CN115849667A - 一种污泥的处理系统及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥的处理系统及处理方法，涉及污泥处理技术领域，其中，污泥的处理系统包括：污泥泵；换热器，换热器的第一端与污泥泵通过管道连通；加热反应罐，加热反应罐的进口与换热器的第二端通过管道连通；减温减压罐，减温减压罐的进口与加热反应罐的出口通过管道连通，减温减压罐的出口与换热器的第三端通过管道连通。本发明首先通过加热反应罐对污泥进行加热，使污泥升温升压，然后利用减温减压罐对升温升压后的污泥进行减温减压，让污泥中细胞内的水瞬间沸腾汽化，迅速膨胀，击破细胞壁，被破壁调质后的污泥脱水性能大大提高，有效降低后续机械脱水泥饼的含水率。

Description

一种污泥的处理系统及处理方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，更具体的说是涉及一种污泥的处理系统及处理方法。

背景技术

随着社会的进步，环境保护深入人心。污水处理量越来越大，污水处理过程中产生的污泥量也是越来越大，目前污水处理每年产生的污泥量要达到5000多万吨。污泥围城，污泥成患。污泥得不到好的治理，形成二次污染。但是现有的污泥处理处置的运行成本太高，给治理污泥带来的社会经济压力也非常巨大。污泥处理处置技术中污泥热干化的投资和运行成本的占比最高，如果能够降低污泥含水率，那么污泥热干化可以省略或减小使用占比，那么整个过程的处理成本将会大幅度下降。通过污泥机械脱水将污泥中的水份去除，降低污泥含水率是减少处理处置成本最有效的方法。

污水处理剩余污泥中的水主要分为游离水、间隙水、结合水、细胞内水组成。其中游离水比较容易分离出去，通过离心脱水机、带式脱水机、板框脱水机等机械脱水的办法也可以将游离水、部分间隙水和结合水分离出去。不过细胞内的水通过机械脱水的方法比较难以去除，就需要对细胞进行破壁处理，释放细胞内的水，才能有效的进行脱水。由于剩余污泥中有机物主要以细胞的形式存在，如果不进行细胞破壁，含水率很难进一步降低，一般机械脱水后泥饼的含水率在70-80％，后续污泥处理处置成本会很高。如果进行破壁，目前主流的方法是通过药剂调理，投加铁盐和石灰，投加昂贵的调理药剂。这些化学调理运行成本高昂，而且容易减少污泥热值等弊端。也有通过高温热水解的方法进行调理的，这样的方法需要大量的热能，运行成本高，也不低碳环保，而且会有不少有机物高温溶解入水中，后续滤液处理成本增高。

因此，如何提供一种能够提高污泥脱水性能，有效降低后续机械脱水泥饼的含水率的处理系统及处理方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种污泥的处理系统及处理方法，旨在解决上述背景技术中的问题之一，目的在于，提高污泥脱水性能，有效降低后续机械脱水泥饼的含水率。

一方面，本发明提供了一种污泥的处理系统，具体采用如下的技术方案：

一种污泥的处理系统，包括：

污泥泵；

换热器，所述换热器的第一端与所述污泥泵通过管道连通；

加热反应罐，所述加热反应罐的进口与所述换热器的第二端通过管道连通；

减温减压罐，所述减温减压罐的进口与所述加热反应罐的出口通过管道连通，所述减温减压罐的出口与所述换热器的第三端通过管道连通。

进一步地，污泥的处理系统还包括加热热源装置，所述加热热源装置与所述加热反应罐连接，用于给所述加热反应罐进行加热。

进一步地，所述减温减压罐上的设置有排气管，所述排气管上设置有排气阀。

进一步地，所述加热反应罐的进口与所述换热器的第二端之间的管道上设置调压阀。

进一步地，所述换热器的第四端连接有排泥管，所述排泥管上设置有泄压阀。

另一方面，本发明还提供了一种污泥的处理方法，所述处理方法采用上述所述的处理系统，所述处理步骤包括：

利用污泥泵将污泥送入至换热器；

通过换热器对污泥进行预热处理；

将换热器预热处理后的污泥通入至加热反应罐，通过加热反应罐对污泥进行加热、加压处理；

将经过加热、加压处理后的污泥通入至减温减压罐内，通过减温减压罐对污泥进行减温、减压处理；

将减温、减压后的污泥通入至换热器内，通过换热器将减温、减压后的污泥与污泥泵送入换热器内的污泥进行热交换；

将减温、减压后的污泥和污泥泵送入换热器内的污泥在热交换之后均排出所述换热器。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种污泥的处理系统及处理方法，首先通过加热反应罐对污泥进行加热，使污泥升温升压，然后利用减温减压罐对升温升压后的污泥进行减温减压，让污泥中细胞内的水瞬间沸腾汽化，迅速膨胀，击破细胞壁，被破壁调质后的污泥脱水性能大大提高，有效降低后续机械脱水泥饼的含水率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的污泥的处理系统的结构示意图。

其中：1为污泥泵；2为换热器；3为加热反应罐；4为加热热源装置；5为减温减压罐；6为调压阀；7为排气阀；8为泄压阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一方面，参见图1，本发明实施例公开了一种污泥的处理系统，包括：

污泥泵1；

换热器2，换热器2的第一端与污泥泵1通过管道连通；

加热反应罐3，加热反应罐3的进口与换热器2的第二端通过管道连通；

减温减压罐5，减温减压罐5的进口与加热反应罐3的出口通过管道连通，减温减压罐5的出口与换热器2的第三端通过管道连通。

需要说明的是：将污泥利用污泥泵1送入至换热器2，经过换热器2换热后的污泥进入加热反应罐3，加热反应罐3对污泥进行加热，使污泥升温升压，然后利用减温减压罐5对升温升压后的污泥进行减温减压，减温减压后细胞内水汽化的过程利用液体汽化成气态体积迅速膨胀涨破细胞壁的原理解决了细胞壁难以破壁的问题，被破壁调质后的污泥脱水性能大大提高，有效降低后续机械脱水泥饼的含水率。

在本实施例中，优选地，污泥的处理系统还包括加热热源装置4，加热热源装置4与加热反应罐3连接，用于给加热反应罐3进行加热。

在本实施例中，优选地，减温减压罐5上的设置有排气管，排气管上设置有排气阀7。减温减压罐5中汽化产生的蒸汽会通过排气阀7排出，可以直接排放至环境内，或者排放入系统，加以能量回收。

在本实施例中，加热反应罐3的进口与换热器2的第二端之间的管道上设置调压阀6。通过调压阀6能够控制减温减压罐5和管道中的压力差。

在本实施例中，换热器2的第四端连接有排泥管，排泥管上设置有泄压阀8。通过排泥管的设置，在泄压阀8释放压力后，将污泥直接排放至污泥存储罐内，污泥存储罐一般是开放系统，即污泥存储罐的温度和压力就是略高于环境温度和等于大气压力。

上述污泥的处理系统的工作原理：

将温度和压力为T1、P1的具有流动性的污泥(含水率一般80-95％)通过污泥泵1送入换热器2中，温度和压力为T1、P1的污泥跟高温加热破壁调理后的高温污泥在换热器2中进行热交换，经过热交后的污泥温度和压力变成T2、P2；将温度和压力为T2、P2的污泥送入至加热反应罐3中，在加热反应罐3中的温度被加热到T3，此时压力为P3，加热热源装置4为加热反应罐3提供加热热量，温度和压力为T3、P3要根据不同的污泥进行实际调节，一般温度控制在150-220度之间，在这个过程中一些不稳定的细胞壁在高温高压下(T3、P3)会破裂。污泥离开加热反应罐3的温度和压力为T4、P4；温度和压力为T4、P4的污泥通过管道进入减温减压罐5中，通过调压阀6控制减温减压罐5和管道中的压力差，通过调压阀6释放压力的污泥进入减温减压罐5后的温度和压力为T5、P5；压力突然降低，污泥温度高于相应的减压后的饱和蒸汽温度，污泥中的水(包括细胞内的水)会沸腾汽化，吸收污泥的热量，降低污泥温度到对应压力P5的温度T5。细胞内的水少量汽化成蒸汽，体积迅速膨胀，这个蒸汽压力会让细胞壁破裂，此时难以通过机械脱水分离的细胞内水被释放出来，这个减温减压后细胞胞内水汽化的过程巧妙地利用液体汽化成气态体积迅速膨胀涨破细胞壁的原理解决了细胞壁难以破壁的问题。T4和T5的温度差通过调压阀6调节，减温减压罐5中汽化产生的蒸汽会通过减温减压罐5上设置的排气阀7排放；温度和压力为T5、P5的污泥在减温减压罐5内压力作用下继续前进进入换热器2，在换热器2中跟温度和压力为T1、P1的进泥进行热交换，回收大部分热量，使得换热器2的第一端和第二端的污泥升温，释放热量后的污泥温度和压力为T6、P6；通过换热器2后温度和压力为T6、P6的污泥继续前进，通过换热器2的第四端连接的排泥管上设置有泄压阀8进一步释放压力，释放压力后的污泥经排泥管排放进入污泥储存罐，此时的污泥温度和压力为T7、P7。这时候的污泥储存罐一般是开放系统，那么T7、P7就是略高于环境温度和等于大气压力。

