CN110590119B - 一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统 - Google Patents

一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110590119B
CN110590119B CN201910657818.3A CN201910657818A CN110590119B CN 110590119 B CN110590119 B CN 110590119B CN 201910657818 A CN201910657818 A CN 201910657818A CN 110590119 B CN110590119 B CN 110590119B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
gas
pyrolysis
treatment
sulfate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910657818.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110590119A (zh
Inventor
陈琛
罗海林
蔡素燕
汪元南
吴艳丽
王敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Original Assignee
South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment filed Critical South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Priority to CN201910657818.3A priority Critical patent/CN110590119B/zh
Publication of CN110590119A publication Critical patent/CN110590119A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110590119B publication Critical patent/CN110590119B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D50/00—Combinations of methods or devices for separating particles from gases or vapours
    • B01D50/20—Combinations of devices covered by groups B01D45/00 and B01D46/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
    • B28B17/02—Conditioning the material prior to shaping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/10—Treatment of sludge; Devices therefor by pyrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C02F11/122—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering using filter presses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C02F11/143—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents using inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B01D2253/108—Zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/40—Valorisation of by-products of wastewater, sewage or sludge processing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统。所述方法包括包括以下步骤：(1)污泥前期处理；(2)污泥和热烟气的热解；(3)油气分离；(4)资源化利用；(5)制得资源化成品。所述利用系统包括污泥处理和输送装置、热解反应装置、油气分离装置、窑炉、污泥焦资源化处理装置、成品装置和自动控制装置，所述自动控制装置控制上述其它装置工作。本发明能够实现高效、节能、无污染的污泥资源化处理。

Description

一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统
技术领域
本发明涉及污泥处理的技术领域，更具体地，涉及一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统。
背景技术
污泥处置目标是减量化、稳定化、无害化和最终资源化，既便于运输和消纳，又对污染资源再利用。当前各种处理方法中，投入的成本由低到高分别为填埋、消化利用、协同焚烧等。
卫生填埋处置不符合国家目前污泥处理处置政策要求，污泥填埋后，内部仍然含有大量水分，产生大量垃圾渗滤液，处理不当污染当地水源，且占用大量的土地面积，未来有取消污泥填埋的趋势。
消化分为厌氧和好氧消化，最终污泥可以制肥供土地利用。厌氧消化并不能一次性彻底处理全部污泥，消化过程很难满足污泥无害化要求，往往需厌氧消化前先进行高温热水解，厌氧产沼气过程和沼气储存都存在安全风险，而国内污泥有机质含量偏低，含砂量高，肥份难满足制肥要求，肥料存在销路难题，且通过热水解、厌氧、好氧工艺，投资大，运营费用高，废水、臭气、重金属超标难治理。
焚烧工艺在污泥减量化和无害化方面优势明显，灭菌效果彻底，污泥焚烧前，应尽可能降低污泥的含水率，提高污泥热值，一般的焚烧装置同污泥的干燥过程是一体的，处理设备的一次性投资大，能耗和处理费用高，污泥焚烧后重金属等可能随着烟尘的扩散进入大气造成二次污染。
如何用一种处理工艺，用较小的投资和便捷的运营，达到污泥的减量化、稳定化、无害化和最终资源化利用，是我们迫切需要解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统。本发明能够实现高效、节能、无污染的污泥资源化处理。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种污泥多级资源化的综合利用方法，包括以下步骤：
(1)污泥前期处理：在污泥中添加硫酸聚铁以破坏污泥中的絮体结构，硫酸聚铁的加入量为污泥总质量的5～7％，再经脱水处理；利用天然沸石或人工沸石对污泥脱水过程释放的臭气中的杂质进行吸附，吸附后的尾气达标排放；
(2)污泥和热烟气的热解：将来自窑炉的热烟气与经过步骤(1) 处理后的污泥进行顺流接触，污泥颗粒吸收热量在缺氧条件下热解产生焦油、热解气和污泥焦；
(3)油气分离：将热解产生的油气进行分离，分离后的热解气流出经过除尘单元后，作为燃料和气体脱硝剂，送入窑炉的炉膛再燃烧区；分离后的焦油输送到污水处理单元进行处理；
(4)资源化利用：将步骤(2)中生成的污泥焦进行资源化利用，向污泥焦中加入水泥和粉煤灰，水泥、粉煤灰和污泥焦的质量比为2～ 3:4～5:10～12；搅拌破碎混合，搅拌速度为3800～4200r/min，搅拌时间为1～2h，将混合料输入至陈化仓内进行陈化，陈化仓内保持温度为50～52℃，陈化时间为2～3h，成为陈化料；
(5)制得资源化成品：将上述陈化料导入模具中，将模具置于压力机中，成型压力为22～25Mpa，在最高压力处保压30～35s，放压卸下模具，取出砖坯；将砖坯风干，洒水自然养护10～20d，即得砖成品。
优选的，步骤(1)中的脱水处理具体为将污泥通过螺旋污泥泵泵送至污泥脱水机，将污泥强化脱水至50％以下，压滤脱水后的滤液中投加处理剂，以对重金属进行沉淀吸附处理；所述处理剂包括以下重量份的材料：50～55份的聚铝、10～15份的氯化铁和10～12份的泡花碱，所述处理剂的投加量为125～130g/m3。
