CN204224522U - 垃圾和污泥的处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种垃圾和污泥的处理系统，包括：预处理设备用于将原生垃圾进行预处理得到待处理垃圾；脱水设备用于将污泥脱水；烘干机将脱水后的污泥和/或待处理垃圾烘干得到待加工原料；挤压成型装置接收待加工原料后将其进行挤压和成型加工处理；料仓与挤压成型装置连接；干馏炉连接在料仓的下游以将原料干馏生成油气和固体产物；冷凝装置连接在干馏炉的下游将油气产物降温；焦油分离设备与冷凝装置连接以将降温后的油气产物分离得到干馏气、焦油和污水；储气罐储存净化后的干馏气；后处理设备对污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用。根据本实用新型的垃圾和污泥的处理系统，降低了成本，且环境友好。

Description

垃圾和污泥的处理系统

技术领域

本实用新型涉及工业技术领域，尤其是涉及一种垃圾和污泥的处理系统。 

背景技术

近年来，随着改革开放的不断深入，城市人民生活水平不断提高，城市人口迅速增长，城市规模不断扩大，相应的城市生活垃圾和市政污水的排放量也不断增加，产生与消纳之间的矛盾日趋突出。 

城市生活垃圾是人类活动不可避免的产物，这些垃圾包括：对人体有危害的物质、有害微生物、氯化烃/碳氢化合物气体等有机污染物、放射性废物等物理性污染物以及寄生虫/害虫/臭气等其它污染物。生活垃圾处理不当将严重污染空气、土壤和水源，并引起蚊蝇的孳生、病菌的传播，使人们的身心健康受到严重威胁。目前，国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥等三种处理方式。 

在城市市政污水处理过程中产生的沉淀物质，包括污水中所含固体物质、悬浮物质、胶体物质以及从水中分离出来的沉渣，统称为污泥。这种污泥含水量高、易腐烂，有强烈的臭味，并且含有寄生虫卵、病原微生物及重金属，如不加以妥善处理，任意排放，将会造成二次污染。污泥的处理方法包括污泥的焚烧、热解、填埋、土地利用等最终处理。污水处理厂经脱水设备处理过的脱水污泥含水率约80％，可满足运输、二次利用的要求。 

焚烧处理是使用燃料通过焚烧炉将垃圾或污泥进行焚烧，可以使垃圾或污泥的体积减少到最小，减量效果明显。但是焚烧需要消耗大量的能源，焚烧的成本和运行费均很高。另外，焚烧会造成重金属和二恶英等危险物质的排放。 

土地利用和堆肥处理受垃圾或污泥中组分的影响，由于垃圾或污泥的来源复杂，重金属等物质含量不稳定，制约了土地利用技术和堆肥处理的发展；填埋处理是所有垃圾或污泥处理处置技术的最终处理手段，需要解决渗滤液和填埋沼气的处理问题。 

另外，我国大多数市政设施建设中，生活垃圾和市政污泥采用分开处理，能量和产品的利用难度较大，总体投资和运行成本较高。 

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种环境友好、降低能耗且成本低的垃圾和污泥的处理系统。 

根据本实用新型实施例的垃圾和污泥的处理系统，包括：预处理设备；脱水设备；烘干机，所述烘干机与所述脱水设备相连；挤压成型装置，所述挤压成型装置连接在所 述烘干机的下游，其中所述预处理设备与所述烘干机或所述挤压成型装置相连；料仓，所述料仓通过皮带机与所述挤压成型装置连接；干馏炉，所述干馏炉连接在所述料仓的下游；冷凝装置，所述冷凝装置连接在所述干馏炉的下游以接收所述干馏炉产生的油气产物；焦油分离设备，所述焦油分离设备与所述冷凝装置连接以接收从所述冷凝装置供入的降温后的油气产物；储气罐，所述储气罐与所述焦油分离设备相连；以及后处理设备，所述后处理设备分别与所述干馏炉和所述焦油分离设备相连。 

根据本实用新型实施例的垃圾和污泥的处理系统，通过将垃圾和污泥混合以形成待加工原料，在待加工原料中垃圾和污泥分别起到了粘结剂、吸水剂的作用，双方均作为对方的有益补充，简化了待加工原料的处理工序，从而提高了工艺效率，而且，将垃圾和污泥中油气资源采用同时提取的方式，实现了两种资源的能量集中回收利用，可有效降低垃圾和污泥处理的总体投资和运行成本。另外，本申请与传统的垃圾和污泥焚烧方法相比，减少了烟气排放和粉尘排放，杜绝了二噁英对环境的污染，且不会产生大量的飞灰等危险废弃物，从而对环境更友好。 

