CN114075026A - 一种处理污泥及有机废弃物的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种处理污泥及有机废弃物的系统和方法。一种处理处置污泥、厨余及餐厨垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种有机废弃物的系统及方法，采用热水解装置对污泥进行预处理，改善污泥脱水性能和消化性能，高温灭活；采用联合厌氧消化对各种混合有机废弃物进行联合处理，产生沼气和沼渣；沼气用作燃料、发电或提纯天然气，沼渣被水泥窑各类余热干化，然后再热解气化，最终产生热解渣和热解气；热解渣作为水泥窑原料利用，热解气作为水泥窑燃料利用并起到烟气脱硝作用。本系统及方法实现了污泥、厨余及餐厨垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种混合有机废弃物的无害化、稳定化、减量化和资源化处置。

Description

一种处理污泥及有机废弃物的系统和方法
技术领域
本发明涉及污泥和有机废弃物处理技术领域，尤其涉及一种热水解结合厌氧消化、热解气化协同水泥窑余热处理污泥和有机废弃物的的系统和方法。
背景技术
随着我国城镇化进程加快和社会经济的快速发展，污泥、餐厨垃圾、厨余垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种有机废弃物的产量逐年增加，对生态环境的压力越来越大。
如污泥是污水处理过程中的副产物，主要来源于污水处理厂的初次沉淀池和二次沉淀池。污泥中不仅含有大量有机物和氮、磷等植物营养元素，而且还有一定量的病原微生物、重金属和难降解的有毒有害物质。污泥的不当处理处置，极易对环境造成严重的二次污染。污泥中的有机物极易腐败，产生恶臭，影响周围环境；渗滤液通过雨水和地下渗透作用进入天然水体或地下水造成污染，氮、磷等植物营养元素容易造成水体富营养化，重金属和难降解的有毒有害物质容易造成土壤污染，或与病原微生物一起随水源进入食物链将直接危害人体和牲畜健康。
如餐厨及厨余垃圾是城市生活垃圾的重要组分之一，其成分复杂，有机物含量高，油脂高，盐分含量高，易腐烂变质、发酵、发臭，易滋生寄生虫、卵及病原微生物和霉菌毒素等有害物质，若收集运转过程中发生泄漏则会污染空气、土壤及水源，严重干扰人们的正常生活，具有危害性的一面，同时具有生产沼气等生物质能源等特点。
目前在我国，市政污泥和餐厨及厨余垃圾大部分采取随产随运，送去填埋或郊区倾倒或者焚烧，从而变成二次污染源，对大气、水体、土壤都造成污染和危害。如不进行适当处置，将导致在处理污水的同时制造出新的更为严重的污染，使环境进一步恶化并难以修复，且市政污泥和餐厨及厨余中含有大量有机质，是放错了位置的能源，应当正确处置加以利用，目前尚无一种可真正同时实现稳定化、无害化、减量化和资源化处置市政污泥和餐厨及厨余垃圾等各种有机废弃物的系统和方法。
现有技术也是围绕减量化、稳定化、无害化和资源化这四个方面做了探索和实践，但全部实现上述功能的技术极少，特别是资源化利用程度普遍偏低。如现有技术一：污泥添加药剂后脱水实现初步减量化，然后就直接拉去制砖、去电厂或水泥厂焚烧；如现有技术二：脱水后的市政污泥外加热源继续干化实现进一步脱水，干化后的污泥再去制砖、去电厂或水泥厂焚烧，实现最终的减量化和无害化；但现有技术一的污泥没有经过预处理，直接进行脱水减量化处理，脱水效果一般；而且有的为了脱水效果，还添加了大量药剂，使减量化效果大打折扣；最终污泥去焚烧，其中含有的较多水份会影响焚烧环节工艺的稳定性。现有技术二中污泥在脱水后继续进行干化处理，最大程度的减少污泥中的水分含量，这种方式避免了对焚烧环节的影响，但干化过程需要外接热源，增加了能源消耗；另外，污泥中的有机质是一种宝贵的资源，本技术对污泥仅仅“一烧了事”，资源化利用方式不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理污泥及有机废弃物的系统和方法，解决现有技术中存在的问题，一是对污泥进行预处理，利于减少其中的水分含量，减少项目的运输成本；预处理的高温环境有效灭杀污泥中的病原菌和病毒，实现污泥的无害化处理；改善后续厌氧消化环节的效果，提高沼气产率；实现污泥处理的减量化、无害化和提升资源化的综合效果。二是将预处理后的污泥、厨余及餐厨垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种有机废弃物混合起来进行联合厌氧消化，各种有机废弃物的特性互为补充产生“1+1＞2”的协同效应，使得沼气产率提升，实现有机废弃物的资源化最大利用。三是将有机废弃物处理处置与水泥厂、发电厂或垃圾焚烧厂等结合起来，充分利用水泥厂、发电厂或垃圾焚烧厂等工厂的余热资源作为工艺中多个工序的外接输入能源，减少一次能源消耗，降低处理处置成本。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种处理污泥及有机废弃物的系统，所述系统包括有机废弃物预处理装置、污泥预处理装置、收集运输单元、余热利用装置、厌氧消化装置、沼渣脱水装置、脱水干化装置、沼气处置装置、热解气化装置、热解渣处置装置和热解气处置装置；所述收集运输单元用于将污泥和有机废弃物收集运输至污泥预处理装置和有机废弃物预处理装置，所述有机废弃物预处理装置用于对有机废弃物进行预处理，所述有机废弃物预处理装置的物料出口连接所述厌氧消化装置的物料入口；所述污泥预处理装置用于对污泥进行预处理，所述污泥预处理装置的污泥出口连接所述厌氧消化装置的物料入口；所述厌氧消化装置的沼气出口同沼气处置装置连接；所述厌氧消化装置的沼渣出口同沼渣脱水装置的沼渣入口连接，所述沼渣脱水装置的沼渣出口同脱水干化装置连接；脱水干化装置用于对脱水沼渣进行干化处理；所述沼渣脱水装置的沼液出口同沼液处置装置连接；所述脱水干化装置的干化沼渣出口同热解气化装置的物料入口连接；所述热解气化装置的热解气出口同热解气处置装置连接；所述热解气化装置的热解渣出口同热解渣处置装置连接；所述污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的热源入口连接余热利用装置的热源出口，所述余热利用装置提供余热资源。
进一步的，余热利用装置包括水泥厂的水泥窑、余热锅炉、预热器、分解炉、篦冷机、或发电厂和垃圾焚烧厂的余热装置的一种或多种。
进一步的，收集运输单元将以污泥为主的各种有机废弃物从原产地利用车辆运输到集中处置场所。
进一步的，污泥预处理装置为污泥热水解预处理装置。
进一步的，污泥预处理装置为自热式高温好氧消化装置。
进一步的，脱水干化装置包括太阳棚干化装置、蒸汽干化装置和烟气余热干化装置。
第二方面，本发明提供一种处理污泥及有机废弃物的方法，包括以下步骤：
步骤S1.污泥和有机废弃物收集、运输，将污泥和有机废弃物运输至污泥预处理装置和有机废弃物预处理装置；
步骤S2.余热回收，余热利用装置提供来自于水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂的余热资源，所述余热资源作为污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的热源，供污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的使用；
步骤S3.污泥预处理，污泥预处理装置对污泥进行预处理，所述污泥的含水率为60％以上；污泥预处理装置的热源来自余热利用装置；
步骤S4.有机废弃物预处理，利用有机废弃物预处理装置对有机废弃物进行预处理；
步骤S5.厌氧消化，将经过预处理的污泥和预处理后的有机废弃物引入厌氧消化装置进行厌氧消化处理得到沼气、沼液和沼渣；厌氧消化装置的热源来自于余热利用装置；
步骤S6.沼渣脱水，采用沼渣脱水装置对沼液和沼渣进行脱水分离，获得沼液和脱水沼渣；
步骤S7.将沼气、沼液分别送入沼气处置装置、沼液处置装置；
步骤S8.脱水干化，将脱水沼渣送入脱水干化装置，将脱水沼渣脱水干化，干化处理的热源来自余热利用装置；
步骤S9.热解气化，将含水率为5％-30％的干化沼渣送入热解气化装置进行热解气化处理，得到热解渣和热解气，热解气化装置的热源来自余热利用装置；
步骤S10.将热解渣和热解气分别送入热解渣处置装置和热解气处置装置。
步骤S11.当水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂处于停产工况时，将步骤S5和/或步骤S9获得的沼气、热解气作为外加热源自用，供给污泥预处理、厌氧消化、脱水干化、热解气化使用，不足部分由外部引入热源作为补充。
进一步的，余热利用装置提供的余热资源包括水泥厂窑头烟气、窑尾烟气、余热锅炉蒸汽、预热器烟气、分解炉烟气、窑尾烟室烟气、三次风烟气、窑头罩烟气、篦冷机烟气、回转窑筒体热量或发电厂和垃圾焚烧厂的余热资源的一种或多种。
进一步的，污泥预处理装置可以分布式建设在污泥原产地，也可以集中建设在水泥厂、热电厂或垃圾焚烧厂旁边。优选的，污泥预处理装置分布式建设在污泥原产地，将污泥进行热水解及脱水处理后，再集中运输到水泥厂进行后续处理，污泥能减量50％～60％。优选的，污泥预处理装置集中建设在水泥厂、热电厂或垃圾焚烧厂旁边，预处理过程中消耗的热源可以由水泥厂、热电厂或垃圾焚烧厂的余热资源提供，降低预处理过程中的一次能源消耗，降低处理处置运行成本。
进一步的，污泥预处理方法选自物理法，例如超声波法、热水解法、微波法；化学法，例如碱法、臭氧法；生物法，例如酶法、高温自热式好氧消化法。
进一步的，污泥预处理装置为污泥热水解预处理装置，所述污泥热水解预处理装置的热源入口连接余热利用装置的热源出口。
进一步的，所述有机废弃物为餐厨及厨余垃圾、生物质、粪便、秸秆的一种或几种。
进一步的，有机废弃物的预处理包括除盐除脂、分选分离、油水分离、有机质挤压研磨的一种或几种。
进一步的，厌氧消化装置利用水泥厂、发电厂或垃圾焚烧厂的各类余热资源作为厌氧消化的保温热源，例如水泥厂热源包括但不限于窑头烟气、窑尾烟气、余热锅炉蒸汽、预热器烟气、分解炉烟气、窑尾烟室烟气、三次风烟气、窑头罩烟气、篦冷机烟气、回转窑筒体等。
进一步的，沼渣脱水的方法选自自然干化法、机械脱水法或造粒法。例如机械脱水装置，包括板框脱水装置、离心机，将沼渣脱水至含水率低于70％。
进一步的，脱水后的沼渣可以直接发酵堆肥或进行脱水干化处理。
进一步的，脱水干化的方法选自太阳棚干化、蒸汽干化和烟气余热干化。
进一步的，沼渣脱水干化可以利用水泥厂、发电厂或垃圾焚烧厂等工厂的各类余热资源作为干化热源，如水泥厂干化热源包括但不限于窑头烟气、窑尾烟气、余热锅炉蒸汽、预热器烟气、分解炉烟气、窑尾烟室烟气、三次风烟气、窑头罩烟气、篦冷机烟气、回转窑筒体热量等。
进一步的，沼气可以输送到水泥厂、发电厂或垃圾焚烧厂做燃料直接燃烧，或用来发电供给工厂直接使用或上网，或提纯成天然气供给天然气用户、城市燃气管网或做成压缩天然气使用。
进一步的，脱水干化后的干化沼渣可以输送到水泥厂、发电厂或垃圾焚烧厂做燃料直接燃烧。
进一步的，干化沼渣进行热解气化处理，可以利用水泥厂、发电厂或垃圾焚烧厂等工厂的各类高温热源作为热解气化热源，如水泥厂热解气化热源包括但不限于分解炉烟气、窑尾烟室烟气、三次风烟气、窑头罩烟气。
进一步的，热解气可以输送到水泥厂、发电厂或垃圾焚烧厂做燃料直接燃烧，也可以作为水泥窑脱硝用还原剂使用；优选的，热解气作为水泥窑脱硝用还原剂，可以通入回转窑尾部、窑尾烟室和分解炉区域。
进一步的，热解渣可用作肥料、建材原料，例如农林绿植用生物碳土肥料；可作为水泥窑原料使用，例如用于水泥熟料生产原材料或加入原料库、生料磨、预热器工艺环节。
进一步的，水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂的停产工况包括正常、非正常停产工况。
本发明的有益效果：
1、对污泥进行预处理，有利于减少其中的水分含量，相当于减少了项目的运输成本；能大大灭杀污泥中的病原菌和病毒，实现了污泥的无害化处理；能大大改善后续厌氧消化环节的效果，提高沼气产率；一举三得，实现了污泥处理的减量化、无害化和提升资源化的综合效果。
2、对脱水污泥和厨余及餐厨垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种混合垃圾进行联合厌氧消化处理，各有机质的特性互为补充产生“1+1＞2”的协同效应，使得沼气产率提升，实现了废弃物的资源化处理，并提升了资源化的处置效果。
3、采用热解气化技术，进一步提取出混合垃圾中的有机质能量产生热解气，供给工厂使用，特别的，在水泥厂还起到促进烟气脱硝的作用，干化后的污泥或沼渣可以利用水泥厂水泥窑的高温热源进行热解气化，产生富含CO、H2等强还原性成分的热解气，供给水泥窑分解炉使用，起到促进烟气脱硝的作用。
热解气化是在缺氧环境下的化学反应，该技术在工艺设计上就规避了污染物二噁英类物质的产生条件，系统的高温是臭味和病菌的克星，可以将硫化氢，氨类物质彻底分解，将有害病菌全部杀死；特别是对重金属的稳定化具有天然优势，系统的高温将污泥中的重金属牢牢地锁在流化的硅酸盐晶体结构中，该晶体异常稳定，在酸碱环境下试验均不会溢出；热解渣中的有机质燃烧节约燃料消耗，特别的，在水泥厂无机质进入水泥熟料节约原料消耗，实现了有机废弃物“吃干榨净”。
4、通过预处理装置、厌氧消化装置和热解气化装置的结合，最大程度的提取有机废弃物中蕴含的能源，实现有机废弃物资源最高效利用。
5、各个工序充分利用水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂的余热资源，加入到有机废弃物的处理处置中，降低能源消耗，减少系统运行成本，实现有机废弃物最低廉处置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的污泥及有机废弃物的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的处理污泥及有机废弃物的系统和方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或装置，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、装置和/或它们的组。应该理解，当我们称装置被“连接”到另一装置时，它可以直接连接或耦接到其他装置，或者也可以存在中间装置。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
如图1所示，本发明的处理污泥及有机废弃物的系统包括：有机废弃物预处理装置、污泥预处理装置、收集运输单元、余热利用装置、厌氧消化装置、沼渣脱水装置、脱水干化装置、沼气处置装置、热解气化装置、热解渣处置装置和热解气处置装置。
所述收集运输单元用于将污泥和有机废弃物收集运输至污泥预处理装置和有机废弃物预处理装置，收集运输单元将以污泥为主的各种有机废弃物从原产地利用车辆运输到集中处置场所。
所述有机废弃物预处理装置用于对有机废弃物进行预处理，所述有机废弃物预处理装置的物料出口连接所述厌氧消化装置的物料入口；有机废弃物大多要经过一定的预处理工艺，来适应后续的处理处置环节，如厨余及餐厨垃圾要经过除盐除脂、分选分离、油水分离等预处理环节。
所述污泥预处理装置用于对污泥进行预处理，所述污泥预处理装置的污泥出口连接所述厌氧消化装置的物料入口；微生物细胞是污泥的主要成分，而微生物细胞膜的刚性结构阻止了细胞物质的水解，使得污泥中的水分很难脱出，而且污泥水解阶段成为厌氧消化的限速阶段。采用不同的方法对污泥进行预处理，目的就是为了将微生物的细胞膜破坏，使胞内的水分和物质释放出来，以提高污泥的脱水性能和可生物降解性，为后续脱水和厌氧消化提供有利条件。
所述厌氧消化装置用于将废弃物中的有机物在厌氧条件下，经过兼性菌和厌氧菌的一系列生化反应，最终被转化为甲烷、二氧化碳。厌氧消化可以使废弃物中的有机物降解，实现有机废弃物的稳定化和减量化，减少后续脱水、干化、焚烧等工艺的运行费用；同时灭杀病原菌微生物，实现无害化；并产生沼气，作为能源回收利用。厌氧消化装置的沼气出口同沼气处置装置连接；所述厌氧消化装置的沼渣出口同沼渣脱水装置的沼渣入口连接；沼气是各种有机物质，在隔绝空气(还原条件)，并在适宜的温度、PH值下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气属于二次能源，并且是可再生能源，可被进一步利用。
所述沼渣脱水装置将流态的污泥脱除水分，转化为半固态或固态泥块。经过脱水后，污泥含水率可降低到百分之五十五至百分之八十，视污泥和沉渣的性质和脱水设备的效能而定。沼渣脱水装置的沼渣出口同脱水干化装置连接。
脱水干化装置用于对脱水沼渣进行干化处理，从污泥中去除大部分含水量，一般都需要外加热源，所述沼渣脱水装置的沼液出口同沼液处置装置连接；所述脱水干化装置的干化沼渣出口同热解气化装置的物料入口连接。
所述热解气化装置用于将干化处理后的干化沼渣放置在一个完全密封的炉膛内，并将炉内温度加热至500℃以上。在缺氧情况下，废弃物中的有机物被分解成热解渣和热解气，热解渣主要是灰粉、矿物质及碳化物，热解气则是H2、CO、CH4、CO2混合气。热解渣是剩余的无机物经高温流化产生，密度更高，质量更重，强度大幅上升，可被用于水泥熟料生产原材料或农林绿植用生物碳土肥料。
热解气化装置的热解气出口同热解气处置装置连接；所述热解气化装置的热解渣出口同热解渣处置装置连接。
所述厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的热源入口连接余热利用装置的热源出口，所述余热利用装置提供余热资源。
进一步的，在一些优选实施例中，污泥预处理装置为污泥热水解预处理装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的污泥热水解预处理装置可以为低温热水解装置、中温热水解装置及高温热水解装置等各类热水解装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的热水解污泥预处理装置可以为序批式热水解装置、连续式热水解装置等各类热水解装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的热水解污泥预处理装置可以为固定式热水解装置、撬装式热水解装置等各类热水解装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的厌氧消化装置为常温厌氧消化装置、中温厌氧消化装置及高温厌氧消化装置等各类厌氧消化装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的厌氧消化装置为湿式厌氧消化装置、干式厌氧消化装置等各类厌氧消化装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的沼气发电装置为沼气燃气机直接发电装置、沼气锅炉蒸汽机发电装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的沼气提纯装置为高压水洗法沼气提纯装置、物理吸收法沼气提纯装置、化学吸收法沼气提纯装置、膜分离法沼气提纯装置、低温深冷法沼气提纯装置及变压吸附法沼气提纯装置等各类沼气提纯装置。
进一步的，在一些优选实施例中，沼气提纯装置是指采用包括高压水洗法、物理吸收法、化学吸收法、膜分离法、低温深冷法及变压吸附法等各种方法从沼气中提纯天然气的装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的干化装置为烟气干化装置、蒸汽干化装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的干化装置为直接接触式干化装置、间接接触式干化装置。
进一步的，在一些优选实施例中，所述的热解气化装置为低温热解气化装置、中温热解气化装置、高温热解气化装置。
第二方面，本发明提供一种污泥及有机废弃物的方法，包括以下步骤：
步骤S1.污泥和有机废弃物收集、运输，将污泥和有机废弃物运输至污泥预处理装置和有机废弃物预处理装置；
步骤S2.余热回收，余热利用装置提供来自于水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂的余热资源，所述余热资源作为污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的热源，供污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的使用；
步骤S3.污泥预处理，污泥预处理装置对污泥进行预处理，所述污泥的含水率为60％以上；污泥预处理装置的热源来自余热利用装置；
步骤S4.有机废弃物预处理，利用有机废弃物预处理装置对有机废弃物进行预处理；
步骤S5.厌氧消化，将经过预处理的污泥和预处理后的有机废弃物引入厌氧消化装置进行厌氧消化处理得到沼气、沼液和沼渣；厌氧消化装置的热源来自于余热利用装置；
步骤S6.沼渣脱水，采用沼渣脱水装置对沼液和沼渣进行脱水分离，将沼渣脱水至含水率低于70％；获得沼液和脱水沼渣；
步骤S7.将沼气、沼液分别送入沼气处置装置、沼液处置装置；
步骤S8.脱水干化，将脱水沼渣送入脱水干化装置，将脱水沼渣脱水干化，干化沼渣的含水率为5％-30％，干化处理的热源来自余热利用装置；
步骤S9.热解气化，将含水率为5％-30％的干化沼渣送入热解气化装置进行热解气化处理，得到热解渣和热解气，热解气化装置的热源来自余热利用装置；
步骤S10.将热解渣和热解气分别送入热解渣处置装置和热解气处置装置。
步骤S11.当水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂处于停产工况时，将步骤S5和/或步骤s9获得的沼气、热解气作为外加热源自用，供给污泥预处理、厌氧消化、脱水干化、热解气化使用，不足部分由外部引入热源作为补充。
进一步的，在一些优选实施例中，所述有机废弃物为餐厨及厨余垃圾、生物质、粪便、秸秆的一种或几种。
进一步的，在一些优选实施例中，沼气可用作水泥窑的燃料、用作发电供给水泥窑使用，或经提纯得到燃气。
进一步的，在一些优选实施例中，余热资源选自窑头烟气、窑尾烟气、余热锅炉蒸汽、预热器烟气、分解炉烟气、窑尾烟室烟气、三次风烟气、窑头罩烟气、篦冷机烟气或回转窑筒体热量的一种或几种。
进一步的，在一些优选实施例中，污泥预处理的方法为污泥热水解预处理。
进一步的，在一些优选实施例中，余热资源的利用包括直接使用余热资源，例如直接使用烟气，或间接使用余热资源，例如采用余热资源例如烟气同工艺水换热提高工艺水温度，再利用升温的工艺水作为热源。
进一步的，在一些优选实施例中，污泥热水解预处理装置的运行温度为150～260℃，优选170℃，运行时间为30～60分钟。
进一步的，在一些优选实施例中，厌氧消化装置的运行参数如下：运行温度35～75℃；水力停留时间15～25天；C/N比为20∶1～30∶1；pH值优选为7.2；沼气产率1.0～1.2Nm3/(kgVSD)。经沼渣脱水装置机械脱水后沼渣含水率60～70％。
进一步的，在一些优选实施例中，脱水干化装置的运行参数如下：若使用高温烟气作为热源，则高温烟气温度＞300℃；若使用低温烟气作为热源，则低温烟气温度＞100℃，优选高于120℃；若使用蒸汽作为热源，则蒸汽温度：＞100℃，优选为1.0MPa，160～230℃左右的低压蒸汽。脱水干化后干化沼渣含水率5～30％，优选低于10％，以降低污泥热解气化能耗。
进一步的，在一些优选实施例中，热解气化装置的运行参数如下：温度500～800℃，优选650℃，停留时间30～60分钟，获得热解渣含水率＜0.1％；所得热解渣是一种高附加值的碳土肥料，有益于改善土壤环境。
实施例：
一种污泥及有机废弃物的方法，包括以下步骤：
步骤S1.污泥和有机废弃物收集、运输，将污泥和有机废弃物运输至污泥预处理装置和有机废弃物预处理装置；
