CN113292213A - 一种污泥直接干化和焚烧一体化系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥直接干化和焚烧一体化系统及其工作方法，包括污泥池、沼气池和污泥干化装置，所述污泥池的湿污泥出口连接沼气池，沼气池的沼气出口连接燃烧装置，燃烧装置的高温烟气出口连接污泥干化装置，污泥干化装置还和污泥池的湿污泥出口以及沼气池的污泥出口连接，所述污泥干化装置的干化污泥出口连接燃烧装置的干化污泥入口。本发明实现自供热干燥，不需要额外的供热燃料，在处理污泥的同时，也实现了自供热干燥循环，节约了大量的资源，成本大大降低，适合工业生产推广。

Description

一种污泥直接干化和焚烧一体化系统及其工作方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体属于一种污泥直接干化和焚烧一体化系统及其工作方法。

背景技术

污泥中含有大量有机质和营养元素，同时含有大量的重金属物质、病原菌、病毒微生物和大量的毒性有机物，若处置不当，会给环境造成严重的二次污染。常用的污泥处置方法主要有填埋、焚烧和土地利用等，其中污泥焚烧又可分为直接焚烧和混合焚烧，具有减容、减量和无害化等优点，可充分利用污泥中有机质的化学能，杀死各类病原体、病菌，分解大部分的毒性有机物，具有广阔的发展前景。

而目前由于收集污水和雨水渠道严密程度的不同，污泥的含水率不同，而且污泥焚烧和干化技术需要消耗大量的煤炭、天然气等燃料助燃，造成资源的浪费，因此需要提供一种更加节约能源的污泥直接干化和焚烧一体化系统解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种污泥直接干化和焚烧一体化系统及其工作方法，解决目前污泥干化和焚烧技术需要消耗大量的资源的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，包括污泥池、沼气池和污泥干化装置，所述污泥池的湿污泥出口连接沼气池，沼气池的沼气出口连接燃烧装置，燃烧装置的高温烟气出口连接污泥干化装置，污泥干化装置还和污泥池的湿污泥出口以及沼气池的污泥出口连接，所述污泥干化装置的干化污泥出口连接燃烧装置的干化污泥入口。

进一步的，所述污泥池的湿污泥出口通过压滤装置和污泥干化装置连接，所述压滤装置用于压滤脱水湿污泥。

进一步的，所述压滤装置的出口还和物料混合器连接，所述物料混合器中设置有生物质粉末，所述物料混合器用于混合生物质粉末和压滤脱水的湿污泥，所述物料混合器的混合物料出口连接燃烧装置的入口。

进一步的，还包括尾气处理装置，所述尾气处理装置的入口连接污泥干化装置，所述尾气处理装置的内腔中设有多个喷嘴，所述喷嘴用于喷淋尾气处理装置的内腔中的烟气；

所述尾气处理装置的内腔中还设有除臭装置，所述除臭装置用于吸收烟气中刺激性气味。

进一步的，所述压滤装置的废水出口输出的废水和药品混合后接入喷嘴中，所述喷嘴用于对烟气脱硫脱硝；

所述尾气处理装置的出口连接有冷凝器。

进一步的，所述燃烧装置的侧壁设有燃烧器，所述燃烧器连通燃气装置的内腔，所述燃烧器内伸入有可伸缩点火枪，所述燃烧装置的底部设有用于接收燃烧后灰分的残渣灰斗。

进一步的，所述污泥干化装置的侧壁设有电机，所述电机的输出端连接中轴，所述中轴上一体化设有螺旋桨叶。

本发明还提供一种污泥直接干化和焚烧一体化系统的工作方法，包括以下步骤：

污泥池中的湿污泥送入沼气池中进行发酵，沼气池发酵产生的沼气送入燃烧装置中作为燃料，燃烧装置产生的高温烟气输入污泥干化装置中干燥沼气池输入的污泥和污泥池输入的污泥，污泥干化装置产生的干燥污泥输入燃烧装置中，干燥污泥和沼气构成燃烧装置的燃料。

进一步的，所述污泥干化装置的烟气出口连接尾气处理装置，尾气处理装置采用除臭脱硫脱硝一体化系统，对污泥干化装置输出的烟气进行脱硫脱硝和除臭，经过处理后的烟气输入至冷凝器中，冷凝器对处理后的烟气进行消白处理后排出外界。

进一步的，燃烧装置的底部设置有残渣灰斗，残渣灰斗接收燃烧装置燃烧产生的灰烬，然后对残渣灰斗中的灰烬采用微波水热法进行处理。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，污泥池的污泥出口一部分连接在沼气池上，另一部分送入污泥干化装置中，沼气池中的污泥能够生成燃烧装置燃烧所需的沼气燃料，同时发酵完成的污泥能够送入污泥干化装置中进行干化，污泥干化装置的烘干热源通过燃烧装置即可实现，而且污泥干化装置干化后的干燥污泥能够送入燃烧装置中进行燃烧，本发明充分利用了余热；而且系统既可以生成污泥燃料，也可以燃烧燃料产生热量，实现自供热干燥，不需要额外的供热燃料，在处理污泥的同时，也实现了自供热干燥循环，节约了大量的资源，成本大大降低，适合工业生产推广。

进一步的，在湿污泥送入污泥干化装置中经过压滤装置压滤脱水，减少了湿污泥的含水率，降低了湿污泥和高温烟气的换热量，成本进一步得到降低。

进一步的，压滤装置压滤脱水后还将一部分污泥送入物料混合器中，污泥和生物质粉末混合后，充分利用了生物质的离散化作用，提高污泥干燥和燃烧效率。混合燃料在燃烧室燃烧，生物质燃料在燃烧过程中可以抑制NO_x的产生。

进一步的，污泥干化装置连接的尾气处理装置，通过尾气处理装置能够将污泥干化装置输入的烟气进行脱硫脱硝和除臭，保证排出外界的烟气无毒无害，符合环保的标准。

进一步的，脱硫脱硝中的水分由压滤装置进行提供，充分利用了整个系统中产生的废物，资源进行了充分的利用，减少有毒有害物质产生，整个系统环保绿色无污染。

进一步的，污泥干化装置通过螺旋桨叶输送污泥，增加污泥和高温烟气的换热时间，保证污泥的干燥程度，确保干燥污泥在燃烧装置中燃烧的充分性。

本发明还提供一种污泥直接干化和焚烧一体化系统的工作方法，整个工作方法充分利用了余热，既可以生成污泥燃料，也可以燃烧燃料产生热量，实现自供热干燥，而且在干燥污泥产生的烟气能够进行脱硫脱硝和除臭，在经过处理后能够经过冷凝器进行消白处理后排出外界，而且燃烧装置燃烧产生的废屑进入残渣灰斗后，经过微波水热法进行处理，实现重金属的无害化处理，整个工作方法绿色环保，自产燃料自供热，尾气和燃烧残渣处理环保，实现污泥节能环保处理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

附图中：1-沼气池；2-污泥池；3-压滤装置；4-物料混合器；5-电机；6-中轴；7-螺旋桨叶；8-污泥干化装置；9-尾气处理装置；10-除臭装置；11-喷嘴；12-脱硫脱硝装置；13-高温烟气出口；14-燃烧室；15-残渣灰斗；16-燃烧器；17-可伸缩点火枪；18-冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明提供一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，包括污泥发酵装置，燃烧装置，污泥干化装置8和尾气处理装置9，污泥发酵装置将一部分污泥进行发酵生成沼气，另一部分污泥送入污泥干化装置8进行干燥，污泥发酵装置产生的沼气输入燃烧装置中进行燃烧，燃烧装置燃烧产生的高温烟气进入污泥干化装置8中干燥污泥，污泥干化装置8干燥的污泥送入燃烧装置中作为燃料进行燃烧，污泥干化装置8燃烧后的烟气经过尾气处理装置9进行脱硫脱硝和除臭后排出外界；

具体的，污泥发酵装置包括沼气池1和污泥池2，沼气池1的湿污泥入口和污泥池2的湿污泥出口连接，一部分湿污泥从污泥池2中抽入沼气池1进行发酵，沼气用于燃烧器16的燃烧；本发明中的污泥池2中的污泥一部分用于生成沼气，一部分可用于干燥生成干燥燃料。

具体的，燃烧装置设置在整个系统的下方，其包括燃烧室14和带有可伸缩点火枪17的燃烧器16；燃烧器16连通设置在燃烧室14左侧，燃烧器16和沼气池1的沼气出口连接，沼气池1发酵产生的沼气输入到燃烧器16中，可伸缩点火枪17能够伸入到燃烧室14内；燃烧后灰分落入残渣灰斗15中，其中，燃烧器16内的燃料还输入有燃烧装置输出的干燥污泥，燃气器16中通入沼气、空气或干燥污泥燃料，通过可伸缩点火枪17点燃混合燃料，燃烧室14中产生的高温烟气通过高温烟气出口通入污泥干化装置8中；

在本实施例中，燃烧室14的底部设有残渣灰斗15，残渣灰斗15接收燃烧室14燃烧混合燃料产生的灰渣，收集的灰渣能够通过微波水热法对其进行处理，实现重金属的无害化处理；

在本实施例中，污泥池2还连接有压滤装置3，污泥池2的输出的湿污泥先进入压滤装置3中，压滤装置3压滤脱水后，将脱水后的污泥一部分送入污泥干化装置8中，另一部分送入物料混合器4中；

在本实施例中，物料混合器4连接在燃烧室16上，物料混合器4中加入有生物质粉末，脱水后的污泥和生物质粉末按一定比例混合，并通入燃烧室14中干燥燃烧，充分利用了生物质的离散化作用，提高污泥干燥和燃烧效率。混合燃料在燃烧室14燃烧，生物质在燃烧过程中可以抑制NO_x的产生，且高温烟气作为高温介质通入物料干化装置8干燥污泥，产出的干燥污泥可作为燃烧器燃料之一。

在本实施例中，生物质粉末采用松木屑或花生壳等，废物进行利用作为和污泥的混合材料。

具体的，污泥干化装置8的内腔中设有中轴6，中轴6上一体成型有螺旋桨叶7，中轴6的一端和电机5的输出端连接，电机5驱动中轴6转动从而带动螺旋桨叶7进行转动，通过螺旋桨叶7螺旋推进，使污泥在污泥干化装置8中翻滚前进，与高温烟气充分换热，污泥干化装置8的干燥污泥出口输出干燥污泥，干燥污泥能够输入燃烧装置的燃烧器16中作为燃料，而且干燥污泥还能够用于外售。

在本实施例中，污泥干化装置8的入口直接和沼气池1的污泥出口连接，沼气池1底部的污泥送入污泥干化装置8中直接进行干燥；

具体的，污泥干化装置8的烟气出口连接尾气处理装置9，尾气处理装置9为除臭脱硫脱硝一体化系统，主要包括除臭装置10和脱硫脱硝装置12；除臭装置10和脱硫脱硝装置12均位于污泥干化装置8的内腔中，脱硫脱硝装置12包括若干个喷嘴11，所述喷嘴11用于对烟气进行喷淋，实现脱硫脱硝，除臭装置10为化学试剂除臭，可以充分吸收烟气的刺激性气味；

在本实施例中，喷嘴11喷淋的水源由压滤装置3压滤污泥产生的废水，在废水中加入药品，通过喷嘴11喷淋处理烟气，本实施例中，药品采用含氯消毒剂或明矾等；尾气处理装置9的出口连接冷凝器18，在烟气经过脱硫脱硝除臭处理后，通入冷凝器18进行消白处理后排出。

本发明的密闭性良好，燃烧干燥过程中不存在烟气漏出，烟气经过多道工序处理后，经过冷凝器18冷凝排出；整个系统进行了余热利用；系统既可以生成污泥燃料，也可以燃烧燃料产生热量，实现自供热干燥。

在本发明的另一实施例中，提供一种污泥直接干化和焚烧一体化系统的工作方法，包括以下步骤：

污泥池2中的湿污泥被抽入沼气池1中进行发酵，沼气池1发酵产生的沼气送入燃烧装置中作为燃料，燃烧装置通过可伸缩点火枪17点燃燃烧室14，燃烧室14产生的高温烟气输入污泥干化装置8中干燥沼气池输入的污泥和污泥池2输入的污泥，污泥干化装置8产生的干燥污泥输入燃烧装置中，干燥污泥和沼气构成燃烧装置的燃料；

同时，压滤装置3接收污泥池2中的湿污泥，将湿污泥进行压滤脱水，然后将脱水后的污泥一部分送入物料混合器4中，将污泥和生物质粉末混合作为混合燃料送入燃烧室14中进行燃烧，燃烧产生的灰烬落入残渣灰斗15中，通过微波水热法对其进行处理，实现重金属的无害化处理；

压滤装置3输出另一部分脱水的污泥至污泥干化装置8中，沼气池1底部的污泥直接输入污泥干化装置8中，污泥干化装置8输入燃烧装置产生的高温烟气，污泥通过污泥干化装置8中的螺旋桨叶7螺旋推进，使污泥在污泥干化装置8中翻滚前进，与高温烟气充分换热，污泥干化装置输出的干燥污泥一部分能够输入燃烧装置中作为燃料，一部分能够外售；

污泥干化装置8输出的烟气经过脱硫脱硝装置12进行脱硫脱硝，其中脱硫脱硝装置12的水源来源于压滤装置3压滤污泥产生的废水，在废水中加入药品，通过喷嘴11喷淋处理烟气，经过处理后的烟气经过冷凝器进行消白处理后排出外界。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，其特征在于，包括污泥池(2)、沼气池(1)和污泥干化装置(8)，所述污泥池(2)的湿污泥出口连接沼气池(1)，沼气池(1)的沼气出口连接燃烧装置，燃烧装置的高温烟气出口连接污泥干化装置(8)，污泥干化装置(8)还和污泥池(2)的湿污泥出口以及沼气池(1)的污泥出口连接，所述污泥干化装置(8)的干化污泥出口连接燃烧装置的干化污泥入口。

2.根据权利要求1所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，其特征在于，所述污泥池(2)的湿污泥出口通过压滤装置(3)和污泥干化装置(8)连接，所述压滤装置(3)用于压滤脱水湿污泥。

3.根据权利要求2所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，其特征在于，所述压滤装置3的出口还和物料混合器4连接，所述物料混合器4中设置有生物质粉末，所述物料混合器4用于混合生物质粉末和压滤脱水的湿污泥，所述物料混合器4的混合物料出口连接燃烧装置的入口。

4.根据权利要求2所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，其特征在于，还包括尾气处理装置(9)，所述尾气处理装置(9)的入口连接污泥干化装置(8)，所述尾气处理装置(9)的内腔中设有多个喷嘴(11)，所述喷嘴(11)用于喷淋尾气处理装置(9)的内腔中的烟气；

所述尾气处理装置(9)的内腔中还设有除臭装置(10)，所述除臭装置(10)用于吸收烟气中刺激性气味。

5.根据权利要求4所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，其特征在于，所述压滤装置(3)的废水出口输出的废水和药品混合后接入喷嘴(11)中，所述喷嘴(11)用于对烟气脱硫脱硝；

所述尾气处理装置(9)的出口连接有冷凝器(18)。

6.根据权利要求1所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，其特征在于，所述燃烧装置的侧壁设有燃烧器(16)，所述燃烧器(16)连通燃气装置的内腔，所述燃烧器(16)内伸入有可伸缩点火枪(17)，所述燃烧装置的底部设有用于接收燃烧后灰分的残渣灰斗(15)。

7.根据权利要求1所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统，其特征在于，所述污泥干化装置(8)的侧壁设有电机(5)，所述电机(5)的输出端连接中轴(6)，所述中轴(6)上一体化设有螺旋桨叶(7)。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

污泥池(2)中的湿污泥送入沼气池(1)中进行发酵，沼气池(1)发酵产生的沼气送入燃烧装置中作为燃料，燃烧装置产生的高温烟气输入污泥干化装置(8)中干燥沼气池(1)输入的污泥和污泥池(2)输入的污泥，污泥干化装置(8)产生的干燥污泥输入燃烧装置中，干燥污泥和沼气构成燃烧装置的燃料。

9.根据权利要求8所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统的工作方法，其特征在于，所述污泥干化装置(8)的烟气出口连接尾气处理装置(9)，尾气处理装置(9)采用除臭脱硫脱硝一体化系统，对污泥干化装置(8)输出的烟气进行脱硫脱硝和除臭，经过处理后的烟气输入至冷凝器(18)中，冷凝器(18)对处理后的烟气进行消白处理后排出外界。

10.根据权利要求8所述的一种污泥直接干化和焚烧一体化系统的工作方法，其特征在于，燃烧装置的底部设置有残渣灰斗(15)，残渣灰斗(15)接收燃烧装置燃烧产生的灰烬，然后对残渣灰斗(15)中的灰烬采用微波水热法进行处理。

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