通过上述过程，污泥经过高温加热然后突然的减温减压，细胞内的水快速汽化使得绝大部分的细胞破壁。通过破壁的细胞可以进入下一个污泥脱水或者厌氧消化程序。如果是污泥脱水，那么含水率能够比不高温减压调理的污泥低10-20％的含水率。如果采用超高压板框脱水机，泥饼含水率可以做到40％左右。如果是厌氧消化，那么沼气产量会大大提升。

另一方面，本发明还提供了一种污泥的处理方法，处理方法采用上述的处理系统，处理步骤包括：

利用污泥泵1将污泥送入至换热器2；

通过换热器2对污泥进行预热处理；

将换热器2预热处理后的污泥通入至加热反应罐3，通过加热反应罐3对污泥进行加热、加压处理；

将经过加热、加压处理后的污泥通入至减温减压罐5内，通过减温减压罐5对污泥进行减温、减压处理；

将减温、减压后的污泥通入至换热器2内，通过换热器2将减温、减压后的污泥与污泥泵1送入换热器2内的污泥进行热交换；

将减温、减压后的污泥和污泥泵1送入换热器2内的污泥在热交换之后均排出换热器2。

该污泥的处理方法首先通过加热反应罐3对污泥进行加热，使污泥升温升压，然后利用减温减压罐5对升温升压后的污泥进行减温减压，让污泥中细胞内的水瞬间沸腾汽化，迅速膨胀，击破细胞壁，被破壁调质后的污泥脱水性能大大提高，有效降低后续机械脱水泥饼的含水率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种污泥的处理系统，其特征在于，包括：

污泥泵；

换热器，所述换热器的第一端与所述污泥泵通过管道连通；

加热反应罐，所述加热反应罐的进口与所述换热器的第二端通过管道连通；

减温减压罐，所述减温减压罐的进口与所述加热反应罐的出口通过管道连通，所述减温减压罐的出口与所述换热器的第三端通过管道连通。

2.根据权利要求1所述的污泥的处理系统，其特征在于，还包括加热热源装置，所述加热热源装置与所述加热反应罐连接，用于给所述加热反应罐进行加热。

3.根据权利要求1所述的污泥的处理系统，其特征在于，所述减温减压罐上的设置有排气管，所述排气管上设置有排气阀。

4.根据权利要求1所述的污泥的处理系统，其特征在于，所述加热反应罐的进口与所述换热器的第二端之间的管道上设置调压阀。

5.根据权利要求1所述的污泥的处理系统，其特征在于，所述换热器的第四端连接有排泥管，所述排泥管上设置有泄压阀。

6.一种污泥的处理方法，其特征在于，所述处理方法采用上述权利要求1-5任一项所述的处理系统，所述处理步骤包括：

利用污泥泵将污泥送入至换热器；

通过换热器对污泥进行预热处理；

将换热器预热处理后的污泥通入至加热反应罐，通过加热反应罐对污泥进行加热、加压处理；

将经过加热、加压处理后的污泥通入至减温减压罐内，通过减温减压罐对污泥进行减温、减压处理；

将减温、减压后的污泥通入至换热器内，通过换热器将减温、减压后的污泥与污泥泵送入换热器内的污泥进行热交换；

将减温、减压后的污泥和污泥泵送入换热器内的污泥在热交换之后均排出所述换热器。

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