CN209636086U - 农用a级污泥生物炭肥料环保型加工系统及其环保型回转式污泥干化机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统，包括：污泥脱水系统、脱水污泥混合干化系统、混合污泥加热干化系统、干化污泥加热炭化系统、污泥生物炭肥料加湿包装系统；加工系统将生活污水处理厂处理污水产生的稀污泥浓缩、脱水、干化、炭化、加湿、包装加工成为农用A级污泥生物炭肥料；采用环保燃料天然气和自产甲烷有机气体，污泥加工中产生的有害废气全部收集再利用，使污泥加工全过程不排放任何污染物。本实用新型同时公开了一种系统使用的环保型回转式污泥干化机结构。

Description

农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统及其环保型回转式 污泥干化机

技术领域

本实用新型涉及一种生活污水处理厂污泥资源化处理成套设备，尤其是涉及一种污泥生物炭肥料环保型加工系统及其环保型回转式污泥干化机，制备可施用于种植食用农作物耕地的污泥生物炭肥料。

背景技术

截止2015年底全国市、县累计建造生活污水处理厂4000多座，年产生含水率80%污泥4000多万吨，大部分污泥没有得到妥善处理，许多污水处理厂将污泥堆放在厂内晾晒，晒干后到处乱倒，污泥所造成的污染问题已经引起了社会的关注。被政府和市场认可的现有四种污泥处理技术，A、污泥厌氧消化处理技术，工艺复杂，处理周期15～20天，并且只能厌氧消化一半处理量，为后续处理增加了难度；B、污泥好氧堆肥处理，臭气污染环境选址困难，易受天气影响低温不能实施，处理周期18～24天；C、污泥干化和焚烧处理，工艺复杂，污染环境已被部分城市和地区禁止；D、深度脱水石灰稳定+填埋处理，严重污染环境已被大部分城市和地区禁止。目前，污泥处理技术环保安全一票否决，只有采用污泥厌氧消化处理技术的项目政府才会批准，臭气处理较好的污泥好氧堆肥处理技术的项目也会通过。《十三五》规划中大力提倡污泥资源化处理，污水处理厂迫切需求环保型、资源化的污泥处理新技术。

我国农作物大量使用化肥造成土地板结、退化，化肥利用率仅30%，大部分化肥随着雨水进入河流、湖泊污染水体，破坏水体中的生物和植物生态平衡。在十三届全国人大部长通道上农业部长讲话：“逐年减少化肥用量，鼓励使用有机肥料，将对有机肥料实行资金补贴”。第三次当选全国人大代表、中国工程院院士、沈阳农业大学教授陈温福在十三届全国人大会上提案：将生物炭肥料纳入新型肥料目录。生物炭肥料也是有机肥料，将会受到国家政策扶持。

生物炭肥料是一种新型肥料，在提高农业土壤有效水含量、减少肥料流失、改善土壤微生物系统、缓解土壤酸化、降低土壤中重金属的生物有效性和提高农作物产量、品质方面起到重要作用。经专家试验：农作物施用生物炭肥料可以提高产量10～30%，特别是菠菜产量可提高56%；果树施用生物炭肥料可以提高果实耐储性、果实品质，特别是提高果实中的芳香物质。生物炭肥料能够改良、修复各种劣质、重金属污染的土壤，提高各种肥料的肥力，提高各种农作物的产量、品质，被国际学术界誉为“黑色黄金”。目前，由于生物炭肥料的加工原料和加工技术原因，生物炭肥料市场供应紧缺售价居高不下，限制了生物炭肥料施用于农作物。

我国生物炭肥料施用于种植食用农作物耕地极少，主要原因是生物炭的生产原料和加工技术问题。现有的生物炭原料主要是农林废弃物，收集困难、数量少批量小，加工生产的生物炭主要用于废水废气处理环保领域；加工工艺和加工设备属于间歇式生产，产量低费用高。所以，生物炭不能大批量工业化生产，造成市场紧缺售价居高不下，应用农业领域难以承受。目前，应用农业的生物炭肥料生产厂家很少，网上能查到仅两家，某公司销售的生物炭菌肥，市场售价4800元/吨，生物炭含量25%；某公司销售的生物炭基肥料，市场售价3000元/吨，生物炭含量9%。因为生物炭肥料市场供应较少，主要施用于高档花卉，两家公司均采用高端定价模式。

腐植酸是没有变成煤炭的植物遗骸，我国蕴藏量极大，开发利用率极低，目前有机质含量70%以上的优质腐植酸仅售150元/吨，加工粉碎后散装风化煤原粉170元/吨，袋装190元/吨。污泥中含有重金属有机物，重金属含量超过GB4284-2018《农用污泥污染物控制标准》中的农用A级污泥产物标准，污泥中的重金属有机物能够被植物吸收利进入食物链。虽然，污泥在加热炭化时重金属有机物被高温分解熔化成玻璃状，失去了生物性不能被植物吸收利用，但是，用污泥做成的污泥生物炭肥料是新型肥料还没有国家标准，重金属允许含量超过现行农用A级污泥肥料国家标准不能用于种植食用农作物耕地。在污泥加工中加入一定量低廉的腐植酸可以稀释、降低污泥中的重金属，使生产的污泥生物炭肥料重金属允许含量符合现行农用A级污泥肥料国家标准，可以施用于种植食用农作物耕地生产有机食品。这样解决了生物炭肥料的加工原料问题，大幅降低生产成本，能够实现生物炭肥料大批量施用于种植食用农作物耕地。