在上述任一方案中优选的是，步骤(2)中的热烟气温度为480～ 520℃，氧含量为3～5％；热解反应温度为550～580℃；污泥颗粒的粒径为0.5～0.8mm。
在上述任一方案中优选的是，步骤(3)中热解气和烟气混合气送入窑炉的炉膛再燃烧区，温度为980～1000℃，空气过剩系数0.8～ 0.9。
在上述任一方案中优选的是，步骤(4)中，在搅拌破碎混合之后、混合料输入至陈化仓之前，将污泥通过变径螺旋绞龙进行连续挤压，在变径螺旋绞龙出口处的污泥达到挤压升温，离开变径螺旋绞龙出口的污泥呈松散状态。
在上述任一方案中优选的是，步骤(2)中来自窑炉的热烟气首先通过多级旋风处理器，将直径10μm以上的粗颗粒物沉降，然后再通过布袋除尘器后，直径1～10μm的细颗粒拦截率达到99.9％。
本发明为解决上述技术问题所采用的另一技术方案是一种污泥多级资源化的利用系统，包括污泥处理和输送装置、热解反应装置、油气分离装置、窑炉、污泥焦资源化处理装置、成品装置和自动控制装置，所述自动控制装置控制上述其它装置工作；
污泥处理和输送装置、热解反应装置、污泥焦资源化处理装置和成品装置依次连接，热解反应装置还与油气分离装置连接，窑炉还分别与热解反应装置和油气分离装置连接，油气分离装置还单独连接有污水处理单元；污泥处理和输送装置与热解反应装置之间设有输泥管道，热解反应装置与油气分离装置之间设有第一热解气输送管，窑炉与热解反应装置之间设有烟气输送管，热解反应装置还设有污泥焦出口，污泥焦出口连接于污泥焦资源化处理装置，油气分离装置内设置有除尘单元与热解气喷射单元，两者之间设有第二热解气输送管，热解气喷射单元设有喷枪，喷枪位于窑炉的炉膛内部，除尘单元设有粉尘出口；污泥焦资源化处理装置设有出口，出口连接于成品装置。
优选的，所述污泥处理和输送装置内设置有污泥脱水机，包括电源、阳极螺旋轴、定环、游动环、孔板、旋转切刀和纤维网布传送带。
本发明是根据多年的实际应用实践和经验所得，采用最佳的技术手段和措施来进行组合优化，获得了最优的技术效果，并非是技术特征的简单叠加和拼凑，因此本发明具有显著的意义。
本发明的有益效果：
1.本发明的污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统，可实现污泥连续脱水，方便了制备的污泥燃料颗粒可多种途径实现资源化。
2.本发明以窑炉产生的烟气为热源和载气，在一定温度下对污泥进行热解，在实现能源利用的同时去除烟气中NOx，实现了污泥的安全化、资源化利用，避免了现有污泥填埋、焚烧等处置方式的二次污染问题，实现了以废治废和多种污染物协同控制，是一种可行的污泥资源化利用方式。
3.本发明提出的工业规模化的污泥系统性资源化利用工艺，可将污泥制成砖，工艺稳定性高。
4.本发明处理方法简单，工艺流程短，处理成本低。处理装置结构紧凑，运行稳定性和可靠性好，处理过程无污染。特别是处理过程能源消耗低，降低处理成本，利于普及推广。
附图简要说明
图1是根据本发明的污泥多级资源化的综合利用方法的流程工艺图。
具体实施方式
以下结合说明书附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。
实施例1
参见图1，一种污泥多级资源化的综合利用方法，包括以下步骤：
(1)污泥前期处理：在污泥中添加硫酸聚铁以破坏污泥中的絮体结构，硫酸聚铁的加入量为污泥总质量的5～7％，再经脱水处理；利用天然沸石或人工沸石对污泥脱水过程释放的臭气中的杂质进行吸附，吸附后的尾气达标排放；
(2)污泥和热烟气的热解：将来自窑炉的热烟气与经过步骤(1) 处理后的污泥进行顺流接触，污泥颗粒吸收热量在缺氧条件下热解产生焦油、热解气和污泥焦；
(3)油气分离：将热解产生的油气进行分离，分离后的热解气流出经过除尘单元后，作为燃料和气体脱硝剂，送入窑炉的炉膛再燃烧区；分离后的焦油输送到污水处理单元进行处理；
(4)资源化利用：将步骤(2)中生成的污泥焦进行资源化利用，向污泥焦中加入水泥和粉煤灰，水泥、粉煤灰和污泥焦的质量比为2～ 3:4～5:10～12；搅拌破碎混合，搅拌速度为3800～4200r/min，搅拌时间为1～2h，将混合料输入至陈化仓内进行陈化，陈化仓内保持温度为50～52℃，陈化时间为2～3h，成为陈化料；