另外，根据本实用新型的垃圾和污泥的处理系统，还可具有如下附加技术特征： 

根据本实用新型的一个实施例，所述干馏炉内具有加热装置，所述加热装置包括加热管。由此，通过设置具有加热管的加热装置，燃料可在加热管内燃烧而与干馏炉内的待干馏原料隔离。 

根据本实用新型的一个实施例，所述储气罐与所述加热装置相连。由此，干馏气可作为加热装置的燃料，有效节省能量且工艺环保。 

进一步地，所述加热装置与所述烘干机相连以将所述加热装置排出的烟气通入所述烘干机内。由此，从加热装置排出的烟气为烘干机中待烘干的原料提供烘干能量，解决了传统的外热式加热方式能量消耗大、运行成本高的问题。 

可选地，所述加热装置排出的烟气与所述烘干机内待烘干的垃圾和/或污泥换热后通入烟气净化设备进行净化。由此，通过设置烟气净化系统，有效地防止了烟气不合格而对环境造成污染的情况。 

根据本实用新型的一个实施例，所述干馏炉具有出料机构，所述干馏炉产生的固体产物由所述出料机构排出。 

可选地，所述干馏炉为旋转床结构、回转窑结构或固定床结构。 

根据本实用新型实施例的垃圾和污泥的处理系统，实现了垃圾处理设施和污水处理设施的关联布置，既利用垃圾热解处理工艺实现了污水处理的副产物污泥的资源化利用，又利用污水处理厂的污水处理系统实现了生活垃圾处理过程中渗滤液及热解冷凝水等废物的达标处理，从而实现了资源的有效配置。 

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。 

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中： 

图1是根据本实用新型一个实施例的垃圾和污泥的处理系统的示意图； 

图2是根据本实用新型另一个实施例的垃圾和污泥的处理系统的示意图。 

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。 

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。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实用新型中的具体含义。 

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的垃圾和污泥的处理方法及其处理系统。 

根据本实用新型实施例的垃圾和污泥的处理方法包括以下步骤： 

S1、将原生垃圾进行预处理得到待处理垃圾； 

S2、将所述污泥脱水并烘干； 

S3、将所述待处理垃圾和步骤S2中的污泥混合并进行挤压和成型加工处理； 

S4、将步骤S3中加工后的垃圾和污泥的混合物干馏以生成油气产物和固体产物； 

S5、对步骤S4中的所述油气产物进行收集并分离出干馏气、焦油和污水，对所述固体产物进行分选得到半焦和残渣； 

S6、将步骤S5中产生的干馏气净化后储存在储气罐内；以及 

S7、对步骤S5中的污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用。 

也就是说，首先将原生垃圾进行沥水、破碎、筛分等预处理，此时垃圾的含水率为50％左右；然后将污泥进行脱水处理(此时脱水后的污泥的含水率为80％左右)，并且 将脱水后的污泥进行烘干处理，得到含水率30％左右的污泥；接着将经过预处理后的垃圾和烘干后的污泥混合，并进行挤压和成型加工处理，得到能进行干馏处理的物料；将上述加工后的垃圾和污泥的混合物干馏以生成油气产物和固体产物；再将油气产物收集，冷凝后可分离出干馏气、焦油和污水，其中，干馏气可经过净化(例如除焦、脱硫、脱硝等)后储存在储气罐内，可供生产生活使用，焦油可作为原料出售或进一步精加工，污水经过污水处理后达标排放；冷却后的干馏残余固体主要包括半焦和残渣等，具体成分与干馏前的垃圾和污泥的组成有关，经过高温处理后的残余固体不再含恶臭物质，可以分选出其中的半焦，加以回收利用。 

根据本实用新型实施例的垃圾和污泥的处理方法，通过将垃圾和污泥混合以形成待加工原料，在待加工原料中垃圾和污泥分别起到了粘结剂、吸水剂的作用，双方均作为对方的有益补充，简化了待加工原料的处理工序，从而提高了工艺效率，而且，将垃圾和污泥中油气资源采用同时提取的方式，实现了两种资源的能量集中回收利用，可有效降低垃圾和污泥处理的总体投资和运行成本。另外，本申请与传统的垃圾和污泥焚烧方法相比，减少了烟气排放和粉尘排放，杜绝了二噁英对环境的污染，且不会产生大量的飞灰等危险废弃物，从而对环境更友好。 

在本实用新型的一个实施例中，步骤S3之前还包括：步骤S21、将步骤S1中预处理后的待处理垃圾进行烘干。换言之，将经过沥水、破碎、筛分等预处理后的垃圾和脱水后的污泥一起进行烘干处理，得到含水率较低例如30％左右的垃圾和污泥的混合物。由此，通过将待处理垃圾进行烘干处理，可有效降低待处理垃圾的含水量。 

可选地，步骤S2中对污泥进行脱水并烘干是分别通过脱水设备和烘干机实现的。由此，加工简单且成本低。 

可选地，步骤S4是通过干馏炉实现的，干馏炉内具有加热装置，加热装置包括加热管。在本实用新型的一个示例中，加热装置是提供干馏所需热量的加热设备，助燃空气和燃料可分别通入加热装置并在加热管内燃烧，从而燃烧产生的高温烟气可与干馏炉内的气氛隔绝。 

在本实用新型的一个实施例中，储气罐与加热装置相连以将干馏气通入加热装置内。在本实用新型的其中一个示例中，储气罐中的干馏气可通过压力设备和管道与加热装置相连，干馏气可作为燃气为加热装置提供气源。可以理解的是，干馏气可全部作为加热装置的燃料以对干馏炉内的垃圾和污泥的混合物进行干馏，或部分干馏气作为加热装置的燃料，其余干馏气可作为干馏气产品以供其他生产生活使用。由此，通过将干馏气可作为加热装置的燃料，有效节省能量且工艺环保。 

在本实用新型的一个实施例中，加热装置还可通入补燃燃气，补燃燃气用于冷炉启动。在本实用新型的其中一个示例中，加热装置上可设有补燃燃气通道以通入补燃燃气。 

进一步地，加热装置与烘干机相连以将加热装置排出的烟气通入烘干机内。换言之，从加热装置排出的烟气通入烘干机中，可与烘干机内待烘干的物料进行热交换，从而烘 干待烘干的物料，解决了传统的外热式加热方式能量消耗大、运行成本高的问题。 

可选地，加热装置排出的烟气与烘干机内待烘干的垃圾和/或污泥换热后通入烟气净化设备进行净化。在本实用新型的其中一个示例中，烘干机与烟气净化系统相连以将与烘干机内待烘干的物料换热后的烟气通入烟气净化系统，进行净化。由此，通过设置烟气净化系统，有效地防止了烟气不合格而对环境造成污染的情况。 

可选地，将烘干机烘干后的垃圾和污泥的混合物在干馏炉内均匀铺料，铺料的厚度为50～400mm。也就是说，垃圾和污泥的混合物在干馏炉内辅料50～400mm厚。 

可选地，干馏炉内的干馏温度为350～800℃。 

进一步地，烘干机烘干后的垃圾和污泥的混合物在干馏温度下停留0.5～2小时。换言之，烘干机烘干后的垃圾和污泥的混合物在350～800℃的温度下停留0.5～2小时。由此，具有较好的干馏效果。 

在本实用新型的一个实施例中，干馏炉具有出料机构，固体产物由出料机构排出。可选地，出料机构为密封出料结构。由此，可有效保证生产环境良好。 

可选地，干馏炉为旋转床结构、回转窑结构或固定床结构。 

在本实用新型的一个实施例中，步骤S4中，垃圾和污泥的混合物在无氧状态下进行干馏。由于加热装置在加热过程中产生的烟气与干馏炉内的待干馏的物料处于隔离状态，再加上干馏炉的密封设计，从而保证了垃圾和污泥的混合物在无氧条件下进行干馏，从而最大限度地提高了干馏气的热值。可以理解的是，所谓“热值”，指的是完全燃烧1kg(或1m³，气体)的物质释放出的能量。 

根据本实用新型第一方面实施例的垃圾和污泥的处理方法，通过在干馏前对垃圾和/或污泥进行烘干处理，降低了垃圾和/或污泥的含水率，并且采用生活垃圾和污泥热解产生的热解气代替外购燃气作为生活垃圾和污泥烘干的燃料，资源利用率高，有效解决了传统的外热式加热方式消耗大量的燃气，从而导致运行费用过大的问题。 

下面具体参考图1-图2详细描述根据本实用新型第二方面多个实施例的垃圾和污泥的处理系统。 

实施例一 

如图1所示，根据本实用新型实施例的垃圾和污泥的处理系统包括：预处理设备、脱水设备、烘干机、挤压成型装置、料仓、干馏炉、冷凝装置、焦油分离设备、储气罐以及后处理设备。 

其中，预处理设备用于将原生垃圾进行预处理以得到待处理垃圾。脱水设备用于将污泥脱水。烘干机与脱水设备相连，烘干机用于将脱水后的污泥烘干以得到待加工原料。挤压成型装置连接在烘干机的下游，其中预处理设备与烘干机或挤压成型装置相连，挤压成型装置接收待处理垃圾和烘干后的污泥后将其进行挤压和成型加工处理。料仓通过 皮带机与挤压成型装置连接。干馏炉连接在料仓的下游以接收从料仓供入的原料后将原料干馏以生成油气产物和固体产物，其中固体产物包括半焦和残渣。冷凝装置连接在干馏炉的下游以接收干馏炉产生的油气产物后将油气产物进行降温。焦油分离设备与冷凝装置连接以接收从冷凝装置供入的降温后的油气产物后将降温后的油气产物分离以得到干馏气、焦油和污水。储气罐与焦油分离设备相连以储存净化后的干馏气。后处理设备分别与干馏炉和焦油分离设备相连，以对污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用。 

需要理解的是，本申请描述中提到的术语“下游”指的是沿着按照待加工原料的加工流程的方向，也就是说，干馏炉连接在料仓的下游，指的就是在加工流程中，料仓在干馏炉之前且与干馏炉相连；冷凝装置连接在干馏炉的下游，指的就是在加工流程中，干馏炉在冷凝装置之前且与冷凝装置相连。 

换言之，首先预处理设备将原生垃圾进行沥水、破碎、筛分等处理以得到待处理垃圾，污泥依次通过脱水设备和烘干机进行脱水和烘干，然后将待处理垃圾和烘干后的污泥送入挤压成型装置例如挤压和成型机中压缩成块状或圆柱状，然后可经由皮带机输送到料仓，定量向干馏炉例如干馏炉的铺料结构给料，经挤压成型后的原料在干馏炉内干馏，产生的油气产物例如可由干馏炉顶部或侧壁的管路收集，然后送入冷凝装置中进行降温，降温后的油气产物通入焦油分离设备中分离得到干馏气、焦油和污水，固体产物包括半焦和残渣，干馏气净化后可储存在储气罐中，后处理设备可分别对污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用。 

在本实用新型的其中一个示例中，将烘干机烘干后的待加工原料在干馏炉内均匀铺料，铺料的厚度为50～400mm。也就是说，垃圾和污泥的混合物在干馏炉内辅料50～400mm厚。 

可选地，干馏炉内的干馏温度为350～800℃。 

进一步地，烘干机烘干后的待加工原料在干馏温度下停留0.5～2小时。换言之，烘干机烘干后的待加工原料在350～800℃的温度下停留0.5～2小时。由此，具有较好的干馏效果。 

根据本实用新型实施例的垃圾和污泥的处理系统，实现了垃圾处理设施和污水处理设施的关联布置，既利用垃圾热解处理工艺实现了污水处理的副产物污泥的资源化利用，又利用污水处理厂的污水处理系统实现了生活垃圾处理过程中渗滤液及热解冷凝水等废物的达标处理，从而实现了资源的有效配置。 

可选地，干馏炉内具有加热装置，加热装置包括加热管(图未示出)。在本实用新型的其中一个示例中，加热装置上可设有助燃空气和燃料通道，助燃空气和燃料可通入加热装置并在加热管内燃烧，从而燃烧产生的高温烟气可与干馏炉内的气氛隔绝。 

在本实用新型的一个示例中，储气罐与加热装置相连以将干馏气通入加热装置内。例如储气罐中的干馏气可通过压力设备和管道与加热装置相连，干馏气可作为燃气为加热装置提供气源。可以理解的是，干馏气可全部作为加热装置的燃料以对干馏炉内的垃 圾和污泥的混合物进行干馏，或部分干馏气作为加热装置的燃料，其余干馏气可作为干馏气产品以供其他生产生活使用。由此，干馏气可作为加热装置的燃料，有效节省能量且工艺环保。 

