
(E)干化污泥颗粒造粒气化:将步骤(D)中二次旋流干化后的污泥颗粒造粒后进行气化处理得到一氧化碳和氢气;以及
(F)脉动气体冷却与循环:将步骤(E)中二次旋流干化后排放的废气进行冷却,将携带的水聚结并回收,得到的纯净气体循环利用。
在一个优选的实施方式中,在步骤(A)中,将制革污泥经重力沉降后送入板框压滤机进行板框压滤,实现污泥和游离态水分的分离,然后送入污泥破碎机破碎,形成块状污泥。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(B)中,干化过程在旋流场中进行,通过污泥颗粒在旋流力场中公转产生的剪切力脱除污泥颗粒表层水和颗粒间毛细水,通过污泥颗粒自转产生的离心力脱除污泥颗粒内部孔隙的水分,实现污泥脱水。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(C)中,密度不同的污泥颗粒在脉动气流场中具有不同的加速度,进而产生不同的位移和运动轨迹,由此实现高、低含水率污泥颗粒的分选,保证进行二次旋流的污泥颗粒的含水率低于20重量%。
在另一个优选的实施方式中,在步骤(D)中,对步骤(C)中分选后的污泥颗粒进行二次旋流干化,以进一步脱除污泥中的水分,干化后污泥的含水率在10重量%以下。
在另一个优选的实施方式中,所述步骤(B)、(C)和(D)均在脉动气流下进行,气流温度为室温到80℃,气流为氮气流。
另一方面,本公开提供了一种制革污泥资源化处理装置,该装置包括:
重力浓缩池,与重力浓缩池连接的板框压滤机,以及与板框压滤机连接的污泥破碎机,用于进行步骤(A)制革污泥预处理:将制革污泥经重力沉降后进行板框压滤和破碎,形成块状污泥;
与污泥破碎机连接的旋流自转脱水器,用于进行步骤(B)块状污泥旋流自转干化:对步骤(A)中得到的块状污泥进行旋流自转脱水干化,以脱除污泥内水分,形成含水率不同的污泥颗粒;步骤(C)污泥颗粒气流加速度分选:利用含水率不同进而密度不同导致的污泥颗粒在脉动气流场中总体脉动位移方向不同的运动学规律,对步骤(B)中得到的污泥颗粒进行分选;以及步骤(D)污泥颗粒二次旋流干化:对步骤(C)中分选后的污泥颗粒进行二次旋流干化,以进一步脱除污泥中的水分;
与旋流自转脱水器连接的造粒机,以及与造粒机连接的气化炉,用于进行步骤(E)干化污泥颗粒造粒气化:将步骤(D)中二次旋流干化后的污泥颗粒造粒后进行气化处理得到一氧化碳和氢气;以及
与旋流自转脱水器连接的水气分离器,用于进行步骤(F)脉动气体冷却与循环:将步骤(E)中二次旋流干化后排放的废气进行冷却,将携带的水聚结并回收,得到的纯净气体循环利用。
在一个优选的实施方式中,该装置还包括:与旋流自转脱水器连接的脉动气流发生器和管道加热器,用于产生正余弦波形的室温到80℃的脉动气流。
在另一个优选的实施方式中,所述旋流自转脱水器包括两个旋流分离器和一个气流加速度分选器,污泥颗粒先经过一级旋流分离器干化脱水,再经过气流加速度分选器分选,分选后含水率低于15重量%的颗粒再进入二级旋流分离器干化脱水。
在另一个优选的实施方式中,所述旋流自转脱水器可并联多组。
有益效果:
本发明的方法和装置的主要优点在于:
(1)污泥处理工艺效率高。现有污泥处理工艺最终产物含水率相对较高,体积大,不便运输,后续采用焚烧、干化等处置方式时,又会产生大量能耗。本发明的脱水干化原理在于:通过污泥颗粒在旋流力场中公转产生的剪切力脱除颗粒表层水和颗粒间毛细水,通过污泥颗粒高速自转产生的离心力脱除污泥颗粒内部孔隙的水分,脱水效率高。
(2)污泥处理工艺能耗低。工艺中含有厌氧、好氧消化时或者通过干化机对污泥进行处理时,都对温度都有较高的要求,要么必须控制在一个温度区间内,要么要求温度超过沸点以达到脱水干化的目标,这都会导致高能耗。本发明利用颗粒在旋流力场中的受到的剪切力和离心力达到脱水效果,只需将气流温度控制在60℃左右以降低污泥表面和内部孔隙内水的粘度,从而提高了脱水效率,能耗低。
(3)实现了污泥处理工艺资源化。本发明将干化完毕的污泥颗粒送入气化炉,得到一氧化碳和氢气,既得到了能源化产品,有效利用了污泥中的有机质,又降低了干化后污泥颗粒滋生细菌和病原体的风险;同时旋流脱水器排放的气流送入水气分离器,将水分进行聚结收集,以上均实现了污泥的资源化处理。