(5)制得资源化成品：将上述陈化料导入模具中，将模具置于压力机中，成型压力为22～25Mpa，在最高压力处保压30～35s，放压卸下模具，取出砖坯；将砖坯风干，洒水自然养护10～20d，即得砖成品。
步骤(1)中的脱水处理具体为将污泥通过螺旋污泥泵泵送至污泥脱水机，将污泥强化脱水至50％以下，压滤脱水后的滤液中投加处理剂，以对重金属进行沉淀吸附处理；所述处理剂包括以下重量份的材料：50～55份的聚铝、10～15份的氯化铁和10～12份的泡花碱，所述处理剂的投加量为125～130g/m3。
步骤(2)中的热烟气温度为480～520℃，氧含量为3～5％；热解反应温度为550～580℃；污泥颗粒的粒径为0.5～0.8mm。
在上述任一方案中优选的是，步骤(3)中热解气和烟气混合气送入窑炉的炉膛再燃烧区，温度为980～1000℃，空气过剩系数0.8～ 0.9。
步骤(4)中，在搅拌破碎混合之后、混合料输入至陈化仓之前，将污泥通过变径螺旋绞龙进行连续挤压，在变径螺旋绞龙出口处的污泥达到挤压升温，离开变径螺旋绞龙出口的污泥呈松散状态。
步骤(2)中来自窑炉的热烟气首先通过多级旋风处理器，将直径10μm以上的粗颗粒物沉降，然后再通过布袋除尘器后，直径1～ 10μm的细颗粒拦截率达到99.9％。
一种污泥多级资源化的利用系统，包括污泥处理和输送装置、热解反应装置、油气分离装置、窑炉、污泥焦资源化处理装置、成品装置和自动控制装置，所述自动控制装置控制上述其它装置工作；
污泥处理和输送装置、热解反应装置、污泥焦资源化处理装置和成品装置依次连接，热解反应装置还与油气分离装置连接，窑炉还分别与热解反应装置和油气分离装置连接，油气分离装置还单独连接有污水处理单元；污泥处理和输送装置与热解反应装置之间设有输泥管道，热解反应装置与油气分离装置之间设有第一热解气输送管，窑炉与热解反应装置之间设有烟气输送管，热解反应装置还设有污泥焦出口，污泥焦出口连接于污泥焦资源化处理装置，油气分离装置内设置有除尘单元与热解气喷射单元，两者之间设有第二热解气输送管，热解气喷射单元设有喷枪，喷枪位于窑炉的炉膛内部，除尘单元设有粉尘出口；污泥焦资源化处理装置设有出口，出口连接于成品装置。
所述污泥处理和输送装置内设置有污泥脱水机，包括电源、阳极螺旋轴、定环、游动环、孔板、旋转切刀和纤维网布传送带。
实施例2
参见图1，一种污泥多级资源化的综合利用方法，包括以下步骤：
(1)污泥前期处理：在污泥中添加硫酸聚铁以破坏污泥中的絮体结构，硫酸聚铁的加入量为污泥总质量的5～7％，再经脱水处理；利用天然沸石或人工沸石对污泥脱水过程释放的臭气中的杂质进行吸附，吸附后的尾气达标排放；
(2)污泥和热烟气的热解：将来自窑炉的热烟气与经过步骤(1) 处理后的污泥进行顺流接触，污泥颗粒吸收热量在缺氧条件下热解产生焦油、热解气和污泥焦；
(3)油气分离：将热解产生的油气进行分离，分离后的热解气流出经过除尘单元后，作为燃料和气体脱硝剂，送入窑炉的炉膛再燃烧区；分离后的焦油输送到污水处理单元进行处理；
(4)资源化利用：将步骤(2)中生成的污泥焦进行资源化利用，向污泥焦中加入水泥和粉煤灰，水泥、粉煤灰和污泥焦的质量比为2～ 3:4～5:10～12；搅拌破碎混合，搅拌速度为3800～4200r/min，搅拌时间为1～2h，将混合料输入至陈化仓内进行陈化，陈化仓内保持温度为50～52℃，陈化时间为2～3h，成为陈化料；
(5)制得资源化成品：将上述陈化料导入模具中，将模具置于压力机中，成型压力为22～25Mpa，在最高压力处保压30～35s，放压卸下模具，取出砖坯；将砖坯风干，洒水自然养护10～20d，即得砖成品。
步骤(1)中的脱水处理具体为将污泥通过螺旋污泥泵泵送至污泥脱水机，将污泥强化脱水至50％以下，压滤脱水后的滤液中投加处理剂，以对重金属进行沉淀吸附处理；所述处理剂包括以下重量份的材料：50～55份的聚铝、10～15份的氯化铁和10～12份的泡花碱，所述处理剂的投加量为125～130g/m3。
步骤(2)中的热烟气温度为480～520℃，氧含量为3～5％；热解反应温度为550～580℃；污泥颗粒的粒径为0.5～0.8mm。
在上述任一方案中优选的是，步骤(3)中热解气和烟气混合气送入窑炉的炉膛再燃烧区，温度为980～1000℃，空气过剩系数0.8～ 0.9。