如图1所示，加热装置还可设有补燃燃气通道，补燃燃气通道用于向加热装置的加热管内通入补燃燃气以将冷炉启动。 

进一步地，加热装置与烘干机相连以将加热装置排出的烟气通入烘干机内。换言之，从加热装置排出的烟气通入烘干机中，可与烘干机内待烘干的物料进行热交换，从而烘干待烘干的物料，解决了传统的外热式加热方式能量消耗大、运行成本高的问题。 

可选地，加热装置排出的烟气与烘干机内待烘干的污泥换热后通入烟气净化设备进行净化。由此，通过设置烟气净化系统，有效地防止了烟气不合格而对环境造成污染的情况。 

可选地，干馏炉具有出料机构，干馏炉产生的固体产物由出料机构排出(图未示出)。 

可选地，干馏炉为旋转床结构、回转窑结构或固定床结构。 

在本实用新型的一个示例中，干馏炉内的待干馏原料在无氧状态下进行干馏。由于加热装置在加热过程中产生的烟气与干馏炉内的待干馏的物料处于隔离状态，再加上干馏炉的密封设计，从而保证了垃圾和污泥的混合物在无氧条件下进行干馏，可最大限度地提高干馏气的热值。 

实施例二 

如图2所示，本实施例二与上述实施例一中相同的部分在此不再详细说明，在本实施例中仅对不同的地方进行详细描述。 

在本实施例中，烘干机将预处理后的待处理垃圾和脱水后的污泥均烘干。由此，加工简单且成本低。 

如图2所示，首先预处理设备将原生垃圾进行沥水、破碎、筛分等处理以得到待处理垃圾，污泥在脱水设备中进行脱水，然后将待处理垃圾和脱水后的污泥在烘干机中进行烘干，从而得到含水量较少的垃圾和污泥的混合物，然后将垃圾和污泥的混合物送入挤压成型装置例如挤压和成型机中压缩成块状或圆柱状，然后可经由皮带机输送到料仓，定量向干馏炉例如干馏炉的铺料机构给料，经挤压成型后的原料可在干馏炉内铺料50～400mm厚，在350～800℃的温度下停留0.5～2小时，该原料可在无氧状态下干馏，产生的油气产物可由干馏炉顶部或侧壁的管路收集，然后送入冷凝装置中进行降温，降温后的油气产物通入焦油分离设备中分离得到干馏气、焦油和污水，干馏后的固体产物可由干馏炉的密封出料机构排出，固体产物包括半焦和残渣，干馏气净化(例如除焦、脱硫、脱硝等)后可储存在储气罐内，储气罐内的全部或部分干馏气可作为干馏炉的加热装置的燃料，其余干馏气可作为干馏气产品供生产生活使用，后处理设备可分别对污水、焦油和半焦进行后续处理并回收利用，例如焦油可作为原料出售或进一步精加工， 污水可经由污水处理设备后达标排放。 

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、原料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、原料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。 

Claims (7)

1.一种垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，包括： 

预处理设备； 

脱水设备； 

烘干机，所述烘干机与所述脱水设备相连； 

挤压成型装置，所述挤压成型装置连接在所述烘干机的下游，其中所述预处理设备与所述烘干机或所述挤压成型装置相连； 

料仓，所述料仓通过皮带机与所述挤压成型装置连接； 

干馏炉，所述干馏炉连接在所述料仓的下游； 

冷凝装置，所述冷凝装置连接在所述干馏炉的下游以接收所述干馏炉产生的油气产物； 

焦油分离设备，所述焦油分离设备与所述冷凝装置连接以接收从所述冷凝装置供入的降温后的油气产物； 

储气罐，所述储气罐与所述焦油分离设备相连；以及 

后处理设备，所述后处理设备分别与所述干馏炉和所述焦油分离设备相连。 

2.根据权利要求1所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述干馏炉内具有加热装置，所述加热装置包括加热管。 

3.根据权利要求2所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述储气罐与所述加热装置相连。 

4.根据权利要求3所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述加热装置与所述烘干机相连以将所述加热装置排出的烟气通入所述烘干机内。 

5.根据权利要求4所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述加热装置排出的烟气与所述烘干机内待烘干的垃圾和/或污泥换热后通入烟气净化设备进行净化。 

6.根据权利要求1-5中任一项所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述干馏炉具有出料机构，所述干馏炉产生的固体产物由所述出料机构排出。 

7.根据权利要求6所述的垃圾和污泥的处理系统，其特征在于，所述干馏炉为旋转床结构、回转窑结构或固定床结构。