加工生产生物炭肥料首选原料--污水处理厂污泥，因为污泥原料不但源源不断免费大量供应，而且还能收取250～550元/吨巨额污泥处理费。加入腐植酸大幅提高了污泥生物炭肥料含碳量，提升了污泥生物炭肥料的品质，还能提高污泥生物炭肥料数倍的产量和利润。

实用新型内容

本实用新型针对现有污泥处理技术不足，提出了一种农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统及其环保型回转式污泥干化机，拟满足市场生物炭肥料的迫切需求。

本实用新型所采用的技术方案：

一种农用A级污泥生物炭肥料环保型加工方法的系统，包括：

1）污泥脱水系统，所述污泥脱水系统包括污泥浓缩池、浓缩药剂加药机、污泥高压脱水机、污泥泵、脱水污泥储存池；浓缩药剂加药机与污泥浓缩池配套设置，污泥浓缩池通过管道及污泥泵连接污泥高压脱水机，脱水后的污泥进入脱水污泥储存池储存；

2）脱水污泥混合干化系统，所述脱水污泥混合干化系统包括腐植酸储存池、双轴强制式污泥搅拌机、混合污泥储存池；用航吊抓斗分别将腐植酸从腐植酸储存池和脱水污泥从脱水污泥储存池抓起、运送、倒入双轴强制式污泥搅拌机中，通过污泥搅拌机搅拌输出半干化混合污泥掉入混合污泥储存池；

3）混合污泥加热干化系统，所述混合污泥加热干化系统包括回转式污泥干化机、干化废气处理利用系统、带式出料机、对辊粉碎机、干化污泥储存池；用航吊抓斗将混合污泥从混合污泥储存池抓起、运送、倒入回转式污泥干化机的料斗中，混合污泥加热干化产生的干化废气经过干化废气处理利用系统处理后循环利用，干化后的污泥掉入带式出料机上被输送到对辊粉碎机的进料斗中，干化污泥粉碎后掉入干化污泥储存池；

4）干化污泥加热炭化系统，所述干化污泥加热炭化系统包括回转式污泥炭化机、有机废气回收利用系统、水冷式出料机；用航吊抓斗将干化污泥从干化污泥储存池抓起、运送、倒入回转式污泥炭化机的料斗中，干化污泥加热炭化产生的有机废气经过有机废气处理利用系统处理后再利用，加热炭化后生成的污泥生物炭进入水冷式出料机被输送到污泥生物炭肥料加湿机中；

5）污泥生物炭肥料加湿包装系统，所述污泥生物炭肥料加湿包装系统包括污泥生物炭肥料加湿机、污泥生物炭肥料储存池、污泥生物炭肥料装袋机、电子称、缝纫机、污泥生物炭肥料仓库；污泥生物炭肥料加湿后掉入污泥生物炭肥料储存池，用航吊抓斗将污泥生物炭肥料从污泥生物炭肥料储存池抓起、运送、倒入污泥生物炭肥料装袋机的料斗中，装袋、称重运送到污泥生物炭肥料仓库。

所述的农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统，还包括原料和半成品以及成品检验系统以及辅助设备：所述原料和半成品以及成品检验系统包括，重金属检测仪、煤炭全自动工业分析仪、有机质浓度检测仪器、全功能肥料养分检测仪、生物炭孔隙度测定仪、扫描电镜/显微镜、激光测温仪、实验烘箱、实验炭化炉、天平；原料和半成品以及成品每个生产班次都要检验，原料和成品定期质量分析；所述辅助设备包括，地磅、行吊抓斗、十米升降航吊维修平台、激光测温仪、超声波污泥测位仪、冷却水泵。

前述农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统中所采用的环保型回转式污泥干化机，包括进料斗（1）、机架（19）、机头部件（3）、机尾部件（17）、回转筒（16）、废气处理装置（23）；所述机头部件（3）和机尾部件（17）固定在机架（19）的两端，回转筒（16）两头插入机头部件（3）和机尾部件（17）并且封闭配合；在机架（19）上与所述回转筒（16）配合设有支撑拖轮（21）及驱动机构（7）；所述机头部件（3）的圆形堵头下部设有半干化混合污泥进口（2），顶部设有干化废气出口（4）；所述机尾部件（17）底部设有干化污泥出口（20），顶部设有冷却气体进口（18）；所述回转筒（16）内壁前部设有导料板（6），导料板（6）后部连接有扬料板（8）；所述回转筒（16）内设有网筒（9），网筒（9）通过网筒支架（10）固定在回转筒（16）内壁上；在回转筒（16）外部设有保温罩（14、15），所述保温罩固定在机架（19）上，保温罩下壁设置几十个猛火燃气燃烧器（12），保温罩上部设有燃烧废气出口（13）。