步骤(4)中，在搅拌破碎混合之后、混合料输入至陈化仓之前，将污泥通过变径螺旋绞龙进行连续挤压，在变径螺旋绞龙出口处的污泥达到挤压升温，离开变径螺旋绞龙出口的污泥呈松散状态。
步骤(2)中来自窑炉的热烟气首先通过多级旋风处理器，将直径10μm以上的粗颗粒物沉降，然后再通过布袋除尘器后，直径1～ 10μm的细颗粒拦截率达到99.9％。
一种污泥多级资源化的利用系统，包括污泥处理和输送装置、热解反应装置、油气分离装置、窑炉、污泥焦资源化处理装置、成品装置和自动控制装置，所述自动控制装置控制上述其它装置工作；
污泥处理和输送装置、热解反应装置、污泥焦资源化处理装置和成品装置依次连接，热解反应装置还与油气分离装置连接，窑炉还分别与热解反应装置和油气分离装置连接，油气分离装置还单独连接有污水处理单元；污泥处理和输送装置与热解反应装置之间设有输泥管道，热解反应装置与油气分离装置之间设有第一热解气输送管，窑炉与热解反应装置之间设有烟气输送管，热解反应装置还设有污泥焦出口，污泥焦出口连接于污泥焦资源化处理装置，油气分离装置内设置有除尘单元与热解气喷射单元，两者之间设有第二热解气输送管，热解气喷射单元设有喷枪，喷枪位于窑炉的炉膛内部，除尘单元设有粉尘出口；污泥焦资源化处理装置设有出口，出口连接于成品装置。
所述污泥处理和输送装置内设置有污泥脱水机，包括电源、阳极螺旋轴、定环、游动环、孔板、旋转切刀和纤维网布传送带。
此外，所述硫酸聚铁采用以下步骤制备：
a.将浓硫酸用去离子水稀释，制备硫酸溶液，硫酸溶液中硫酸的摩尔浓度为1～1.5moL/L；
b.将硫酸亚铁固体粉末加入至硫酸溶液中，制备硫酸亚铁溶液，其中硫酸亚铁的摩尔浓度为7～8moL/L；
c.向硫酸亚铁溶液中加入灰锰氧及乙烯基苯，使硫酸亚铁发生氧化、水解及聚合反应，制得硫酸聚铁溶液；
d.将硫酸聚铁溶液降温至1～3℃，同时向其中加入硫酸钾和硫酸锰，三者的质量比为1:1：1搅拌均匀，制备硫酸聚铁晶体。
该方法通过在溶液中加入乙烯基苯来改善氢氧化铁易沉淀的现象，使氢氧化铁与苯乙烯结合，形成互溶，从而避免氢氧化铁沉淀，提高终产品的纯度。在聚合硫酸铁结晶步骤中，通过向其中加入硫酸钾、硫酸锰来促进聚合硫酸铁的结晶。该方法制备的硫酸聚铁用于处理工业废水中的污泥效果佳。
实施例3
参见图1，一种污泥多级资源化的综合利用方法，包括以下步骤：
(1)污泥前期处理：在污泥中添加硫酸聚铁以破坏污泥中的絮体结构，硫酸聚铁的加入量为污泥总质量的5～7％，再经脱水处理；利用天然沸石或人工沸石对污泥脱水过程释放的臭气中的杂质进行吸附，吸附后的尾气达标排放；
(2)污泥和热烟气的热解：将来自窑炉的热烟气与经过步骤(1) 处理后的污泥进行顺流接触，污泥颗粒吸收热量在缺氧条件下热解产生焦油、热解气和污泥焦；
(3)油气分离：将热解产生的油气进行分离，分离后的热解气流出经过除尘单元后，作为燃料和气体脱硝剂，送入窑炉的炉膛再燃烧区；分离后的焦油输送到污水处理单元进行处理；
(4)资源化利用：将步骤(2)中生成的污泥焦进行资源化利用，向污泥焦中加入水泥和粉煤灰，水泥、粉煤灰和污泥焦的质量比为2～ 3:4～5:10～12；搅拌破碎混合，搅拌速度为3800～4200r/min，搅拌时间为1～2h，将混合料输入至陈化仓内进行陈化，陈化仓内保持温度为50～52℃，陈化时间为2～3h，成为陈化料；
(5)制得资源化成品：将上述陈化料导入模具中，将模具置于压力机中，成型压力为22～25Mpa，在最高压力处保压30～35s，放压卸下模具，取出砖坯；将砖坯风干，洒水自然养护10～20d，即得砖成品。
步骤(1)中的脱水处理具体为将污泥通过螺旋污泥泵泵送至污泥脱水机，将污泥强化脱水至50％以下，压滤脱水后的滤液中投加处理剂，以对重金属进行沉淀吸附处理；所述处理剂包括以下重量份的材料：50～55份的聚铝、10～15份的氯化铁和10～12份的泡花碱，所述处理剂的投加量为125～130g/m3。
步骤(2)中的热烟气温度为480～520℃，氧含量为3～5％；热解反应温度为550～580℃；污泥颗粒的粒径为0.5～0.8mm。
在上述任一方案中优选的是，步骤(3)中热解气和烟气混合气送入窑炉的炉膛再燃烧区，温度为980～1000℃，空气过剩系数0.8～ 0.9。
步骤(4)中，在搅拌破碎混合之后、混合料输入至陈化仓之前，将污泥通过变径螺旋绞龙进行连续挤压，在变径螺旋绞龙出口处的污泥达到挤压升温，离开变径螺旋绞龙出口的污泥呈松散状态。