(4)污泥处理量高。本发明可以通过设置多组旋流自转脱水器来提高污泥处理量。
附图说明
附图是用以提供对本发明的进一步理解的,它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本发明,并不构成对本发明的限制。
图1是根据本发明的一个优选实施方式的制革污泥资源化处理工艺流程图。
图2是本发明的一个优选实施方式的制革污泥资源化处理的能耗图。
具体实施方式
本申请的发明人经过广泛而深入的研究后发现,现有污泥处理工艺处理后污泥含水率高的原因在于,通过提高温度来蒸发水分的处理工艺容易除去污泥颗粒表层水和颗粒间的毛细水,而污泥颗粒内部的水较难脱除;而在旋流场中,颗粒高速自转产生的离心力可以脱除颗粒内部的水,使得处理后的污泥含水率低,便于后续的处理和利用。
基于上述研究及发现,本发明开发了一种制革污泥资源化处理方法和装置,具有高效、环保、节能、工艺流程简单等优点,从而有效解决了现有技术中存在的问题。
在本公开的第一方面,提供了一种制革污泥资源化处理方法,该方法包括以下步骤:
(A)制革污泥预处理:制革污泥经过重力沉降、板框压滤后初步脱水,然后破碎以形成块状污泥;
(B)块状污泥旋流自转干化:对已经过预处理的块状污泥进行旋流自转脱水干化,以深度脱除污泥内水分,形成含水率不同的污泥颗粒;
(C)污泥颗粒气流加速度分选:利用含水率不同进而密度不同导致的污泥颗粒在脉动气流场中总体脉动位移方向不同的运动学规律,实现污泥颗粒的高效分选;
(D)污泥颗粒二次旋流干化:对分选后的污泥颗粒进行二次旋流干化,以进一步脱除污泥水分;
(E)干化污泥颗粒造粒气化:二次旋流干化后的污泥颗粒造粒后进行气化处理得到一氧化碳和氢气,利用制革污泥含有机物的特性得到能源化产品,实现污泥资源化处理;以及
(F)脉动气体冷却与循环:对旋流后排放的废气进行冷却,将携带的水聚结并回收,得到的纯净气体返回系统循环利用。
在本公开中,步骤(A)的预处理过程包括将制革污泥经重力沉降后输入板框压滤机压滤,实现污泥和游离态水分的分离。
在本公开中,步骤(B)中的干化过程在旋流场中进行,通过污泥颗粒在旋流场中公转产生的剪切力脱除颗粒表层水和颗粒间毛细水,同时,污泥颗粒高速自转产生的离心力脱除污泥颗粒内部孔隙的水分,实现污泥高效脱水。
在本公开中,在步骤(C)中,密度不同的颗粒在脉动气流中具有不同的加速度,进而产生不同的位移和运动轨迹,由此可以实现高、低含水率污泥颗粒的分选,保证进入二级旋流器的污泥含水率小于20重量%。
在本公开中,在步骤(D)中,分选后的污泥颗粒进入二级旋流器进行二次旋流干化,以进一步脱除污泥中水分,干化后污泥的含水率小于10重量%。
在本公开中,步骤(B)、(C)、(D)均在脉动气流下进行,用以降低污泥表面和内部孔隙内水的粘度,强化旋流脱水,气流温度为室温到80℃,包括室温到40℃、40-60℃或60-80℃;为避免粉尘爆炸,所述气流为氮气流。
在本公开中,在步骤(E)中,将干化完毕的污泥造粒后通入气化炉,将污泥中有机物分解为一氧化碳和氢气并收集。
在本公开的第二方面,提供了一种制革污泥资源化处理装置,该装置包括:
重力浓缩池,与重力浓缩池连接的板框压滤机,以及与板框压滤机连接的污泥破碎机,用于进行上述步骤(A);
与污泥破碎机连接的旋流自转脱水器,用于进行上述步骤(B)-(D);
与旋流自转脱水器连接的造粒机,以及与造粒机连接的气化炉,用于进行上述步骤(E);以及
与旋流自转脱水器连接的水气分离器,用于进行上述步骤(F)。
在本公开中,该装置还包括:与旋流自转脱水器连接的脉动气流发生器和管道加热器,用于产生正余弦波形的室温到80℃的脉动气流。
在本公开中,所述旋流自转脱水器包括两个旋流分离器和一个气流加速度分选器,污泥颗粒先经过一级旋流分离器干化脱水,再经过气流加速度分选器分选,分选后含水率低于15重量%的颗粒再进入二级旋流分离器干化脱水。
在本公开中,所述旋流自转脱水器可并联多组。
在本公开中,所述脉动气流发生器为变频脉动阀等能调控管道气流流量成正余弦函数波形的流量调节控制器。
在本公开中,所述管道加热器加热脉动气流,用以降低污泥表面和内部孔隙内水的粘度,强化旋流脱水。
在本公开中,所述水气分离器对从旋流自转脱水器收集的气体进行冷却,使气体中携带的水聚结析出并回收,得到纯净的氮气返回系统循环利用。
以下参看附图。
图1是根据本发明的一个优选实施方式的制革污泥资源化处理工艺流程图。如图1所示,皮革污泥经过重力沉降池1沉降浓缩后送入板框压滤机2压滤,然后进入污泥破碎机3破碎为粒径为1mm左右的粒状污泥;同时,氮气依次通过脉动气流发生器4和管道加热器5产生正余弦波形的60℃左右的脉动气流,将粒状污泥输送至并联的旋流自转脱水器6、7;在旋流自转脱水器内,污泥先经过一级旋流器和分选柱,含水率低于40重量%的污泥颗粒由分选柱溢流口进入二级旋流器,在二级旋流器内脱水至含水率小于等于10重量%时,污泥由底流口排出,运入造粒机8造粒后,污泥颗粒进入气化炉9,有机质被分解为一氧化碳(CO)和氢气(H2),由排气口收集,污泥完全干化,干化污泥由出灰口收集;二级旋流器溢流排出的溢流进入水气分离器10聚结、干燥,由底流口收集聚结水,由溢流口将气流送入脉动气流发生器4循环利用。
图2是本发明的一个优选实施方式的制革污泥资源化处理的能耗图。如图2所示,通过蒸发实现脱水干化的工艺(蒸发干化),需要温度高于水的沸点,水在蒸发过程中发生相变,相变耗能(汽化潜热)2260KJ/Kg;通过旋流自转公转耦合振荡来实现脱水干化(旋流干化),水不产生相变,在60℃时,能耗为146.6KJ/Kg,大大降低了干化能耗。
实施例
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是,应该明白,这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明,所有的百分比和份数按重量计。
实施例1:
1.76万吨/年制革污泥资源化处理装置处理制革污水处理工艺中二沉池的底层污泥含水率为95重量%,温度为20℃,按照本发明方法和装置进行污泥脱水干化、气化分解处理,其具体运作过程及效果描述如下:
1.工艺规模
如下表1所示:
表1系统各部分的工艺规模及最大承受冲击能力
各部分名称 额定处理能力 最大承受冲击能力
板框压滤脱水 2.8t/h块状污泥 5.6t/h块状污泥
污泥破碎 2.2t/h块状污泥 4.4t/h块状污泥
旋流自转脱水干化 1.1t/h粒状污泥 2.2t/h粒状污泥
有机质气化分解 1.1t/h粒状污泥 2.2t/h粒状污泥
气流脉动循环 1000m<sup>3</sup>/h脉动氮气 2000m<sup>3</sup>/h脉动氮气
水气分离 0.94t/h聚结水 1.88t/h聚结水
2.实施过程
参照本发明方法实施,具体如下(参照图1):
污泥经过重力沉降池1沉降浓缩后送入板框压滤机2压滤,然后进入污泥破碎机3破碎为粒径为1mm左右的粒状污泥,实现污泥、污水的分离,并将污泥含水率初步降为90重量%,由流态污泥变为块状污泥;
块状污泥送入旋流自转脱水器6、7,同时氮气依次经过脉动气流发生器4、管道加热器5产生室温到40℃的正余弦波形的脉动气流,带着污泥颗粒进入旋流自转脱水器6、7,实现污泥颗粒表层和空隙内的深层脱水;
在旋流自转脱水器6、7内,污泥颗粒先经过一级旋流器脱水干化,再进入分选柱,实现污泥含水率分级,含水率低于20重量%的进入二级旋流器,保证污泥颗粒干化程度满足要求;
旋流干化后的污泥颗粒进入气化炉气化分解,分别收集分解产物一氧化碳、氢气、污泥颗粒,实现污泥资源化处理;
旋流自转脱水器6、7中二级旋流器溢流口收集的气体进入水气分离器10,将水聚结外排,干燥气体返回脉动气流发生器4循环利用。
3.实施效果
二沉池污泥含水率为95重量%,经过室温至40℃旋流自转干化后,污泥含水率降至32重量%,经过气化炉分解后,体积降为原体积的25%。
下表2示出了室温至40℃污泥干化效果。
表2室温至40℃污泥干化效果
Figure BDA0002105043690000101
实施例2:
1.76万吨/年制革污泥资源化处理装置处理制革污水处理工艺中二沉池的底层污泥含水率为95重量%,温度为20℃,按照本发明方法和装置进行污泥脱水干化、气化分解处理,其具体运作过程及效果描述如下:
1.工艺规模
如下表3所示:
表3系统各部分的工艺规模及最大承受冲击能力
Figure BDA0002105043690000102
Figure BDA0002105043690000111
2.实施过程
参照本发明方法实施,具体如下(参照图1):
污泥经过重力沉降池1沉降浓缩后送入板框压滤机2压滤,然后进入污泥破碎机3破碎为粒径为1mm左右的粒状污泥,实现污泥、污水的分离,并将污泥含水率初步降为90重量%,由流态污泥变为块状污泥;
块状污泥送入旋流自转脱水器6、7,同时氮气依次经过脉动气流发生器4、管道加热器5产生40-60℃的正余弦波形的脉动气流,带着污泥颗粒进入旋流自转脱水器6、7,实现污泥颗粒表层和空隙内的深层脱水;
在旋流自转脱水器6、7内,污泥颗粒先经过一级旋流器脱水干化,再进入分选柱,实现污泥含水率分级,含水率低于20重量%的进入二级旋流器,保证污泥颗粒干化程度满足要求;
旋流干化后的污泥颗粒进入气化炉气化分解,分别收集分解产物一氧化碳、氢气、污泥颗粒,实现污泥资源化处理;
旋流自转脱水器6、7中二级旋流器溢流口收集的气体进入水气分离器10,将水聚结外排,干燥气体返回脉动气流发生器4循环利用。
3.实施效果
二沉池污泥含水率为95重量%,经过40-60℃旋流自转干化后,污泥含水率降至32重量%,经过气化炉分解后,体积降为原体积的10%。
下表4示出了40-60℃污泥干化效果。
表4 40-60℃污泥干化效果
Figure BDA0002105043690000112
实施例3:
1.76万吨/年制革污泥资源化处理装置处理制革污水处理工艺中二沉池的底层污泥含水率为95重量%,温度为20℃,按照本发明方法和装置进行污泥脱水干化、气化分解处理,其具体运作过程及效果描述如下:
1.工艺规模
如下表5所示:
表5系统各部分的工艺规模及最大承受冲击能力
各部分名称 额定处理能力 最大承受冲击能力
板框压滤脱水 2.8t/h块状污泥 5.6t/h块状污泥
污泥破碎 2.2t/h块状污泥 4.4t/h块状污泥
旋流自转脱水干化 1.1t/h粒状污泥 2.2t/h粒状污泥
有机质气化分解 1.1t/h粒状污泥 2.2t/h粒状污泥
气流脉动循环 1000m<sup>3</sup>/h脉动氮气 2000m<sup>3</sup>/h脉动氮气
水气分离 0.94t/h聚结水 1.88t/h聚结水
2.实施过程
参照本发明方法实施,具体如下(参照图1):
污泥经过重力沉降池1沉降浓缩后送入板框压滤机2压滤,然后进入污泥破碎机3破碎为粒径为1mm左右的粒状污泥,实现污泥、污水的分离,并将污泥含水率初步降为90重量%,由流态污泥变为块状污泥;
块状污泥送入旋流自转脱水器6、7,同时氮气依次经过脉动气流发生器4、管道加热器5产生60-80℃的正余弦波形的脉动气流,带着污泥颗粒进入旋流自转脱水器6、7,实现污泥颗粒表层和空隙内的深层脱水;
在旋流自转脱水器6、7内,污泥颗粒先经过一级旋流器脱水干化,再进入分选柱,实现污泥含水率分级,含水率低于20重量%的进入二级旋流器,保证污泥颗粒干化程度满足要求;
旋流干化后的污泥颗粒进入气化炉气化分解,分别收集分解产物一氧化碳、氢气、污泥颗粒,实现污泥资源化处理;
旋流自转脱水器6、7中二级旋流器溢流口收集的气体进入水气分离器10,将水聚结外排,干燥气体返回脉动气流发生器4循环利用。
3.实施效果
二沉池污泥含水率为95重量%,经过60-80℃旋流自转干化后,污泥含水率降至32重量%,经过气化炉分解后,体积降为原体积的5%。
下表6示出了60-80℃污泥干化效果。
表6 60-80℃污泥干化效果
Figure BDA0002105043690000131
该技术的实施有效降低了污泥处理的能耗和运输成本,也实现了制革污泥处理的“减量化、无害化、资源化”。
上述所列的实施例仅仅是本发明的较佳实施例,并非用来限定本发明的实施范围。即凡依据本发明申请专利范围的内容所作的等效变化和修饰,都应为本发明的技术范畴。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种制革污泥资源化处理方法,该方法包括以下步骤:
(A)制革污泥预处理:将制革污泥经重力沉降后进行板框压滤和破碎,形成块状污泥;
