CN112499926A - 污泥脱水装置、烟气脱硫系统及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥脱水装置、利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统及其工艺。该装置包括化学软化装置、污泥脱水装置、污泥干化装置、研磨装置以及二氧化硫吸收装置，化学软化装置、污泥脱水装置、污泥干化装置、研磨装置以及二氧化硫吸收装置依次顺序连接。该工艺包括如下步骤：(1)废水进入化学软化装置形成化学污泥；(2)得到的化学污泥进入到污泥脱水装置进行脱水处理得到脱水污泥；(3)得到的脱水污泥进入污泥干化装置进行干化处理得到干化污泥；(4)干化污泥进入研磨装置进行研磨处理得到成品浆液或成品干粉；(5)成品浆液或成品干粉送至二氧化硫吸收装置产出石膏。该装置可以实现化学污泥的资源化利用、节省污泥处置成本。

Description

污泥脱水装置、烟气脱硫系统及其工艺
技术领域
本发明涉及水处理及大气治理技术领域，特别是涉及一种污泥脱水装置、利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统及其工艺。
背景技术
化学软化水处理技术是一种非常成熟和稳定的水处理工艺，广泛的应用在化学水处理、循环水处理、中水回用、高含盐废水零排放项目中。通过向水中投加石灰、碳酸钠、氢氧化钠、混凝剂和絮凝剂，与废水中的Ca2+、Mg2+、HCO3 -、CO3 2-反应生成CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2沉淀，该沉淀称为化学污泥，目前化学污泥是作为固体废物进行填埋，填埋成本在100～300元/吨。现有技术中化学污泥处理成本高，得不到良好的利用，资源化率低。
发明内容
基于此，有必要提供一种污泥脱水装置、利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统及其工艺。该利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统可以实现化学污泥的资源化利用、节省污泥处置成本、还为烟气脱硫系统提供了新的碳酸钙来源、降低了烟气脱硫的运行成本。
一种污泥脱硫装置，包括污泥干化装置、研磨装置以及二氧化硫吸收装置，所述污泥干化装置、所述研磨装置以及所述二氧化硫吸收装置依次顺序连接，所述污泥干化装置用于对脱水污泥进行干化处理得到干化污泥；所述研磨装置用于对所述干化污泥进行研磨处理得到成品浆液或成品干粉；所述二氧化硫吸收装置用于通过所述成品浆液或成品干粉对送入所述二氧化硫吸收装置中的烟气中的二氧化硫进行吸收并产出石膏。
在其中一个实施例中，所述污泥干化装置的热源选自电加热、天然气加热以及液体燃料加热中的一种或几种，所述污泥干化装置处理后的干化污泥的污泥含水率为10％～25％。
在其中一个实施例中，所述研磨装置为湿式球磨机和/或干磨制粉机，所述研磨装置研磨干化污泥至小于300目的污泥颗粒。
在其中一个实施例中，所述二氧化硫吸收装置为二氧化硫吸收塔。
一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统，包括化学软化装置、污泥脱水装置以及所述的污泥脱硫装置，所述化学软化装置、所述污泥脱水装置、所述污泥干化装置、所述研磨装置以及所述二氧化硫吸收装置依次顺序连接。
在其中一个实施例中，所述化学软化装置包括除硅高密池、V型滤池以及超滤装置中的一种或几种。
在其中一个实施例中，所述污泥脱水装置包括离心脱水机、皮带脱水机、板框压滤机、隔膜压滤机中的一种或几种，所述污泥脱水装置处理后的脱水污泥的污泥含水率为60％～70％。
在其中一个实施例中，所述污泥脱水装置的出液口还与所述化学软化装置连接，所述污泥脱水装置的脱水上清液通过所述出液口回流至所述化学软化装置。
在其中一个实施例中，所述利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统还包括分离脱水装置，所述分离脱水装置连接所述二氧化硫吸收装置，所述分离脱水装置用于对所述二氧化硫吸收装置中曝气氧化产生的石膏进行分离脱水。
在其中一个实施例中，所述分离脱水装置为分离脱水机。
一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，包括如下步骤：
(1)废水进入化学软化装置，向所述化学软化装置内投加药剂，所述药剂包括石灰、碳酸钠、氢氧化钠中的一种或几种，向废水中投加混凝剂和絮凝剂，使生成的沉淀团聚形成化学污泥；