步骤S2.余热回收，余热利用装置提供来自于水泥厂的余热资源，所述余热资源作为污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的热源，供污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的使用；余热资源选自窑头烟气；
步骤S3.污泥预处理，污泥预处理装置对污泥进行预处理，污泥预处理装置为污泥热水解预处理装置，所述污泥的含水率为85％；热水解预处理装置的热源来自水泥窑余热利用装置；污泥热水解预处理装置的运行温度为170℃，运行时间为30分钟。
步骤S4.有机废弃物预处理，利用有机废弃物预处理装置对有机废弃物进行预处理；有机废弃物预处理包括依次连接的除盐除脂、分选分离、油水分离装置。
步骤S5.厌氧消化，将经过预处理的污泥和预处理后的有机废弃物引入厌氧消化装置进行厌氧消化处理得到沼气、沼液和沼渣；厌氧消化装置的热源来自于余热利用装置；厌氧消化装置的运行参数如下：运行温度35℃；水力停留时间15天；C/N比为20∶1；pH值为7.2；沼气产率1.0Nm3/(kg VSD)。
步骤S6.沼渣脱水，采用沼渣脱水装置对沼液和沼渣进行脱水分离，将沼渣脱水至含水率70％；获得沼液和脱水沼渣；
步骤S7.将沼气、沼液分别送入沼气处置装置、沼液处置装置；沼气处置装置为提纯装置，将沼气提纯后获得燃气；沼液处置装置为污水处理装置；
步骤S8.脱水干化，将脱水沼渣送入脱水干化装置将脱水沼渣脱水干化，干化沼渣的含水率为5％，干化处理的热源来自余热利用装置；
步骤S9.热解气化，将含水率为5％的干化沼渣送入热解气化装置进行热解气化处理，得到热解渣和热解气，热解气化装置的热源来自余热利用装置；热解气化装置的运行参数如下：温度650℃，停留时间30分钟；
步骤S10.将热解渣和热解气分别送入热解渣处置装置和热解气处置装置。
步骤S11.当水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂处于停产工况时，将步骤S5和/或步骤s9获得的沼气、热解气作为外加热源自用，供给厌氧消化、脱水干化、热解气化使用，不足部分由外部引入热源作为补充。
综上所述，本发明实施例所述的一种处理处置污泥、厨余及餐厨垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种有机废弃物的系统及方法，采用热水解系统对污泥进行预处理，改善污泥脱水性能和消化性能，高温灭活；采用联合厌氧消化对各种混合有机废弃物进行联合处理，产生沼气和沼渣；沼气用作燃料、发电或提纯天然气，沼渣被水泥窑各类余热干化，然后再热解气化，最终产生热解渣和热解气；热解渣作为水泥窑原料利用，热解气作为水泥窑燃料利用并起到烟气脱硝作用。本系统及方法实现了污泥、厨余及餐厨垃圾、生物质、粪便(包括禽畜)、秸秆等各种混合有机废弃物的无害化、稳定化、减量化和资源化处置。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种处理污泥及有机废弃物的系统，其特征在于，所述系统包括有机废弃物预处理装置、污泥预处理装置、收集运输单元、余热利用装置、厌氧消化装置、沼渣脱水装置、脱水干化装置、沼气处置装置、热解气化装置、热解渣处置装置和热解气处置装置；所述收集运输单元用于将污泥和有机废弃物收集运输至污泥预处理装置和有机废弃物预处理装置，所述有机废弃物预处理装置用于对有机废弃物进行预处理，所述有机废弃物预处理装置的物料出口连接所述厌氧消化装置的物料入口；所述污泥预处理装置用于对污泥进行预处理，所述污泥预处理装置的污泥出口连接所述厌氧消化装置的物料入口；所述厌氧消化装置的沼气出口同沼气处置装置连接；所述厌氧消化装置的沼渣出口同沼渣脱水装置的沼渣入口连接，所述沼渣脱水装置的沼渣出口同脱水干化装置连接；脱水干化装置用于对脱水沼渣进行干化处理；所述沼渣脱水装置的沼液出口同沼液处置装置连接；所述脱水干化装置的干化沼渣出口同热解气化装置的物料入口连接；所述热解气化装置的热解气出口同热解气处置装置连接；所述热解气化装置的热解渣出口同热解渣处置装置连接；所述污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的热源入口连接余热利用装置的热源出口，所述余热利用装置提供余热资源。