CN116002942A - 污泥处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥处理系统和方法，所述系统包括：反应釜，用于对污泥进行水热解碳化，得到经过水热解碳化后的泥浆；固液分离单元，用于对泥浆进行固液分离；烘干单元，用于烘干从泥浆中分离出的固体，蒸发其中的水油，从而生成可利用的碳泥；油水分离单元，用于收集从泥浆分离出的液体中的废油，收集所述烘干单元蒸发出的含油废水中的废油；以及，排出废水；油气分离单元，用于收集所述烘干单元蒸发出的含油废气中的废油，并排出废气；净化单元，用于对接收到的废水和废气做净化处理后排放。通过本发明的系统和方法，可以解决现有板框压滤污泥空间不密闭，造成臭气污水外溢，影响周边环境，且处理设备体积庞大，占地多的问题。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，特别是涉及一种污泥处理系统和方法。
背景技术
目前国内对于市政污泥的处理方法，目前常用的分离方案是采用板框压滤的方式。板框压滤机是由交替排列的滤板和滤框共同构成一组滤室，可用于对污泥的处理。其处理过程包括：1.系统低压进料后，高压泵再进料；2.给过滤板输入高压气或水，向外挤压；对污泥实现刚性压缩；再挤出部分水；3.让板框松动，卸泥滤除滤渣；期间偶尔有必要时，还需要人工通过铲子铲泥；4.清水冲洗板框滤布，以备下次使用。
现有采用板框压滤的污泥处置需要用到大型的板框压滤，这样进出料均为开放式，其本身无法保证臭气不外溢，容易产生飞溅的液体，对生产环境的整洁度也无法保证。同时，相应处理污泥、周转流程、废气废水处置所需的其他设备体积庞大，因此占地面积也较大。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是，如何解决现有板框压滤污泥空间不密闭，造成臭气污水外溢，影响周边环境，且处理设备体积庞大，占地多的问题。
为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供的技术方案如下：
一种污泥处理系统，包括：反应釜，用于对污泥进行水热解碳化，得到经过水热解碳化后的泥浆；固液分离单元，用于对泥浆进行固液分离；烘干单元，用于烘干从泥浆中分离出的固体，蒸发其中的水油，从而生成可利用的碳泥；油水分离单元，用于收集从泥浆分离出的液体中的废油，收集所述烘干单元蒸发出的含油废水中的废油；以及，排出废水；油气分离单元，用于收集所述烘干单元蒸发出的含油废气中的废油，并排出废气；净化单元，用于对接收到的废水和废气做净化处理后排放。
可选的，上述的污泥处理系统中，所述烘干单元的烘干温度不高于250摄氏度。
可选的，上述的污泥处理系统中，还包括：搅拌单元，用于对污泥进料做预处理；所述预处理包括搅拌，加热和调制；当所述污泥进料的含水量达到预设阈值时，污泥通过所述搅拌单元与所述反应釜的连接管道送入所述反应釜中。
可选的，上述的污泥处理系统中，于所述烘干单元和所述油水分离单元以及所述油气分离单元之间，还包括冷凝单元，用于对所述烘干单元排出的蒸发气体进行冷凝，得到含油废水和含油废气。
可选的，上述的污泥处理系统中，所述反应釜和所述固液分离单元之间还包括一储物罐，用于接收从所述反应釜中生成的泥浆，并在泥浆降至预设温度后，将泥浆送至所述固液分离单元；所述固液分离单元包括粗分离和精分离两级分离结构。
为了解决上述的技术问题，本发明实施例还提供了一种污泥处理方法，包括：对污泥进行水热解碳化，得到经过水热解碳化后的泥浆；对泥浆进行固液分离；收集从所述泥浆分离出的液体中的废油，并排出废水；对废水做净化处理后排放；烘干所述泥浆中分离出的固体，蒸发其中的水油，从而生成可利用的碳泥；收集烘干泥浆中分离出的固体所蒸发出的含油废水中的废油，并排出废水；对废水做净化处理后排放；收集烘干泥浆中分离出的固体所蒸发出的含油废气中的废油，并排出废气；对废气做净化处理后排放。
