CN111908762B - 一种污泥资源化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥资源化处理工艺，本工艺采用脱水、预调制、高温高压、瞬间释压、污泥混合、生化处理等步骤，集污泥释压干化、污泥释压破解在同一步骤中，不仅为低碳废水提供了碳源，还为工艺提供了能源，最终实现了污泥资源化利用。

Description

一种污泥资源化处理工艺
技术领域
本发明属于污泥处理领域，具体涉及一种污泥资源化处理工艺。
背景技术
随着我国污水处理工程的发展，产生的污泥量也日益增加，由于污泥处理费用占污水处理厂总运行和总投资费用比例均在40%左右，全国污水处理工程中设置有污泥稳定处理的还不到1/4，污水厂中污泥未经任何处理直接农用的占60%以上，不符合污泥农用卫生标准，存在较大的安全隐患。
而污水厂污泥是一种良好的有机废物，只要通过合理的处理，即可以变废为宝，将其转化为能源物质。既可以作为污水碳源利用，又可以作为能源物质利用。CN111170603A公开了一种污泥高效资源化利用系统及其处理方法，该发明实现了对污泥有机质和无机质全方位资源化利用，其中有机质资源化利用途径包括消化产生的沼气和干化蒸发水处理产生的粉尘、吹脱气送入焚烧炉增加热值，焚烧发电供系统设备运行，但是由于污泥的特殊性质，该方法具有工艺复杂，建设和运行成本高，因此难以大规模推广。CN111153578A公开了一种基于污泥二级热水解高级厌氧消化装置，采用二级热解反应，最终实现了污泥资源化，但是即便采用二级热解的方式，也不能充分将污泥破解，只是将部分微生物破解，能耗高，现阶段需要一种能够快速实现资源化处理的污泥处理工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥资源化处理工艺。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
本发明公开了一种污泥资源化处理工艺，包括如下步骤：
1）脱水：将剩余污泥输送至脱水工艺进行脱水，脱水后的污泥含水率在80%-85%；
2）预调制：将脱水后的剩余污泥输送到调制罐，并向调制罐内通入水蒸气进行调制，调制罐内的污泥温度控制在80-95℃；
3）高温高压：将调制后的污泥输送至高温高压罐内，并对高温高压罐进行加热，温度≥260摄氏度，压力≥15巴；
4）瞬间释压：所述高温高压罐设置电磁阀，所述电磁阀连接收集承压罐，所述收集承压罐设置温度压力传感器，所述高温高压罐体积为收集承压罐体积的1/5-10；
当污泥干化处理时，通过控制电磁阀控制释压程度，当收集承压罐超过4巴时关闭电磁阀，并开启收集承压罐顶部设置的泄压阀并收集水蒸气，同时获得干化污泥；
当处理厂污水中碳源不足时，通过控制电磁阀控制释压程度，当收集承压罐超过8巴时关闭电磁阀；所述收集承压罐罐体为可导热材质，并在所述收集承压罐外部设置污泥导管，将收集承压罐罐体与污泥导管接触并实现热传递，降低收集承压罐内温度，当温度降低至30-60℃时，释压并收集罐体内破解污泥；
5）污泥混合：将部分预调制的剩余污泥与破解污泥混合，混合比例为（1-5）:（1-5）；
6）生化处理：污泥混合步骤得到的混合浆液输送至厌氧池作为碳源，并向厌氧池中输送污水；厌氧处理后续依次设置好氧步骤和沉淀步骤；
7）步骤4）获得的干化污泥以及步骤6中的厌氧处理过程中产生的生物气作为燃料提供热能。
进一步地，所述高温高压罐和收集承压罐均为圆桶形结构，所述高温高压罐设置在收集承压罐顶部并且密封承压连接；所述高温高压罐底部设置有电磁阀；所述电磁阀连通所述收集承压罐，所述收集承压罐内设置内筛桶和外筛桶，所述内筛桶、外筛桶、高温高压罐及收集承压罐的中轴线在同一直线上，所述收集承压罐内设置刮泥装置，所述刮泥装置包括刮泥轴、刮泥杆、刮泥支杆及刮泥组件；所述刮泥轴连接刮泥杆，刮泥杆连接刮泥支杆，所述刮泥支杆上设置刮泥组件；
进一步地，所述刮泥支杆上设置的刮泥组件与收集承压罐的内壁、内筛桶的内外壁以及外筛桶的内外壁均接触；
进一步地，所述冷却液为所述剩余污泥；
进一步地，所述收集承压罐产生的水蒸气用于污泥预调制；
进一步地，所述污水为城市生活污水；
进一步地，所述污水为含氮污水。
本发明的污泥资源化处理工艺，至少具有以下优点：
1.在高温高压罐内可以快速将罐体内的污泥加热至指定温度，不需要外加气体即可实现罐体高压，高温高压下破坏菌胶体结构，及细胞壁结构；
2.高温高压罐内温度及压力达到指定值，瞬间开启电磁阀，浆液高压作用下喷射进收集承压罐，由于压力瞬间降低，生物污泥中细胞的外部压力瞬间释放，细胞内的压力将经过高温高压的细胞壁压裂，细泡破裂；
3.高温高压浆液瞬间降压使得浆液中的水分瞬间蒸发，当收集承压罐内压力超过指定阈值，开启压力阀进行泄压，此时高压水蒸气开始释放，收集承压罐内的压力进一步释放，高温高压状态下的浆液进一步气化；
4.控制收集承压罐内压力，可以阶段性控制细胞破解及干化过程，既可以实现污泥干化，又可以有效破解污泥，将污泥作为碳源进行厌氧处理，得到生物气能源；
5.剩余污泥中的细胞结构经过水蒸气调制、高温高压、泄压爆裂后，由于蛋白质变性、细胞结构破裂，在实现污泥干化的同时，能够有效杀灭该类有害微生物或病毒。
附图说明
图1是一种污泥资源化处理工艺示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
1）脱水：将剩余污泥输送至脱水工艺进行脱水，脱水后的污泥含水率在80%-85%；
2）预调制：将脱水后的剩余污泥输送到调制罐，并向调制罐内通入水蒸气进行调制，调制罐内的污泥温度控制在80-95℃；
3）高温高压：将调制后的污泥输送至高温高压罐内，并对高温高压罐进行加热，温度280摄氏度，压力20巴；
4）瞬间释压：所述高温高压罐设置电磁阀，所述电磁阀连接收集承压罐，所述收集承压罐设置温度压力传感器，所述高温高压罐体积为收集承压罐体积的1/10；
当污泥干化处理时，通过控制电磁阀控制释压程度，当收集承压罐超过4巴时关闭电磁阀，并开启收集承压罐顶部设置的泄压阀并收集水蒸气，同时获得干化污泥；
当处理厂污水碳源不足时，通过控制电磁阀控制释压程度，当收集承压罐10巴时关闭电磁阀；所述收集承压罐罐体为可导热材质，并在所述收集承压罐外部设置污泥导管，将收集承压罐罐体与污泥导管接触并实现热传递，降低收集承压罐内温度，当温度降低至60℃时，泄压并收集罐体内破解污泥；
5）污泥混合：将部分预调制的剩余污泥与破解污泥混合，体积混合比例为1:1；
6）生化处理：污泥混合步骤得到的混合浆液输送至厌氧池作为碳源，并向厌氧池中输送污水；厌氧处理后续依次设置好氧步骤和沉淀步骤；
7）步骤4）获得的干化污泥以及步骤6）中的厌氧处理过程中产生的生物气作为燃料提供热能。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (4)

1.一种污泥资源化处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)脱水：将剩余污泥输送至脱水工艺进行脱水，脱水后的污泥含水率在80％-85％；
2)预调制：将脱水后的剩余污泥输送到调制罐，并向调制罐内通入水蒸气进行调制，调制罐内的污泥温度控制在80-95℃；
3)高温高压：将调制后的污泥输送至高温高压罐内，并对高温高压罐进行加热，温度280摄氏度，压力20巴，高温高压罐内不外加气体即可实现高压；
4)瞬间释压：所述高温高压罐设置电磁阀，所述电磁阀连接收集承压罐，所述收集承压罐设置温度压力传感器，所述高温高压罐体积为收集承压罐体积的1/（5-10）；
当污泥干化处理时，通过控制所述电磁阀控制释压程度，当收集承压罐超过4巴时关闭所述电磁阀，并开启收集承压罐顶部设置的泄压阀并收集水蒸气，同时获得干化污泥；
当处理厂污水中碳源不足时，通过控制所述电磁阀控制释压程度，当收集承压罐超过8巴时关闭所述电磁阀；所述收集承压罐罐体为可导热材质，并在所述收集承压罐外部设置污泥导管，将收集承压罐罐体与污泥导管接触并实现热传递，降低收集承压罐内温度，当温度降低至30-60℃时，释并收集罐体内破解污泥；
5)污泥混合：将部分预调制的剩余污泥与破解污泥混合，混合比例为（1-5）:（1-5）；
6)生化处理：污泥混合步骤得到的混合浆液输送至厌氧池作为碳源，并向厌氧池中输送污水；厌氧处理后续依次设置好氧步骤和沉淀步骤；
7)步骤4)获得的干化污泥以及步骤6中的厌氧处理过程中产生的生物气作为燃料提供热能；
所述高温高压罐和收集承压罐均为圆桶形结构，所述高温高压罐设置在收集承压罐顶部并且密封承压连接；所述电磁阀设置于高温高压罐底部；所述电磁阀连通所述收集承压罐，所述收集承压罐内设置内筛桶和外筛桶，所述内筛桶、外筛桶、高温高压罐及收集承压罐的中轴线在同一直线上，所述收集承压罐内设置刮泥装置，所述刮泥装置包括刮泥轴、刮泥杆、刮泥支杆及刮泥组件；所述刮泥轴连接刮泥杆，刮泥杆连接刮泥支杆，所述刮泥支杆上设置刮泥组件；所述收集承压罐产生的水蒸气用于污泥预调制。
2.如权利要求1所述的污泥资源化处理工艺，其特征在于：所述刮泥支杆上设置的刮泥组件与收集承压罐的内壁、内筛桶的内外壁以及外筛桶的内外壁均接触。
3.如权利要求1所述的污泥资源化处理工艺，其特征在于：所述污水为城市生活污水。
4.如权利要求1所述的污泥资源化处理工艺，其特征在于：所述污水为含氮污水。
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