(B)块状污泥旋流自转干化:对步骤(A)中得到的块状污泥进行旋流自转脱水干化,以脱除污泥内水分,形成含水率不同的污泥颗粒;
(C)污泥颗粒气流加速度分选:利用含水率不同进而密度不同导致的污泥颗粒在脉动气流场中总体脉动位移方向不同的运动学规律,对步骤(B)中得到的污泥颗粒进行分选;
(D)污泥颗粒二次旋流干化:对步骤(C)中分选后的污泥颗粒进行二次旋流干化,以进一步脱除污泥中的水分;
(E)干化污泥颗粒造粒气化:将步骤(D)中二次旋流干化后的污泥颗粒造粒后进行气化处理得到一氧化碳和氢气;以及
(F)脉动气体冷却与循环:将步骤(D)中二次旋流干化后排放的废气进行冷却,将携带的水聚结并回收,得到的纯净气体循环利用,
其中,所述步骤(B)、(C)和(D)均在脉动气流下进行,气流温度为室温到80℃。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(A)中,将制革污泥经重力沉降后送入板框压滤机进行板框压滤,实现污泥和游离态水分的分离,然后送入污泥破碎机破碎,形成块状污泥。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(B)中,干化过程在旋流场中进行,通过污泥颗粒在旋流力场中公转产生的剪切力脱除污泥颗粒表层水和颗粒间毛细水,通过污泥颗粒自转产生的离心力脱除污泥颗粒内部孔隙的水分,实现污泥脱水。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(C)中,密度不同的污泥颗粒在脉动气流场中具有不同的加速度,进而产生不同的位移和运动轨迹,由此实现高、低含水率污泥颗粒的分选,保证进行二次旋流的污泥颗粒的含水率低于20重量%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(D)中,对步骤(C)中分选后的污泥颗粒进行二次旋流干化,以进一步脱除污泥中的水分,干化后污泥的含水率在10重量%以下。
6.根据权利要求1和3-5中任一项所述的方法,其特征在于,气流为氮气流。
7.一种制革污泥资源化处理装置,该装置包括:
重力浓缩池(1),与重力浓缩池(1)连接的板框压滤机(2),以及与板框压滤机(2)连接的污泥破碎机(3),用于进行步骤(A)制革污泥预处理:将制革污泥经重力沉降后进行板框压滤和破碎,形成块状污泥;
与污泥破碎机(3)连接的旋流自转脱水器(6),用于进行步骤(B)块状污泥旋流自转干化:对步骤(A)中得到的块状污泥进行旋流自转脱水干化,以脱除污泥内水分,形成含水率不同的污泥颗粒;步骤(C)污泥颗粒气流加速度分选:利用含水率不同进而密度不同导致的污泥颗粒在脉动气流场中总体脉动位移方向不同的运动学规律,对步骤(B)中得到的污泥颗粒进行分选;以及步骤(D)污泥颗粒二次旋流干化:对步骤(C)中分选后的污泥颗粒进行二次旋流干化,以进一步脱除污泥中的水分;
与旋流自转脱水器(6)连接的造粒机(8),以及与造粒机(8)连接的气化炉(9),用于进行步骤(E)干化污泥颗粒造粒气化:将步骤(D)中二次旋流干化后的污泥颗粒造粒后进行气化处理得到一氧化碳和氢气;以及
与旋流自转脱水器(6)连接的水气分离器(10),用于进行步骤(F)脉动气体冷却与循环:将步骤(D)中二次旋流干化后排放的废气进行冷却,将携带的水聚结并回收,得到的纯净气体循环利用,
其中,该装置还包括:与旋流自转脱水器(6)连接的脉动气流发生器(4)和管道加热器(5),用于产生正余弦波形的室温到80℃的脉动气流。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述旋流自转脱水器(6)包括两个旋流分离器和一个气流加速度分选器,污泥颗粒先经过一级旋流分离器干化脱水,再经过气流加速度分选器分选,分选后含水率低于15重量%的颗粒再进入二级旋流分离器干化脱水。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的装置,其特征在于,所述旋流自转脱水器可并联多组。
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