可选的，上述的污泥处理方法中，所述烘干所述泥浆中分离出的固体的烘干温度不高于250摄氏度。
可选的，上述的污泥处理方法中，于所述对污泥进行水热解碳化之前，还包括：对污泥进料做预处理；所述预处理包括搅拌，加热和调制；当所述污泥进料的含水量达到预设阈值时，执行所述对污泥进行水热解碳化。
可选的，上述的污泥处理方法中，于所述烘干所述泥浆中分离出的固体，使得其中的水油充分蒸发之后，还包括：对排出的蒸发气体进行冷凝，得到含油废水和含油废气。
可选的，上述的污泥处理方法中，于所述对污泥进行水热解碳化之后还包括：接收生成的泥浆，并在泥浆降至预设温度后，执行所述对所述泥浆进行固液分离；所述固液分离包括粗分离和精分离两级分离。
本发明的有益效果是：
本发明的一种污泥处理系统，通过水热解碳化，固液分离，烘干，以及油水分离等组成单元和处理流程，实现了对污泥的无害化处理。全部流程为全封闭，经过各种管道及阀门，对周边环境完全无污染，保证了生产环境的整洁度。最终排放的水、气都是经过系统的处理，达到国家排放标准后才排放。同时，在同样的日处理吨位的情况下，相较于现有的污泥处置的大型板框压滤方式，由于其需要相应的处理污泥、周转流程、废气废水处置所需的设备，因此本发明污泥处理系统的占地面也要远小于板框压滤方式。
附图说明
图1是本发明实施例的一种污泥处理系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种污泥处理方法的流程示意图。
具体实施方式
目前现有对城市污泥的处置方式多为采用板框压滤，其需要用到大型的板框压滤，这样进出料均为开放式，其本身无法保证臭气不外溢，容易产生飞溅的液体，对生产环境的整洁度也无法保证。同时，相应处理污泥、周转流程、废气废水处置所需的其他设备体积庞大，因此占地面积也较大。
本发明实施例的一种污泥处理系统，通过水热解碳化，固液分离，烘干，以及油水分离等组成单元和处理流程，实现了对污泥的无害化处理。全部流程为全封闭，经过各种管道及阀门，对周边环境完全无污染，保证了生产环境的整洁度。最终排放的水、气都是经过系统的处理，达到国家排放标准后才排放。同时，在同样的日处理吨位的情况下，相较于现有的污泥处置的大型板框压滤方式，由于其需要相应的处理污泥、周转流程、废气废水处置所需的设备，因此本发明污泥处理系统的占地面也要远小于板框压滤方式。
本发明实施例可以广泛应用于市政污泥的处理过程中。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
如图1所示，本发明实施例的一种污泥处理系统，用于对污泥的处理，首先污泥进料被送入搅拌罐中进行预处理。预处理的目的是使得污泥进料被处理成合适的温度和含水量，从而便于后期的处理。在本实施例中，对污泥进料进行预热和搅拌，将其调制成含水量80％。含水率低可以通过预处理的前道调制来达成，含水率高会影响处理反应时间。本实施例经过大量实验，从最节约能源的处理状态，选择含水率80％作为理想值。
在经过预处理后的污泥，通过输送管道进入反应釜进行水热解碳化处理。水热解碳化通过控温控压处理，其保证将污泥中的有害物质在反应釜内充分裂解，或称作“破壁”，使细菌裂变为水分子和油分子，然后再通过后续的分离工艺步骤实现无害化的处理，这个过程也称为水热解处理方法。在本发明的实施例中，反应釜内进行水热解碳化的温度可控制在150摄氏度至280摄氏度，压力可控制在5.5至9.5MPa。
经过水热解碳化后生成的泥浆被立刻送入储物罐中暂存。待储物罐的温度降至120℃时，通过泵将泥浆送入分离装置中进行固液分离。在本实施例中，分离装置包括粗分离罐和精分离罐两级分离，以实现充分的固液分离。泥浆被送入粗分离罐后，首先由粗分离罐进行一级分离。分离出的液体部分进入精分离罐进行二级分离，固体部分的泥浆被送入旋转烘干罐。精分离罐对分离出的液体部分再次进行分离，二次分离后的固体部分重新进入粗分离罐处理，液体部分的含油废水被送入油水分离器中。油水分离器对收到的含油废水进行处理，一边收集废油，如焦油等，储存到废油箱中，一边将分离出的废水通过气体处理装置，如等离子处理器，进行臭氧催化氧化等电化学处理使其达标后排放所述废水。在本发明的实施例中，粗分离罐的滤网可选择100～40u，精分离罐的滤网可使用40～3u。
从粗分离罐分离出来的泥浆，通过阀管立刻送入低温远红外的旋转烘干罐中，使泥浆中的水和油充分蒸发。如果对泥浆采用焚烧或微波的方式，那么由于其处理中的温度会比较高，这样就会使得对所产生气体的处理难度增大。因此在本实施例的旋转烘干罐中，通过温度传感器控制烘干温度不超过250℃，以确保泥浆中的水油在能够充分挥发和回收的情况下，还能有利于后续完成对所产生气体的环保处理。
如图1所示，旋转烘干罐中蒸发产生的气体经由水气分离的冷凝器对所述烘干单元排出的蒸发气体进行冷凝。冷凝器会将收集到的含油废水，送入前述的油水分离器再进行分离，同时将收集到的含油废气送入油气分离器中再进行分离，而沉淀下的固体物质也会再次进入旋转烘干罐中进行烘干处理。由于在旋转烘干罐烘干时仅排出少量的废气，因此这部分废气最终会经由气体处理装置(如图1所示的等离子处理器和活性炭)进行无害化处理后达标排放。最终由低温旋转烘干罐烘干出来的碳泥是一种含水率低于5％的无害化的含有一定热值(约2500大卡)的碳泥，可以进行再利用，如分离后的干物质可用做于建筑材料、过滤材料等回收利用。
如图1所示，本实施例的污泥处理系统还包括一连接于反应釜的储气罐，可以用于储存反应釜输出的超压排气。该储气罐对接收到的超压排气，同样可通过前述的冷凝器进行冷凝，继而对产生的含油废气和含油废水做油气或油水分离，以及进一步地完成对废水和废气的净化处理和排放。相关内容可见前述说明，此处不再赘述。
本实施例的一种污泥处理系统，在对污泥物质处理的反应热物质是在一个全封闭的反应釜罐内进行压滤分离，同时烘干也是在全封闭的状态下进行，在达标后才进行水气的排放，因此对环境没有污染，解决了现有污泥处理污染大，对生产环境的整洁度无法保证，以及占地大的问题。
本发明实施例还公开了一种污泥处理方法，如图2所述，所述污泥处理方法包括：
步骤S101，对污泥进料做预处理；
所述预处理包括搅拌，加热和调制。在具体实施中，当所述污泥进料的含水量达到预设阈值时，例如含水量为80％，执行下一步骤。
步骤S102，对污泥进行水热解碳化，得到经过水热解碳化后的泥浆；
在具体实施中，于所述步骤S102对污泥进行水热解碳化之后还可包括：通过一储物罐接收生成的泥浆，并在泥浆降至预设温度后，执行所述对所述泥浆进行固液分离。
步骤S103，对泥浆进行固液分离；
在具体实施中，所述固液分离可包括粗分离和精分离两级分离。
步骤S104，收集从泥浆分离出的液体中的废油，并排出废水；对废水做净化处理后排放；
步骤S105，烘干所述泥浆中分离出的固体，蒸发其中的水油，从而生成可利用的碳泥；
在具体实施中，烘干所述泥浆中分离出的固体的烘干温度不高于250摄氏度。
步骤S106，收集烘干泥浆中分离出的固体所蒸发出的含油废水中的废油，并排出废水；对废水做净化处理后排放；
步骤S107，收集烘干泥浆中分离出的固体所蒸发出的含油废气中的废油，并排出废气；对废气做净化处理后排放。
在具体实施中，于所述步骤S105烘干所述泥浆中分离出的固体，使得其中的水油充分蒸发之后，还可以设置一冷凝装置，对排出的蒸发气体进行冷凝，从而得到所述步骤S106和步骤S107中的含油废水和含油废气。
本领域技术人员可以理解的是，如图2所示，步骤S104与步骤S105～步骤S107，以及步骤S106与步骤S107为并列进行的步骤，并无操作顺序上的前后关系。
本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例的一种污泥处理方法和前述实施例中的污泥处理系统为基于统一发明构思，关于本实施例的相关内容，可以参照前述实施例中的级联式审批方法，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种污泥处理系统，其特征在于，包括：
反应釜，用于对污泥进行水热解碳化，得到经过水热解碳化后的泥浆；
固液分离单元，用于对泥浆进行固液分离；
烘干单元，用于烘干从泥浆中分离出的固体，蒸发其中的水油，从而生成可利用的碳泥；
油水分离单元，用于收集从泥浆分离出的液体中的废油，收集所述烘干单元蒸发出的含油废水中的废油；以及，排出废水；
油气分离单元，用于收集所述烘干单元蒸发出的含油废气中的废油，并排出废气；
净化单元，用于对接收到的废水和废气做净化处理后排放。
2.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，所述烘干单元的烘干温度不高于250摄氏度。
3.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，还包括：
搅拌单元，用于对污泥进料做预处理；所述预处理包括搅拌，加热和调制；
当所述污泥进料的含水量达到预设阈值时，污泥通过所述搅拌单元与所述反应釜的连接管道送入所述反应釜中。
4.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，于所述烘干单元和所述油水分离单元以及所述油气分离单元之间，还包括冷凝单元，用于对所述烘干单元排出的蒸发气体进行冷凝，得到含油废水和含油废气。
5.如权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，
所述反应釜和所述固液分离单元之间还包括一储物罐，用于接收从所述反应釜中生成的泥浆，并在泥浆降至预设温度后，将泥浆送至所述固液分离单元；
所述固液分离单元包括粗分离和精分离两级分离结构。
6.一种污泥处理方法，其特征在于，包括：
对污泥进行水热解碳化，得到经过水热解碳化后的泥浆；
对泥浆进行固液分离；
收集从所述泥浆分离出的液体中的废油，并排出废水；对废水做净化处理后排放；
烘干所述泥浆中分离出的固体，蒸发其中的水油，从而生成可利用的碳泥；
收集烘干泥浆中分离出的固体所蒸发出的含油废水中的废油，并排出废水；对废水做净化处理后排放；
收集烘干泥浆中分离出的固体所蒸发出的含油废气中的废油，并排出废气；对废气做净化处理后排放。
7.如权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于，所述烘干所述泥浆中分离出的固体的烘干温度不高于250摄氏度。
8.如权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于，
于所述对污泥进行水热解碳化之前，还包括：对污泥进料做预处理；所述预处理包括搅拌，加热和调制；
当所述污泥进料的含水量达到预设阈值时，执行所述对污泥进行水热解碳化。
9.如权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于，于所述烘干所述泥浆中分离出的固体，使得其中的水油充分蒸发之后，还包括：对排出的蒸发气体进行冷凝，得到含油废水和含油废气。
10.如权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于，
于所述对污泥进行水热解碳化之后还包括：接收生成的泥浆，并在泥浆降至预设温度后，执行所述对所述泥浆进行固液分离；
所述固液分离包括粗分离和精分离两级分离。
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