步骤(2)中来自窑炉的热烟气首先通过多级旋风处理器，将直径10μm以上的粗颗粒物沉降，然后再通过布袋除尘器后，直径1～ 10μm的细颗粒拦截率达到99.9％。
一种污泥多级资源化的利用系统，包括污泥处理和输送装置、热解反应装置、油气分离装置、窑炉、污泥焦资源化处理装置、成品装置和自动控制装置，所述自动控制装置控制上述其它装置工作；
污泥处理和输送装置、热解反应装置、污泥焦资源化处理装置和成品装置依次连接，热解反应装置还与油气分离装置连接，窑炉还分别与热解反应装置和油气分离装置连接，油气分离装置还单独连接有污水处理单元；污泥处理和输送装置与热解反应装置之间设有输泥管道，热解反应装置与油气分离装置之间设有第一热解气输送管，窑炉与热解反应装置之间设有烟气输送管，热解反应装置还设有污泥焦出口，污泥焦出口连接于污泥焦资源化处理装置，油气分离装置内设置有除尘单元与热解气喷射单元，两者之间设有第二热解气输送管，热解气喷射单元设有喷枪，喷枪位于窑炉的炉膛内部，除尘单元设有粉尘出口；污泥焦资源化处理装置设有出口，出口连接于成品装置。
所述污泥处理和输送装置内设置有污泥脱水机，包括电源、阳极螺旋轴、定环、游动环、孔板、旋转切刀和纤维网布传送带。
此外，所述除尘单元包括连接进气管道和排气管道的气体除尘净化器以及用于驱动待除尘净化气体经进气管道传送至气体除尘净化器内实现气固分离，然后经排气管道从气体除尘净化器输出已除尘净化气体的动力装置，还包括用于对进气管道内的待除尘净化气体进行测温的温度测量装置以及与温度测量装置连接的调温控制器，该调温控制器分别连接降温介质注入装置和升温介质注入装置上的启闭执行机构，当待除尘净化气体的温度超过设定温度时启动降温介质注入装置向该待除尘净化气体中注入降温介质，当待除尘净化气体的温度低于设定温度时启动升温介质注入装置向该待除尘净化气体中注入升温介质，从而将待除尘净化气体保持在设定温度范围内进入气体除尘净化器。在所述进气管道上前后分别设置第一管道温度传感器和第二管道温度传感器，进气管道上位于第一管道温度传感器与第二管道温度传感器之间连接降温介质注入装置和升温介质注入装置。
所述动力装置设置在排气管道上，排气管道上位于气体除尘净化器与动力装置之间设有气体冷却器，动力装置的排气端与所述进气管道之间连接有作为降温介质注入装置的输气管，该输气管上安装有与调温控制器连接的控制阀。所述进气管道连接燃烧炉炉气输出管，该燃烧炉炉气输出管的进气端与燃烧炉连接，排气端与进气管道连接，燃烧炉炉气输出管上安装有与调温控制器连接的控制阀。
另外，为实现更优的技术效果，还可将上述实施例中的技术方案任意组合，以满足各种实际应用的需求。
由上述实施例可知，本发明的污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统，可实现污泥连续脱水，方便了制备的污泥燃料颗粒可多种途径实现资源化。
本发明以窑炉产生的烟气为热源和载气，在一定温度下对污泥进行热解，在实现能源利用的同时去除烟气中NOx，实现了污泥的安全化、资源化利用，避免了现有污泥填埋、焚烧等处置方式的二次污染问题，实现了以废治废和多种污染物协同控制，是一种可行的污泥资源化利用方式。
本发明提出的工业规模化的污泥系统性资源化利用工艺，可将污泥制成砖，工艺稳定性高。
本发明处理方法简单，工艺流程短，处理成本低。处理装置结构紧凑，运行稳定性和可靠性好，处理过程无污染。特别是处理过程能源消耗低，降低处理成本，利于普及推广。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种污泥多级资源化的综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)污泥前期处理：在污泥中添加硫酸聚铁以破坏污泥中的絮体结构，硫酸聚铁的加入量为污泥总质量的5～7％，再经脱水处理；利用天然沸石或人工沸石对污泥脱水过程释放的臭气中的杂质进行吸附，吸附后的尾气达标排放，所述脱水处理具体为将污泥通过螺旋污泥泵泵送至污泥脱水机，将污泥强化脱水至50％以下，压滤脱水后的滤液中投加处理剂，以对重金属进行沉淀吸附处理；所述处理剂包括以下重量份的材料：50～55份的聚铝、10～15份的氯化铁和10～12份的泡花碱，所述处理剂的投加量为125～130g/m3；