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，余热利用装置包括水泥厂的水泥窑、余热锅炉、预热器、分解炉、篦冷机、或发电厂和垃圾焚烧厂的余热装置的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述污泥预处理装置为污泥热水解预处理装置。
4.一种处理污泥及有机废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1.污泥和有机废弃物收集、运输，将污泥和有机废弃物运输至污泥预处理装置和有机废弃物预处理装置；
步骤S2.余热回收，余热利用装置提供来自于水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂的余热资源，所述余热资源作为污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的热源，供污泥预处理装置、厌氧消化装置、脱水干化装置、热解气化装置的使用；
步骤S3.污泥预处理，污泥预处理装置对污泥进行预处理，所述污泥的含水率为60％以上；污泥预处理装置的热源来自余热利用装置；
步骤S4.有机废弃物预处理，利用有机废弃物预处理装置对有机废弃物进行预处理；
步骤S5.厌氧消化，将经过预处理的污泥和预处理后的有机废弃物引入厌氧消化装置进行厌氧消化处理得到沼气、沼液和沼渣；厌氧消化装置的热源来自于余热利用装置；
步骤S6.沼渣脱水，采用沼渣脱水装置对沼液和沼渣进行脱水分离，获得沼液和脱水沼渣；
步骤S7.将沼气、沼液分别送入沼气处置装置、沼液处置装置；
步骤S8.脱水干化，将脱水沼渣送入脱水干化装置，将脱水沼渣脱水干化获得干化沼渣，干化处理的热源来自余热利用装置；
步骤S9.热解气化，将含水率为5％-30％的干化沼渣送入热解气化装置进行热解气化处理，得到热解渣和热解气，热解气化装置的热源来自余热利用装置；
步骤S10.将热解渣和热解气分别送入热解渣处置装置和热解气处置装置。
步骤S11.当水泥厂、电厂或垃圾焚烧厂处于停产工况时，将步骤S5和/或步骤S9获得的沼气、热解气作为外加热源自用，供给污泥预处理、厌氧消化、脱水干化、热解气化使用，不足部分由外部引入热源作为补充。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，余热利用装置提供的余热资源包括水泥厂窑头烟气、窑尾烟气、余热锅炉蒸汽、预热器烟气、分解炉烟气、窑尾烟室烟气、三次风烟气、窑头罩烟气、篦冷机烟气、回转窑筒体热量或发电厂和垃圾焚烧厂的余热资源的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3.污泥预处理装置为污泥热水解预处理装置，所述污泥热水解预处理装置的热源入口连接余热利用装置的热源出口。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有机废弃物为餐厨及厨余垃圾、生物质、粪便、秸秆的一种或几种。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，有机废弃物的预处理包括除盐除脂、分选分离、油水分离、有机质挤压研磨的一种或几种。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，热解气可用作燃料或作为水泥窑脱硝用还原剂。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，热解渣可用作肥料、建材原料或水泥窑原料。
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