所述的环保型回转式污泥干化机，设有干化废气处理利用系统，所述干化废气处理利用系统通过机头部件（3）、机尾部件（17）、回转筒（16）和废气处理装置（23）、风机（24）、连通管道（22）形成完全封闭的连通循环通道；污泥干化机机头部件（3）的干化废气出口（4）通过管道连接废气处理装置（23），废气处理装置（23）另一端通过管道连接风机（24）进风口，风机（24）出风口通过管道连接污泥干化机机尾部件（17）的冷却气体进口（18）。

所述废气处理装置（23）一端为干化废气集气室（26），另一端为冷却气体集气室（29），干化废气集气室（26）与冷却气体集气室（29）通过冷却小管（28）连通，所述冷却小管（28）密封设置于水冷腔内，所述废气处理装置（23）底部设有冷却水进口（32），冷却水从废气处理装置（23）下部进入水冷腔，从废气处理装置（23）上部的冷却水出口（27）流出，干化废气从废气进口（25）进入废气处理装置（23）的冷却小管，经水冷却后从干化废气集气室（29）上的冷却气体出口（30）流出，干化废气集气室（26）和冷却气体集气室（29）底部各设有冷却水出口或蒸馏水出口（31）。

实用新型有益效果：

本实用新型污泥加工设备和系统，与国内、国外现有污泥处理技术相比，在环境保护、创收降费、加工设备、经济社会效益四个方面实现重大突破。

1、本实用新型在环境保护方面的突破：

1）避免臭气：一般脱水污泥含水率80%，刚脱水后没有臭味只有腥味，放置时间较长和温度适宜在微生物作用下使脱水污泥发酵而产生臭气。本实用新型采用污泥高压脱水机污泥脱水后含水率很低，使微生物失去繁殖的环境，从而避免脱水污泥发酵而产生臭气；

2）环保燃料：本实用新型污泥加热干化和污泥加热炭化，采用环保燃料自产甲烷有机气体和天然气、液化气，环保燃料燃烧后生成二氧化碳气体和水对空气没有污染；

3）收集废气：本实用新型污泥加热干化和污泥加热炭化都采用“炒锅式”加热方法，避免燃料燃烧产生的废气与污泥加热干化或污泥加热炭化产生的废气混合，污泥干化机和污泥炭化机都设有废气收集利用装置，从而实现污泥加热干化或污泥加热炭化产生的废气都能单独收集单独利用。

2、本实用新型在创收降费方面的突破：

1）加入腐植酸：本实用新型污泥加工中加入腐植酸稀释、降低污泥中重金属，使生产的污泥生物炭肥料重金属允许含量符合现行农用A级污泥肥料国家标准，施用于种植食用农作物耕地生产有机食品，从而大幅提高污泥生物炭肥料的价值和价格，能够提高几倍的收益和利润；

2）高压脱水：本实用新型采用污泥高压脱水机将污水处理厂产生的稀污泥高压脱水，脱水后污泥含水率50%左右，加工1吨脱水污泥相当加工2.5吨一般含水率80%脱水污泥，总含水率由200%降到50%，能够提高4倍污泥干化效率；

3）混合干化：含水率80%的脱水污泥呈半流体、粘稠状很难加热干化；实践表明：含水率40%以下的污泥呈湿土状、松散容易加热干化。本实用新型采用脱水污泥加入腐植酸混合干化，混合干化后含水率23～38%成为半干化污泥，再送入污泥干化机加热干化，能够提高几倍污泥干化效率；

4）利用废气：实践表明，干化污泥含水率在10%以上时，加热炭化产生的有机废气甲烷浓度较低不能单独燃烧，也就是不能直接利用。本实用新型污泥加热干化后含水率可以达到5%，能够直接利用污泥炭化产生的有机废气做燃料，而且省去了废气处理费，污泥加工费用大幅下降。

3、本实用新型在加工设备方面的突破：

1）环保型回转式污泥干化机：环保性能极其优秀，采用环保燃料天然气或液化气，配有全封闭的污泥干化废气处理利用系统，污泥干化过程中不排放任何污染物；利用风机快速分离污泥加热蒸发的水分，自动化连续生产干化效率极高；污泥加热干化后含水率可以达到5%，满足污泥加热炭化产生的有机废气直接用做燃料；型号齐全，从日加工脱水污泥几十吨到几百吨，适合大中小污水处理厂用于生产农用A级污泥生物炭肥料。该机采用“间接式”加热，避免现有污泥干化机“直接式”加热容易引起干化物料燃烧或爆炸的危险；现有污泥干化机采用煤炭做燃料，烧煤已被部分地区和城市禁止；