(2)污泥和热烟气的热解：将来自窑炉的热烟气与经过步骤(1)处理后的污泥进行顺流接触，污泥颗粒吸收热量在缺氧条件下热解产生焦油、热解气和污泥焦，热烟气温度为480～520℃，氧含量为3～5％，热解反应温度为550～580℃；污泥颗粒的粒径为0.5～0.8mm，来自窑炉的热烟气首先通过多级旋风处理器，将直径10μm以上的粗颗粒物沉降，然后再通过布袋除尘器后，直径1～10μm的细颗粒拦截率达到99.9％；
(3)油气分离：将热解产生的油气进行分离，分离后的热解气流出经过除尘单元后，作为燃料和气体脱硝剂，送入窑炉的炉膛再燃烧区；热解气和烟气混合气送入窑炉的炉膛再燃烧区，温度为980～1000℃，空气过剩系数0.8～0.9；分离后的焦油输送到污水处理单元进行处理；
(4)资源化利用：将步骤(2)中生成的污泥焦进行资源化利用，向污泥焦中加入水泥和粉煤灰，水泥、粉煤灰和污泥焦的质量比为2～3:4～5:10～12；搅拌破碎混合，搅拌速度为3800～4200r/min，搅拌时间为1～2h，将混合料输入至陈化仓内进行陈化，陈化仓内保持温度为50～52℃，陈化时间为2～3h，成为陈化料，在搅拌破碎混合之后、混合料输入至陈化仓之前，将污泥通过变径螺旋绞龙进行连续挤压，在变径螺旋绞龙出口处的污泥达到挤压升温，离开变径螺旋绞龙出口的污泥呈松散状态；
(5)制得资源化成品：将上述陈化料导入模具中，将模具置于压力机中，成型压力为22～25Mpa，在最高压力处保压30～35s，放压卸下模具，取出砖坯；将砖坯风干，洒水自然养护10～20d，即得砖成品；
所述硫酸聚铁采用以下步骤制备：
a.将浓硫酸用去离子水稀释，制备硫酸溶液，硫酸溶液中硫酸的摩尔浓度为1～1.5moL/L；
b.将硫酸亚铁固体粉末加入至硫酸溶液中，制备硫酸亚铁溶液，其中硫酸亚铁的摩尔浓度为7～8moL/L；
c.向硫酸亚铁溶液中加入灰锰氧及乙烯基苯，使硫酸亚铁发生氧化、水解及聚合反应，制得硫酸聚铁溶液；
d.将硫酸聚铁溶液降温至1～3℃，同时向其中加入硫酸钾和硫酸锰，三者的质量比为1：1：1搅拌均匀，制备硫酸聚铁晶体。
CN201910657818.3A 2019-10-16 2019-10-16 一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统 Active CN110590119B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910657818.3A CN110590119B (zh) 2019-10-16 2019-10-16 一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910657818.3A CN110590119B (zh) 2019-10-16 2019-10-16 一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110590119A CN110590119A (zh) 2019-12-20
CN110590119B true CN110590119B (zh) 2022-01-28

Family

ID=68853028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910657818.3A Active CN110590119B (zh) 2019-10-16 2019-10-16 一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110590119B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101503255A (zh) * 2009-03-23 2009-08-12 中国科学院生态环境研究中心 利用多元复合絮凝沉降剂治理重金属污染的水体的方法
CN106277667A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 西南化工研究设计院有限公司 一种城市生活污泥资源化利用工艺