(2)步骤(1)得到的所述化学污泥进入到污泥脱水装置进行脱水处理得到脱水污泥；
(3)步骤(2)得到的所述脱水污泥进入污泥干化装置进行干化处理得到干化污泥；
(4)步骤(3)得到的所述干化污泥进入研磨装置进行研磨处理得到成品浆液或成品干粉；
(5)将步骤(4)得到的所述成品浆液或成品干粉送至二氧化硫吸收装置，送入二氧化硫吸收装置中的烟气中的二氧化硫被所述成品浆液或成品干粉吸收，烟气中的二氧化硫与所述成品浆液反应生成亚硫酸钙，曝气氧化后产出石膏。
在其中一个实施例中，步骤(2)还包括如下步骤：所述污泥脱水装置的脱水上清液通过出液口回流至所述化学软化装置。
在其中一个实施例中，所述化学软化装置产出的化学污泥成分包括CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2，所述化学污泥的污泥含水率95％～99％。
在其中一个实施例中，所述污泥脱水装置处理后的脱水污泥的污泥含水率为60％～70％。
在其中一个实施例中，所述污泥干化装置处理后的干化污泥的污泥含水率为10％～25％。
在其中一个实施例中，所述成品浆液的含固率为25％～30％。
在其中一个实施例中，还包括如下步骤(6)：
(6)对步骤(5)产出的石膏进行分离，以作为建材资源化利用。
相比传统技术，本发明的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统及工艺具有如下有益效果。
1)通过污泥脱水装置与污泥干化装置的两级深度脱水，使得污泥含水率大幅降低，化学污泥量大大减小，降低了运输和操作的成本。
2)采用研磨装置对干化污泥进行研磨制浆和/或制粉，使干化污泥研磨至小于300目的污泥颗粒，大幅提高了污泥颗粒吸收SO2的反应活性。
3)采用污泥颗粒进行烟气脱硫，不仅节省了污泥处置费用，还大大降低了烟气脱硫的运行成本，达到了以废治废的目的。
4)本发明产出的石膏(硫酸钙)可以进一步资源化利用，如分离后作为建材资源化利用，实现整个项目的固体废物资源化循环利用。
附图说明
图1为本发明一实施例所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统示意图。
附图标记说明
10、利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统；100、化学软化装置；200、分离脱水装置；300、污泥脱水装置；400、污泥干化装置；500、研磨装置；600、二氧化硫吸收装置。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也即，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1所示，本发明一实施例提供了一种污泥脱水装置。
一种污泥脱水装置，包括污泥干化装置400、研磨装置500以及二氧化硫吸收装置600。
污泥干化装置400、所述研磨装置500以及所述二氧化硫吸收装置600依次顺序连接。污泥干化装置400用于对脱水污泥进行干化处理得到干化污泥。所述研磨装置500用于对所述干化污泥进行研磨处理得到成品浆液或成品干粉。二氧化硫吸收装置600用于通过所述成品浆液或成品干粉对送入所述二氧化硫吸收装置600中的烟气中的二氧化硫进行吸收并产出石膏。
在其中一个具体实施例中，污泥干化装置400的热源选自电加热、天然气加热以及液体燃料加热中的一种或几种，液体燃料加热可以是汽油、柴油等可燃液体。污泥干化装置400处理后的干化污泥的污泥含水率为10％～25％。
在其中一个具体实施例中，研磨装置500为湿式球磨机和/或干磨制粉机，研磨装置500研磨干化污泥至小于300目的污泥颗粒。
在其中一个具体实施例中，二氧化硫吸收装置600为二氧化硫吸收塔。
请参阅图1所示，本发明一实施例提供了一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统10。
一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统10，包括化学软化装置100、污泥脱水装置300以及上述的污泥脱硫装置。
化学软化装置100、污泥脱水装置300、污泥干化装置400、研磨装置500以及二氧化硫吸收装置600依次顺序连接。
在其中一个具体实施例中，化学软化装置100包括除硅高密池、V型滤池以及超滤装置中的一种或几种。例如在一个实施例中，化学软化装置100为除硅高密池。在另一个实施例中化学软化装置100为V型滤池。在另一个实施例中化学软化装置100为超滤装置。
在其中一个具体实施例中，污泥脱水装置300包括离心脱水机、皮带脱水机、板框压滤机、隔膜压滤机中的一种或几种，污泥脱水装置300处理后的脱水污泥的污泥含水率为60％～70％。例如在一个实施例中，污泥脱水装置300为离心脱水机。在另一个实施例中，污泥脱水装置300为皮带脱水机。在另一个实施例中，污泥脱水装置300为板框压滤机。在另一个实施例中，污泥脱水装置300为隔膜压滤机。
在其中一个具体实施例中，污泥脱水装置300的出液口还与化学软化装置100连接，污泥脱水装置300的脱水上清液通过出液口回流至化学软化装置100。
在其中一个具体实施例中，利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统10还包括曝气氧化装置700，曝气氧化装置700连接于二氧化硫吸收装置600以用于对二氧化硫吸收装置600产生的亚硫酸钙曝气氧化产生石膏。
在其中一个具体实施例中，利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统10还包括分离脱水装置200，分离脱水装置200连接二氧化硫吸收装置600，分离脱水装置200用于对二氧化硫吸收装置600中曝气氧化产生的石膏进行分离脱水。分离脱水装置200为分离脱水机。
本发明的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统10具有如下有益效果。
1)通过污泥脱水装置300与污泥干化装置400的两级深度脱水，使得污泥含水率大幅降低，化学污泥量大大减小，降低了运输和操作的成本。
2)采用研磨装置500对干化污泥进行研磨制浆和/或制粉，使干化污泥研磨至小于300目的污泥颗粒，大幅提高了污泥颗粒吸收SO2的反应活性。
3)采用污泥颗粒进行烟气脱硫，不仅节省了污泥处置费用，还大大降低了烟气脱硫的运行成本，达到了以废治废的目的。
4)本发明产出的石膏(硫酸钙)可以进一步资源化利用，如分离后作为建材资源化利用，实现整个项目的固体废物资源化循环利用。
本发明一实施例还提供了一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺。
一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，包括如下步骤：
(1)废水进入化学软化装置100，向化学软化装置100内投加药剂，药剂包括石灰、碳酸钠、氢氧化钠中的一种或几种，废水中的Ca2+、Mg2+、HCO3-或者CO3 2-分别与药剂反应生产CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2沉淀，在通过向废水中投加混凝剂和絮凝剂，使生成的沉淀团聚形成化学污泥；
(2)步骤(1)得到的化学污泥进入到污泥脱水装置300进行脱水处理得到脱水污泥；
(3)步骤(2)得到的脱水污泥进入污泥干化装置400进行干化处理得到干化污泥；
(4)步骤(3)得到的干化污泥进入研磨装置500进行研磨处理得到成品浆液或成品干粉；
(5)将步骤(4)得到的成品浆液或成品干粉送至二氧化硫吸收装置600，送入二氧化硫吸收装置600中的烟气中的二氧化硫被成品浆液或成品干粉吸收，烟气中的二氧化硫与成品浆液反应生成亚硫酸钙，曝气氧化后产出石膏。
在其中一个具体实施例中，步骤(2)还包括如下步骤：污泥脱水装置300的脱水上清液通过出液口回流至化学软化装置100。
在其中一个具体实施例中，化学软化装置100产出的化学污泥成分包括CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2，化学污泥的污泥含水率95％～99％。
在其中一个具体实施例中，污泥脱水装置300处理后的脱水污泥的污泥含水率为60％～70％。
在其中一个具体实施例中，污泥干化装置400处理后的干化污泥的污泥含水率为10％～25％。
在其中一个具体实施例中，成品浆液的含固率为25％～30％。
在其中一个具体实施例中，还包括如下步骤：
(6)对步骤(5)产出的石膏进行分离，以作为建材资源化利用。
实施例1
本实施例提供了一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统10。
请参阅图1所示，一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统10，包括化学软化装置100、分离脱水装置200、污泥脱水装置300、污泥干化装置400、研磨装置500、二氧化硫吸收装置600、曝气氧化装置700。
化学软化装置100、污泥脱水装置300、污泥干化装置400、研磨装置500、二氧化硫吸收装置600、曝气氧化装置700以及分离脱水装置200依次顺序连接。
化学软化装置100包括除硅高密池。
污泥脱水装置300包括离心脱水机。
污泥干化装置400的热源选自电加热。
研磨装置500为湿式球磨机和/或干磨制粉机。
污泥脱水装置300的出液口还与化学软化装置100连接，污泥脱水装置300的脱水上清液通过出液口回流至化学软化装置100。
二氧化硫吸收装置600对产生的亚硫酸钙曝气氧化产生石膏。
分离脱水装置200用于对曝气氧化产生的石膏进行分离脱水。
二氧化硫吸收装置600为二氧化硫吸收塔。
实施例2
本实施例提供了一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺。
废水来自某零排放项目废水，废水的相关参数如下：流量Q＝9000m3/d，COD＝85mg/L，TDS＝2790mg/L，HCO3-＝183mg/L，Cl-＝1150mg/L，SO4 2-＝300mg/L，pH＝7～8。具体处理工艺如下。
(1)项目废水进入化学软化装置100，向化学软化装置100内投加石灰、碳酸钠，废水中的Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO3 2-与药剂反应生产CaCO3和Mg(OH)2沉淀，在通过向废水中投加混凝剂和絮凝剂，使生成的沉淀团聚形成化学污泥。
各药剂投加量如下表1。
表1
药剂名称 石灰 碳酸钠 聚合硫酸铁 PAM
投加量(mg/L) 273 501 50 3
化学污泥经过沉淀池沉淀分离，污泥集中在沉淀池的底部。沉淀池内的化学污泥的污泥含水率98％。化学污泥干基组分见下表2。
表2
组分 碳酸钙 氢氧化镁 三氧化二铁 杂质
含量(％) 83.8 14.2 1.4 0.6
(2)步骤(1)得到的污泥含水率98％的化学污泥进入到污泥脱水装置300进行脱水处理得到脱水污泥，污泥脱水装置300采用隔膜压滤机；污泥脱水装置300的脱水上清液通过出液口回流至化学软化装置100。污泥脱水装置300处理后的脱水污泥的污泥含水率为65％。
(3)步骤(2)得到的污泥含水率为65％的脱水污泥进入污泥干化装置400进行干化处理得到干化污泥，做为脱硫钙剂备用。污泥干化装置400处理后的干化污泥的污泥含水率为20％。
(4)步骤(3)得到的干化污泥与工业用水一同进入到湿式球磨机进行研磨和配浆；干化污泥经卧式湿式球磨机研磨成300目的污泥颗粒，与工业用水混合制备成含固率25％的成品浆液，备用。
(5)将步骤(4)得到的成品浆液送至二氧化硫吸收塔，二氧化硫吸收塔内烟气流速2.5m/s，钙硫比1.02，送入二氧化硫吸收装置600中的烟气中的二氧化硫被成品浆液吸收，烟气中的二氧化硫与成品浆液反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙通过曝气氧化后产出石膏。烟气脱硫效果如下表3。
表3
Figure BDA0002770219570000091
(6)对步骤(5)产出的石膏进行分离和脱水处理，最终产出的成品石膏可以作为建材资源化利用。
相比传统技术，本发明的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统10及工艺具有如下有益效果。
1)通过污泥脱水装置300与污泥干化装置400的两级深度脱水，使得污泥含水率大幅降低，化学污泥量大大减小，降低了运输和操作的成本。
2)采用研磨装置500对干化污泥进行研磨制浆和/或制粉，使干化污泥研磨至小于300目的污泥颗粒，大幅提高了污泥颗粒吸收SO2的反应活性。烟道气中的SO2与石灰石(CaCO3)、生石灰(CaO)和熟石灰(Ca(OH)2)等发生反应，产生了一种亚硫酸盐和硫酸盐的混合物，最终通过氧气氧化，生成石膏，从而使烟气中的SO2得以去除，烟气达标排放。
3)采用污泥颗粒进行烟气脱硫，不仅节省了污泥处置费用，还大大降低了烟气脱硫的运行成本，达到了以废治废的目的。
4)本发明产出的石膏(硫酸钙)可以进一步资源化利用，如分离后作为建材资源化利用，实现整个项目的固体废物资源化循环利用。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种污泥脱硫装置，其特征在于，包括污泥干化装置、研磨装置以及二氧化硫吸收装置，所述污泥干化装置、所述研磨装置以及所述二氧化硫吸收装置依次顺序连接，所述污泥干化装置用于对脱水污泥进行干化处理得到干化污泥；所述研磨装置用于对所述干化污泥进行研磨处理得到成品浆液或成品干粉；所述二氧化硫吸收装置用于通过所述成品浆液或成品干粉对送入所述二氧化硫吸收装置中的烟气中的二氧化硫进行吸收并产出石膏。
2.根据权利要求1所述的污泥脱硫装置，其特征在于，所述污泥干化装置的热源选自电加热、天然气加热以及液体燃料加热中的一种或几种，所述污泥干化装置处理后的干化污泥的污泥含水率为10％～25％。
3.根据权利要求1所述的污泥脱硫装置，其特征在于，所述研磨装置为湿式球磨机和/或干磨制粉机，所述研磨装置研磨干化污泥至小于300目的污泥颗粒。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的污泥脱硫装置，其特征在于，所述二氧化硫吸收装置为二氧化硫吸收塔。
5.一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统，其特征在于，包括化学软化装置、污泥脱水装置以及权利要求1-4任意一项所述的污泥脱硫装置，所述化学软化装置、所述污泥脱水装置、所述污泥干化装置、所述研磨装置以及所述二氧化硫吸收装置依次顺序连接。
6.根据权利要求5所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统，其特征在于，所述污泥脱水装置的出液口还与所述化学软化装置连接，所述污泥脱水装置的脱水上清液通过所述出液口回流至所述化学软化装置。
7.根据权利要求5所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统，其特征在于，所述利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫系统还包括分离脱水装置，所述分离脱水装置连接所述二氧化硫吸收装置，所述分离脱水装置用于对所述二氧化硫吸收装置中曝气氧化产生的石膏进行分离脱水。
8.一种利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)废水进入化学软化装置，向所述化学软化装置内投加药剂，所述药剂包括石灰、碳酸钠、氢氧化钠中的一种或几种，向废水中投加混凝剂和絮凝剂，使生成的沉淀团聚形成化学污泥；
(2)步骤(1)得到的所述化学污泥进入到污泥脱水装置进行脱水处理得到脱水污泥；
(3)步骤(2)得到的所述脱水污泥进入污泥干化装置进行干化处理得到干化污泥；
(4)步骤(3)得到的所述干化污泥进入研磨装置进行研磨处理得到成品浆液或成品干粉；
(5)将步骤(4)得到的所述成品浆液或成品干粉送至二氧化硫吸收装置，送入二氧化硫吸收装置中的烟气中的二氧化硫被所述成品浆液或成品干粉吸收，烟气中的二氧化硫与所述成品浆液反应生成亚硫酸钙，曝气氧化后产出石膏。
9.根据权利要求8所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，其特征在于，步骤(2)还包括如下步骤：所述污泥脱水装置的脱水上清液通过出液口回流至所述化学软化装置。
10.根据权利要求8所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，其特征在于，所述化学软化装置产出的化学污泥成分包括CaCO3、MgCO3和Mg(OH)2，所述化学污泥的污泥含水率95％～99％。
11.根据权利要求8-10任意一项所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，其特征在于，所述污泥脱水装置处理后的脱水污泥的污泥含水率为60％～70％。
12.根据权利要求8-10任意一项所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，其特征在于，所述污泥干化装置处理后的干化污泥的污泥含水率为10％～25％。
13.根据权利要求8-10任意一项所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，其特征在于，所述成品浆液的含固率为25％～30％。
14.根据权利要求8-10任意一项所述的利用水处理副产化学污泥的烟气脱硫工艺，其特征在于，还包括如下步骤(6)：
(6)对步骤(5)产出的石膏进行分离，以作为建材资源化利用。
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CN113398749A (zh) * 2021-05-14 2021-09-17 国能宿州热电有限公司 一种燃煤电厂水质净化系统含钙污泥资源化回用系统的投放工艺

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