2）环保型回转式污泥炭化机：环保性能极其优秀，采用环保燃料自产甲烷有机气，配有全封闭的污泥炭化废气处理利用系统，污泥炭化过程中不排放任何污染物；利用风机快速分离污泥炭化产生的有机废气，自动化连续生产炭化效率极高，炭化均匀、炭化质量较好；型号齐全，从日加工脱水污泥几十吨到几百吨，适合大中小污水处理厂用于生产农用A级污泥生物炭肥料。该机采用天然气点火，十几分钟正常生产；现有回转式污泥炭化机采用生物质燃气发生器点火，每次点火需要4～5吨生物质，两个多小时才能正常生产，产生烟雾污染环境；

3）加热部件：本实用新型污泥干化机或污泥炭化机的加热部件回转筒都采用红铜材料，红铜导热率是钢材的5倍，能够大幅提高了污泥加热干化或污泥加热炭化加热效率；

4）燃气燃烧器：本实用新型污泥干化机或污泥炭化机都配有几十个猛火燃气燃烧器，猛火燃气燃烧器直径150～300毫米，为污泥干化机或污泥炭化机提供充足的热能，能够大幅提高了污泥加热干化或污泥加热炭化生产效率。

4、本实用新型在经济社会效益方面的突破：

1）经济效益：污泥处理费市场价250～550元/吨企业还是获利较小，本实用新型污泥加工费用低廉，产品销售收益巨大，即便是免费处理污水处理厂污泥也能获得较大的利润，将为企业和社会创造巨大的经济效益；

2）社会效益：本实用新型把污染环境的污泥加工成为农用A级污泥生物炭肥料，施用于种植食用农作物耕地生产有机食品，将在环保领域、农业领域、食品安全领域取得巨大的社会效益。

附图说明

图1是本实用新型农用A级污泥生物炭肥料环保型加工方法的加工车间及设备布置图（俯视）；

图2是本实用新型环保型回转式污泥干化机俯视图；

图3是本实用新型环保型回转式污泥干化机主视图；

图4是本实用新型环保型回转式污泥干化机剖视图；

图5是本实用新型环保型回转式污泥干化机的干化废气处理装置剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型技术方案做进一步的详细描述。以下各实施例仅用于说明本实用新型，不应当构成对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在现有技术范围内，采用惯用技术手段的置换以及和现有技术进行简单组合，均不脱离本实用新型保护范围。

实施例1

参见图1，本实施例农用A级污泥生物炭肥料环保型加工方法的系统，包括：

1）污泥脱水系统，所述污泥脱水系统包括污泥浓缩池、浓缩药剂加药机、污泥高压脱水机、污泥泵、连通管道、脱水污泥储存池；超声波污泥测位仪、浓缩药剂加药机与污泥浓缩池配套设置，污泥浓缩池通过管道及污泥泵连接污泥高压脱水机，脱水后的污泥进入脱水污泥储存池储存；

2）脱水污泥混合干化系统，所述脱水污泥混合干化系统包括腐植酸储存池、双轴强制式污泥搅拌机、混合污泥储存池；用航吊抓斗分别将腐植酸从腐植酸储存池和脱水污泥从脱水污泥储存池抓起、运送、倒入双轴强制式污泥搅拌机中，通过污泥搅拌机搅拌输出半干化混合污泥掉入混合污泥储存池；

3）混合污泥加热干化系统，所述混合污泥加热干化系统包括回转式污泥干化机、干化废气处理利用系统、带式出料机、对辊粉碎机、干化污泥储存池；用航吊抓斗将混合污泥从混合污泥储存池抓起、运送、倒入回转式污泥干化机的料斗中，混合污泥加热干化产生的干化废气经过干化废气处理利用系统处理后循环利用，干化后的污泥掉入带式出料机上被输送到对辊粉碎机的进料斗中，干化污泥粉碎后掉入干化污泥储存池；

4）干化污泥加热炭化系统，所述干化污泥加热炭化系统包括回转式污泥炭化机、有机废气回收利用系统、水冷式出料机；用航吊抓斗将干化污泥从干化污泥储存池抓起、运送、倒入回转式污泥炭化机的料斗中，干化污泥加热炭化产生的有机废气经过有机废气处理利用系统处理后再利用，加热炭化后生成的污泥生物炭进入水冷式出料机被输送到污泥生物炭肥料加湿机中；

5）污泥生物炭肥料加湿包装系统，所述污泥生物炭肥料加湿包装系统包括污泥生物炭肥料加湿机、污泥生物炭肥料储存池、污泥生物炭肥料装袋机、电子称、缝纫机、污泥生物炭肥料仓库；污泥生物炭肥料加湿后掉入污泥生物炭肥料储存池，用航吊抓斗将污泥生物炭肥料从污泥生物炭肥料储存池抓起、运送、倒入污泥生物炭肥料装袋机的料斗中，装袋、称重运送到污泥生物炭肥料仓库。

所述的农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统，还包括：原料和半成品以及成品检验系统以及辅助设备：所述原料和半成品以及成品检验系统包括，重金属检测仪、煤炭全自动工业分析仪、有机质浓度检测仪器、全功能肥料养分检测仪、生物炭孔隙度测定仪、扫描电镜/显微镜、激光测温仪、实验烘箱、实验炭化炉、天平；原料和半成品以及成品每个生产班次都要检验，原料和成品定期分析计量；所述辅助设备包括，地磅、行吊抓斗、十米升降航吊维修平台、激光测温仪、超声波污泥测位仪、冷却水泵。

本实用新型农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统，加工设备和设施包括：

1、污泥高压脱水机：用于污水处理厂产生的含水率98～99%的稀污泥高压脱水，稀污泥脱水后含水率48～52%成为脱水污泥；

2、双轴强制式污泥搅拌机：用于含水率48～52%的脱水污泥和腐植酸混合干化，混合干化后含水率23～38%成为半干化混合污泥；

3、环保型回转式污泥干化机：包括回转式污泥干化机、干化废气处理利用系统、带式出料机；用于加热干化含水率23～38%的半干化混合污泥, 加热干化后含水率7～10%成为干化污泥；

4、环保型回转式污泥炭化机：包括对辊粉碎机、回转式污泥炭化机、有机废气回收利用系统、水冷式生物炭出料机；用于加热炭化含水率7～10%的干化污泥，干化污泥加热炭化后生成污泥生物炭、木醋液、生物油和甲烷有机气体；

5、加湿包装设备：包括生物炭加湿机、生物炭肥料装袋机、电子称、缝纫机；用于生物炭肥料加湿和包装；

6、辅助设备：包括浓缩药剂加药机、超声波污泥测位仪、地磅、行吊抓斗、冷却水泵、重金属检测仪、煤炭全自动工业分析仪、有机质浓度检测仪器、全功能肥料养分检测仪、生物炭孔隙度测定仪、扫描电镜/显微镜、激光测温仪、超声波污泥测位仪、十米升降航吊维修平台；

7、加工设施：包括加工车间、污泥浓缩池、腐植酸储存池、脱水污泥储存池、混合污泥储存池、干化污泥储存池、生物炭肥料储存池、生物炭肥料仓库、浓缩药剂仓库、浓缩药剂配药房、冷却水泵房、地磅房、检测室、办公宿舍楼。

实施例2

参见图2～图4，本实施例为实现前述农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统所采用的环保型回转式污泥干化机，包括进料斗1、机架19、机头部件3、机尾部件17、回转筒16、废气处理装置23；所述机头部件3和机尾部件17固定在机架19的两端，回转筒16两头插入机头部件3和机尾部件17并且封闭配合；在机架19上与所述回转筒16配合设有支撑拖轮21及驱动机构7（和动力系统5连接）；机头部件3的圆形堵头下部设有半干化混合污泥进口2，顶部设有干化废气出口4；所述机尾部件17底部设有干化污泥出口20，顶部设有冷却气体进口18；回转筒16内壁前部设有导料板6，导料板6后部连接有扬料板8；回转筒16内设有网筒9，网筒9通过网筒支架10固定在回转筒16内壁；在回转筒16外部设有保温罩（包括保温罩上盖14、保温罩下盖15两部分），所述保温罩固定在机架19上，保温罩下壁设置几十个猛火燃气燃烧器12（与燃气管道11连接），保温罩上部设有燃烧废气出口13。

实施例3

参见图2～图4，本实施例的环保型回转式污泥干化机，与实施例2不同的是，设有干化废气处理利用系统，所述干化废气处理利用系统通过机头部件3、机尾部件17、回转筒16和废气处理装置23、风机24、连通管道22形成完全封闭的连通循环通道；污泥干化机机头部件3的干化废气出口4通过管道连接废气处理装置23，废气处理装置23另一端通过管道连接风机24进风口，风机24出风口通过管道连接污泥干化机机尾部件17的冷却气体进口18。

实施例4

参见图2～图5，本实施例的环保型回转式污泥干化机，与实施例2和实施例3不同的是，进一步公开了废气处理装置23的结构。所述废气处理装置一端为干化废气集气室26，另一端为冷却气体集气室29，干化废气集气室26与冷却气体集气室29通过冷却小管28连通，所述冷却小管设置于水冷腔内，所述废气处理装置23底部设有冷却水进口32，冷却水从废气处理装置23下部进入水冷腔，从废气处理装置23上部的冷却水出口27流出，干化废气从废气进口25进入废气处理装置23的冷却小管，经水冷却后从干化废气集气室29上的冷却气体出口30流出，干化废气集气室26和冷却气体集气室29底部各设有冷却水出口或蒸馏水出口31。图5中标号33为检修排污口，34为装置安装支架。

所述废气处理装置23内部设有数百个冷却小管28冷却处理废气，冷却后的气体从处理装置23另一端汇集，被风机24从污泥干化机冷却气体进口18重新鼓入干化机回转筒16中；废气中的水分降温后凝结成蒸馏水，从废气处理装置23两端汇集流入下水道；废气处理装置23所用的冷却水从污水处理厂净水池抽取，冷却后从废气处理装置23流出进入下水道。污泥干化机的回转筒16加热干化污泥产生的较高温度和较高水分的干化废气，被风机24抽出进入废气处理器23冷却处理，处理后的冷却气体重新鼓入回转筒16中，干化废气在连通循环的、完全封闭的干化废气处理利用系统中不断被抽出、冷却、鼓入，使干化废气不能散发到空气中污染环境。

本实用新型环保型回转式污泥干化机，机头部件3和机尾部件17外围也设有保温层，回转筒16外围的保温罩包括上盖14和下盖15，污泥干化机加热部件回转筒16采用红铜材料，红铜导热率是钢材的5倍，热效率大幅提高，猛火燃气燃烧器12直径150～300毫米，为污泥干化机提供充足的热源。

本实用新型农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统，采用污泥高压脱水机将生活污水处理厂产生的含水率98～99%稀污泥高压脱水，污泥脱水后含水率48～52%成为脱水污泥；采用环保型污泥干化机和环保型污泥碳化机，将脱水污泥干化、炭化成为污泥生物炭肥料。

本实用新型农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统，在污水处理厂内建造污泥加工车间（厂），将含水率98～99%的稀污泥就地加工成农用A级污泥生物炭肥料；也可集中加工多家附近的污水处理厂脱水污泥。设备及厂房布置参见图1。

1、污泥浓缩：将污水处理厂处理污水产生的含水率98～99%稀污泥泵入污泥浓缩池，在输送管道上设有浓缩药剂加药机，通过计量泵定量加入浓度5～10%的氯化铝铁浓缩药剂混合，混合后流入污泥浓缩池沉淀浓缩；浓缩后的上清液从浓缩池上部溢流口流出进入下水道，沉淀在浓缩池底部的浓缩污泥通过管道及污泥泵泵入污泥高压脱水机2中脱水，稀污泥浓缩后含水率95～96%成为浓缩污泥。定时取样检验含水率和重金属含量，如果含水率达不到工艺要求及时调整处理药剂混合比例或稀污泥沉淀时间。

2、污泥脱水：采用污泥高压泵将含水率95～96%的浓缩污泥从污泥浓缩池底部抽出，泵入污泥高压脱水机2的滤腔内进行过滤，进料压力16～20kg/cm2，浓缩污泥在进料泵的压力下进行初步过滤脱水；

进料泵压力达到设定压力值后自动停机进泥阀自动关闭，压榨系统自动启动对进入滤腔的污泥进行二次压榨，在高压压榨下滤腔内的污泥大部水份被挤出，压榨压力65～110kg/cm2；保压5～10分钟后打开滤板，脱水后的泥饼自动掉进带式输送机输送带上，输送机将脱水后的泥饼输送到脱水污泥储存池3中，浓缩污泥脱水后含水率48～52%成为脱水污泥。定时取样检验脱水污泥含水率和重金属含量；外来脱水污泥每车取样，检验含水率和重金属含量，运输车称重后将脱水污泥倒入脱水污泥储存池3，称重去皮计算脱水污泥净重。

3、混合干化：用行吊抓斗将脱水污泥从脱水污泥储存池3抓起、运送，定量送入双轴强制式污泥搅拌机4中；用行吊抓斗将腐植酸从腐植酸储存池1抓起、运送，定量送入双轴强制式污泥搅拌机4中；脱水污泥和腐植酸经搅拌机混合干化从底部排出，自动掉入混合污泥储存池5，混合干化后含水率23～38%成为半干化混合污泥。定时检验混合污泥含水率和重金属含量，根据检验结果如超出工艺标准及时调整脱水污泥、腐植酸混合比例。

脱水污泥和加入的腐植酸干物质比例为1:0.5～3。假如1吨污泥测得重金属含量4克，现行国家标准重金属允许含量不超2克/吨，应加入腐植酸1吨多稀释、降低污泥中的重金属才能符合国家标准，设备加工能力可以加入腐植酸1.1吨；如果测得污泥中重金属含量6克/吨，设备加工能力可以加入腐植酸2.2吨，以此类推。

4、加热干化：用行吊抓斗将含水率23～38%的半干化混合污泥从混合污泥储存池5抓起、运送、倒入环保型回转式污泥干化机6进料斗中，半干化混合污泥从进料斗底部连接污泥干化机（6）的可调进料口定量流入污泥干化机6中；污泥干化机6的回转筒底部安装有几十个燃气燃烧器对回转筒加热，混合污泥进入污泥干化机6的回转筒后，回转筒携带的热量使混合污泥升温100～120度，混合污泥中的水分被蒸发；在风机作用下较高温度和较高水分的干化废气从污泥干化机6的干化废气出口抽出；回转筒转速5～7转/分钟，混合污泥在回转筒内不断扬起抛撒、摔打破碎，水分快速蒸发、干化慢慢流向出料口；出料口下方设有带式出料机将干化污泥输送到对辊粉碎机7的上料斗中，干化污泥出料温度80～100度，含水率7～10%；干化污泥经过对辊粉碎机7粉碎自动掉入干化污泥储存池8中，粉碎后最大粒径不大于5毫米。半干化混合污泥从污泥干化机6进料口不断进入，加热干化后从出料口不断排出，蒸发的有害废气不断被风机抽出，使半干化混合污泥连续不断加热干化。定时检验干化污泥含水率和重金属含量，根据检验结果如超出工艺标准及时调整半干化混合污泥进料量、回转筒温度、半干化混合污泥含水率。

在回转式污泥干化机6的回转筒中，加热干化污泥产生的较高温度和较高水分的干化废气，被风机抽出进入废气处理装置中，废气处理装置内部设有数百个小管冷却处理废气，冷却后的气体从处理装置另一端汇集，被风机从干化机6冷却气体进口重新鼓入干化机6回转筒中；废气中的水分降温后凝结成蒸馏水，从废气处理装置两端汇集流入下水道；废气处所用的冷却水从污水处理厂净水池抽取，冷却后从废气处理装置一端流出进入下水道。污泥干化废气在连通循环的、完全封闭的干化机6的机头部件、回转筒机、机尾部件、废气处理装置及连通管道中不断被抽出、冷却、鼓入，使污泥干化废气不能散发到空气中污染环境。

5、加热炭化：用行吊抓斗将粉碎后的干化污泥从干化污泥储存池8抓起、运送、倒入环保型回转式污泥炭化机9进料斗中，干化污泥从进料斗底部连接污泥炭化机9的可调进料口定量流入污泥炭化机9中；污泥炭化机9的回转筒底部安装有几十个燃气燃烧器对回转筒加热，干化污泥进入污泥炭化机9的回转筒后，回转筒携带的热量使干化污泥升温440～460度被裂解炭化；加热炭化干化污泥产生的有机废气从污泥炭化机9进料口端的出风口抽出，有机废气含有高浓度甲烷有机物，经废气处理利用系统冷却降温和去除杂质，生成的有机甲烷气体用于污泥炭化机9燃料；回转筒转速5～7转/分钟，干化污泥在回转筒内不断被加热炭化慢慢流向出料口，出料口设有水冷式生物炭出料机，经冷却生物炭出料温度40～60度。干化污泥从污泥炭化机9进料口不断进入，加热炭化后的生物炭从出料口不断排出，产生的有机废气不断抽出，使干化污泥连续不断加热炭化。

6、加湿包装：回转式泥炭化机9的水冷式生物炭出料机，出口设有生物炭加湿机10，污泥生物炭自动掉入加湿机10中，加湿机10设有喷淋和搅拌叶片，加入一定量的水将污泥生物炭加湿并搅拌均匀，加湿搅拌后污泥生物炭从加湿机10底部自动掉入污泥生物炭肥料储存池11，污泥生物炭加湿后含水率不大于20%成为污泥生物炭肥料。用行吊抓斗将污泥生物炭肥料从污泥生物炭肥料储存池11抓起、运送、倒入污泥生物炭肥料装袋机12进料斗中，污泥生物炭肥料从进料斗底部的可调出口定量流入包装袋中，称重、封口后用航吊运送到污泥生物炭肥料仓库13待售。定时检验污泥生物炭肥料含水率和重金属含量，保存原始检验记录和生产记录，为污泥生物炭肥料的销售、使用提供可查依据。

本实用新型加工方法生产的污泥生物炭肥料，符合现行GB4284-2018《农用污泥污染物控制标准》中的A级污泥产物标准。《农用污泥污染物控制标准》中分为A级污泥产物：用于耕地、园地、牧草地；B级污泥产物：用于园地、牧草地、不种植食用农作物耕地。本实用新型生产的污泥生物炭肥可施用于种植食用农作物耕地。

本实用新型污泥加工设备和生产工艺在污泥处理领域实现四个方面的重大突破，与国内、国外现有污泥处理技术相比提高了两级水平，A级超级环保：污泥加工厂可设在城市中，B级超级创收：即便是免费处理污水处理厂污泥也能获得较大利润。

脱水污泥加热干化和加热炭化产生的废气全部回收利用，采用环保燃料自产甲烷有机气体或天然气等，环保燃料燃烧后对空气没有污染，使污泥加工全过程不排放任何污染物。加工设备自动化连续生产，设备运行率较高维修率极低，日加工脱水污泥几十吨到几百吨。投资费用低廉，加工设施和设备简单，效率高，污水处理厂当天产生的污泥当天加工完毕，就地加工污泥节省大量运输费用。占用场地较少，建造在污水处理厂内节省土地费用。

加工污水处理厂污泥加入腐植酸生产农用A级污泥生物炭肥料市场潜力巨大，污泥和腐植酸原料费用低廉、不断供应、资源储量巨大；采用本实用新型加工设备和生产工艺连续式、大批量、工业化生产，加工费用低廉。利用最低的原料费用和最低的生产费用，生产成本大幅下降，能够实现生物炭肥料大批量施用于种植食用农作物耕地。本实用新型还适合加工部分工业污泥生产农用A级污泥生物炭肥料，如：食品厂污泥、养猪场污泥、屠宰场污泥、制药厂污泥、染织厂污泥和部分化工厂污泥。

Claims (5)

1.一种农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统，包括：

1）污泥脱水系统，所述污泥脱水系统包括污泥浓缩池、浓缩药剂加药机、污泥高压脱水机、污泥泵、脱水污泥储存池；浓缩药剂加药机与污泥浓缩池配套设置，污泥浓缩池通过管道及污泥泵连接污泥高压脱水机，污泥高压脱水机的脱水污泥出口连接脱水污泥储存池；

2）脱水污泥混合干化系统，所述脱水污泥混合干化系统包括腐植酸储存池、双轴强制式污泥搅拌机、混合污泥储存池；所述双轴强制式污泥搅拌机的混合污泥出口连接混合污泥储存池；

3）混合污泥加热干化系统，所述混合污泥加热干化系统包括回转式污泥干化机、干化废气处理利用系统、带式出料机、对辊粉碎机、干化污泥储存池；回转式污泥干化机出料口对应连接带式出料机，带式出料机连接对辊粉碎机的进料斗，对辊粉碎机的出料口连接干化污泥储存池；所述干化废气处理利用系统与回转式污泥干化机配套设置；

4）干化污泥加热炭化系统，所述干化污泥加热炭化系统包括回转式污泥炭化机、有机废气回收利用系统、水冷式出料机；回转式污泥炭化机的出料口连接水冷式出料机，水冷式出料机连接污泥生物炭肥料加湿机，所述有机废气回收利用系统与回转式污泥炭化机配套设置；

5）污泥生物炭肥料加湿包装系统，所述污泥生物炭肥料加湿包装系统包括污泥生物炭肥料加湿机、污泥生物炭肥料储存池、污泥生物炭肥料装袋机、电子称、缝纫机、污泥生物炭肥料仓库；污泥生物炭肥料加湿机的出料口连接污泥生物炭肥料储存池，装袋、称重后运送到污泥生物炭肥料仓库。

2.根据权利要求1所述的农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统，其特征是，还包括：原料和半成品以及成品检验系统以及辅助设备：所述原料和半成品以及成品检验系统包括，重金属检测仪、煤炭全自动工业分析仪、有机质浓度检测仪器、全功能肥料养分检测仪、生物炭孔隙度测定仪、扫描电镜/显微镜、激光测温仪、实验烘箱、实验炭化炉、天平；原料和半成品以及成品每个生产班次都要检验，原料和成品定期质量分析；所述辅助设备包括，地磅、行吊抓斗、十米升降航吊维修平台、激光测温仪、超声波污泥测位仪、冷却水泵。

3.一种权利要求1所述农用A级污泥生物炭肥料环保型加工系统所采用的环保型回转式污泥干化机，包括进料斗（1）、机架（19）、机头部件（3）、机尾部件（17）、回转筒（16）、废气处理装置（23）；所述机头部件（3）和机尾部件（17）固定在机架（19）的两端，回转筒（16）两头插入机头部件（3）和机尾部件（17）并且封闭配合；在机架（19）上与所述回转筒（16）配合设有支撑拖轮（21）及驱动机构（7）；所述机头部件（3）的圆形堵头下部设有半干化混合污泥进口（2），顶部设有干化废气出口（4）；所述机尾部件（17）底部设有干化污泥出口（20），顶部设有冷却气体进口（18）；其特征在于：所述回转筒（16）内壁前部设有导料板（6），导料板（6）后部连接有扬料板（8）；所述回转筒（16）内设有网筒（9），网筒（9）通过网筒支架（10）固定在回转筒（16）内壁上；在回转筒（16）外部设有保温罩（14,15），所述保温罩固定在机架（19）上，保温罩下壁设置几十个猛火燃气燃烧器（12），保温罩上部设有燃烧废气出口（13）。

4.根据权利要求3所述的环保型回转式污泥干化机，其特征在于：设有干化废气处理利用系统，所述干化废气处理利用系统通过机头部件（3）、机尾部件（17）、回转筒（16）和废气处理装置（23）、风机（24）、连通管道（22）形成完全封闭的连通循环通道；污泥干化机机头部件（3）的干化废气出口（4）通过管道连接废气处理装置（23），废气处理装置（23）另一端通过管道连接风机（24）进风口，风机（24）出风口通过管道连接污泥干化机机尾部件（17）的冷却气体进口（18）。

5.根据权利要求4所述的环保型回转式污泥干化机，其特征在于：所述废气处理装置（23）一端为干化废气集气室（26），另一端为冷却气体集气室（29），干化废气集气室（26）与冷却气体集气室（29）通过冷却小管（28）连通，所述冷却小管（28）密封设置于水冷腔内，所述废气处理装置（23）底部设有冷却水进口（32），干化废气集气室（26）和冷却气体集气室（29）底部各设有冷却水出口或蒸馏水出口（31）。