CN107879585A (zh) * 2017-11-21 2018-04-06 环境保护部华南环境科学研究所 一种污泥资源化利用装置及其方法
KR20180054939A (ko) * 2016-11-14 2018-05-25 한국에너지기술연구원 슬러지용 열분해 탄화장치 및 방법
CN110152591A (zh) * 2019-06-06 2019-08-23 华侨大学 一种城市河道污染底泥活性覆盖板的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108793356B (zh) * 2018-06-22 2021-06-11 湖北永绍科技股份有限公司 一种用于处理工业废水的聚合硫酸铁晶体的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101503255A (zh) * 2009-03-23 2009-08-12 中国科学院生态环境研究中心 利用多元复合絮凝沉降剂治理重金属污染的水体的方法
CN106277667A (zh) * 2016-08-29 2017-01-04 西南化工研究设计院有限公司 一种城市生活污泥资源化利用工艺
KR20180054939A (ko) * 2016-11-14 2018-05-25 한국에너지기술연구원 슬러지용 열분해 탄화장치 및 방법
CN107879585A (zh) * 2017-11-21 2018-04-06 环境保护部华南环境科学研究所 一种污泥资源化利用装置及其方法
CN110152591A (zh) * 2019-06-06 2019-08-23 华侨大学 一种城市河道污染底泥活性覆盖板的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110590119A (zh) 2019-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105859105B (zh) 一种污泥处理及资源化方法
CN108840544B (zh) 一种工业污泥资源化处理方法
CN105819644B (zh) 一种含油污泥无害化处理系统及方法
CN107339702B (zh) 一种水泥窑协同处置城乡生活垃圾的方法
CN101993181B (zh) 连续式印染污泥干化处理及资源化利用方法
WO2011116656A1 (zh) 生活垃圾与污水联合处理工艺
CN112275783A (zh) 一种飞灰脱毒处理方法及设备
CN105000775A (zh) 污泥深度脱水系统与方法
WO2019062350A1 (zh) 一种生活污泥的无害化处理方法及系统
CN113548815A (zh) 一种新型生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用系统及方法
CN109574451A (zh) 一种污泥干化综合利用的方法
CN206591021U (zh) 一种市政污泥处理系统
CN109910158A (zh) 利用城市污泥生产轻质装配式墙板的方法及生产线
CN204281524U (zh) 污泥处理系统
CN110590119B (zh) 一种污泥多级资源化的综合利用方法及其利用系统
CN110713182B (zh) 焦化废水污泥与焦油渣协同处理方法及系统
CN202038951U (zh) 一种污泥预处理与水泥窑综合利用的系统
WO2023231323A1 (zh) 利用水泥窑高效低碳处理垃圾渗滤液的方法及装置
CN116496071A (zh) 一种飞灰低碳陶粒及其制备方法和生产系统
CN214321269U (zh) 一种飞灰脱毒处理设备
CN106746401B (zh) 一种含油污泥处理的方法
CN105174994A (zh) 采用陶砂与烟道灰再生制备污泥陶粒的方法
CN213388312U (zh) 一种综合污泥处理系统
CN114877344A (zh) 一种连续式处置飞灰中二噁英的系统及方法
CN204356237U (zh) 用篦冷机处置污泥的水泥窑系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant