專利名稱：串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市污水處理廠在處理工業(yè)廢水和生活污水同時(shí)產(chǎn)生的污泥，除了以礦物形式存在的無機(jī)組分外，還含有大量的難降解有機(jī)污染物和多種重金屬元素，這類污泥通常被稱為城市污泥。由于城市污泥的含水率高，數(shù)量大，且富集了高濃度的污染物，如果不能得到妥善地處理或處置，不僅直接影響到城市污水處理廠的正常運(yùn)行，更重要的是會(huì)給環(huán)境帶來嚴(yán)重的二次污染。因此，如何安全、經(jīng)濟(jì)、有效地處理城市污泥是國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)部門所共同面臨的難題。
國外對城市污泥主要采取衛(wèi)生填埋、焚燒、土地利用和投海等方法。衛(wèi)生填埋需要足夠的空間和必要的環(huán)境保護(hù)手段，加上運(yùn)輸，使處理費(fèi)用較高，更主要的是在城市周圍根本找不到適合堆埋污泥的空間和地點(diǎn)；焚燒可以使污泥減量化，但污泥焚燒設(shè)備投資額高，能源消耗量大，運(yùn)行費(fèi)用昂貴，每噸污泥焚燒處理的成本至少在400元以上，加上污泥在直接焚燒時(shí)會(huì)給大氣環(huán)境帶來污染，根據(jù)我國的現(xiàn)狀，污泥直接焚燒處理在經(jīng)濟(jì)上難以承受，在技術(shù)上還不夠成熟；土地利用就是將污泥作為肥料，用于農(nóng)業(yè)或綠化，但是，城市污泥中所含的重金屬和持久性有機(jī)污染物限制了污泥作為肥料的可利用性，根據(jù)研究表明，城市污泥中富集的重金屬會(huì)在土壤中富集，并通過作物的吸收進(jìn)入食物鏈，最終危害人體健康；有些沿海城市或者那些擁有與海洋相通航道的城市，可能會(huì)采用污泥直接投海的處置方案，但是，污泥這種濃縮的污染物會(huì)污染近海水域，對海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類食物鏈造成威脅，因此，這種方法受到環(huán)境保護(hù)界和公眾的嚴(yán)厲批評，已被明令禁止。
目前，我國對城市污泥主要采用臨時(shí)堆埋的方法，由此而產(chǎn)生的環(huán)境二次污染和大量占用土地等問題日趨尖銳，這不僅嚴(yán)重影響了城市污水處理的正常運(yùn)行，而且在局部地區(qū)，由于污泥堆埋場周邊居民的強(qiáng)烈反對，因此成為社會(huì)不穩(wěn)定的因素。
隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，人們對環(huán)境質(zhì)量的要求越來越高，各地政府不斷加強(qiáng)對環(huán)境保護(hù)的力度，使所有工業(yè)廢水和城市生活污水必須經(jīng)過處理，達(dá)標(biāo)后才能排放，這意味著城市污泥的數(shù)量將與日俱增。因此，科學(xué)地處理這類污泥的唯一途徑是對污泥進(jìn)行無害化、減量化和資源化處置，通過循環(huán)利用和綜合治理，最終使城市污泥得到徹底的處理。
我們曾經(jīng)在對城市污泥物化性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，通過大量的實(shí)踐，相繼發(fā)明了利用城市污泥輕質(zhì)地和高熱值的特點(diǎn)，燒制輕質(zhì)節(jié)能磚的方法(發(fā)明專利號89118046.9)和利用城市污泥生產(chǎn)水泥壓制品的方法(發(fā)明專利申請?zhí)?00410068173.3)，這為城市污泥的資源化利用開辟了新的途徑，為了使污泥達(dá)到能被資源化利用的條件，我們又相應(yīng)發(fā)明了制磚污泥的三段式干化和成粒一體化方法(發(fā)明專利號200410053840.0)、回流式可控溫污泥干化裝置與方法(發(fā)明專利申請?zhí)?00410052759.0)，這使得污泥中90％以上的熱值得以保存，并同時(shí)形成團(tuán)粒，這種污泥團(tuán)粒也可以作為燃煤的輔助燃料。這些發(fā)明專利為城市污泥的無害化資源化處理奠定了基礎(chǔ)，它們的技術(shù)核心是，在城市污泥資源化利用之前，先將污泥干化并制成團(tuán)粒。
由于城市污泥具有較高的含水率(經(jīng)過初次脫水后，污泥的含水率一般在75％-85％)，因此，污泥被制成團(tuán)粒，必需經(jīng)過干化過程。污泥干化是通過提供熱量使污泥中水分蒸發(fā)的過程，傳統(tǒng)的干化工藝，通常在進(jìn)行污泥干化時(shí)，不僅需要消耗大量的能量，而且污泥中能作為資源被利用的有機(jī)質(zhì)組分(熱值的來源)，以及能起固結(jié)作用的絮凝劑會(huì)受到嚴(yán)重的破壞，這一方面造成了污泥資源可利用的價(jià)值降低，另一方面影響了污泥的成粒性能，使污泥團(tuán)粒的硬度難以達(dá)到燒制輕質(zhì)節(jié)能磚和生產(chǎn)水泥壓制品的技術(shù)要求。為了能夠使污泥干化所需要的能量降低到最小的程度，從而使污泥無害化資源化處理的成本大大減少，同時(shí)有效地保存污泥中所含的有機(jī)物質(zhì)，使污泥的熱值資源能被充分利用，并能夠使污泥形成符合燒制輕質(zhì)節(jié)能磚和生產(chǎn)水泥壓制品技術(shù)要求的團(tuán)粒，本項(xiàng)發(fā)明提出了一種串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)，這一不僅能夠使提供污泥干化的能量得到充分的利用，將污泥干化的能耗降到最低水平，而且保持污泥原有的90％以上的熱值，并在使污泥干化效率達(dá)到理想程度的過程中，使污泥自然形成團(tuán)粒，這種團(tuán)粒具有足夠的硬度和較好的磨園度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)。
它具有相連接的沸騰爐、溫度調(diào)節(jié)器、第一通風(fēng)管道、第一風(fēng)門、第一回轉(zhuǎn)烘干窯，溫度調(diào)節(jié)器與第二風(fēng)門、第二通風(fēng)管道、第二回轉(zhuǎn)烘干窯相接；污泥送料機(jī)與第二螺旋輸送機(jī)、第一進(jìn)料口相接，第一螺旋輸送機(jī)與第一回轉(zhuǎn)烘干窯、第二進(jìn)料口相接；第一回轉(zhuǎn)烘干窯與第一螺旋輸送機(jī)、第二回轉(zhuǎn)烘干窯、篩分設(shè)備相接，第一回轉(zhuǎn)烘干窯和第二回轉(zhuǎn)烘干窯通過第三通風(fēng)管道相連接，第二回轉(zhuǎn)烘干窯與第四通風(fēng)管道閉式堆放場的底部相接，封閉式污泥堆放場設(shè)有污泥推進(jìn)裝置，第二回轉(zhuǎn)烘干窯與第五通風(fēng)管道、水膜除塵器、第一引風(fēng)機(jī)、煙囪相接、封閉式污泥堆放場與第六通風(fēng)管道、沸騰爐相接，封閉式污泥堆放場與第七通風(fēng)管道、土壤生物濾床相接。
利用本發(fā)明的串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)處理污泥的優(yōu)點(diǎn)(1)由于本發(fā)明技術(shù)能夠使提供干化污泥的能量得到循環(huán)利用，從而達(dá)到節(jié)能的效果，使污泥干化和成粒的運(yùn)行成本降低；(2)本發(fā)明利用干化污泥后的尾氣用于污泥預(yù)處理，一方面使尾氣余熱得到充分利用，另一方面為提高除塵效率創(chuàng)造了條件，確保污泥干化的尾氣達(dá)到國家大氣排放標(biāo)準(zhǔn)；(3)本發(fā)明使污泥在可控溫的條件下得到干化，不僅使污泥保持了90％以上原始的熱值，干化后的污泥團(tuán)?？梢宰鳛闊犭姀S鍋爐燃煤的輔助燃料，而且保證了污泥中的混凝劑不受破壞，而使污泥團(tuán)粒的質(zhì)地硬度，滿足燒制輕質(zhì)節(jié)能磚和生產(chǎn)水泥壓制品的技術(shù)要求。因此，這實(shí)際上開辟了一條廢棄物循環(huán)利用，以廢治廢的有效途徑，既能夠產(chǎn)生顯著的社會(huì)和環(huán)境效益，也能獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明已在浙江義烏投入實(shí)際運(yùn)用，實(shí)踐表明，采用該項(xiàng)技術(shù)能在較低的能耗下使工業(yè)和生活污水污泥得到干化和自然成粒，并使污泥干化的尾氣能夠完全達(dá)標(biāo)排放，從而使城市污泥得到徹底有效地?zé)o害化和資源化處理。


圖1是串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中沸騰爐1、溫度調(diào)節(jié)器2、第一通風(fēng)管道3、第一風(fēng)門4、第二風(fēng)門5、第二通風(fēng)管道6、第一回轉(zhuǎn)烘干窯7、第二回轉(zhuǎn)烘干窯8、第三通風(fēng)管道9、第二進(jìn)料口10、第二進(jìn)料口11、第一螺旋輸送機(jī)12、分篩設(shè)備13、封閉式的污泥堆放場14、污泥推進(jìn)裝置15、污泥送料機(jī)16、第二螺旋輸送機(jī)17、第四通風(fēng)管道18、第五通風(fēng)管道19、水膜除塵器20、第一引風(fēng)機(jī)21、煙囪22、第二引風(fēng)機(jī)23、第六通風(fēng)管道24、第七通風(fēng)管道25、土壤生物濾床26。
具體實(shí)施例方式
該系統(tǒng)包括供熱系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、污泥干化和成粒系統(tǒng)、污泥預(yù)處理系統(tǒng)、除塵除氣系統(tǒng)等子系統(tǒng)。
1.供熱系統(tǒng)，具有沸騰爐，沸騰爐通過第一通風(fēng)管道和第二通風(fēng)管道，分別與第一回轉(zhuǎn)烘干窯和第二回轉(zhuǎn)烘干窯相接，在第一、第二通風(fēng)管道和第一、第二回轉(zhuǎn)烘干窯之間設(shè)有溫度調(diào)節(jié)器；2.進(jìn)料系統(tǒng)，具有污泥送料機(jī)、第一螺旋輸送機(jī)和第二螺旋輸送機(jī)，第一螺旋輸送機(jī)和第二進(jìn)料口相接，第二螺旋輸送機(jī)和第一進(jìn)料口相接；3.污泥干化和成粒系統(tǒng)，具有第一回轉(zhuǎn)烘干窯和第二回轉(zhuǎn)烘干窯，第一回轉(zhuǎn)烘干窯通過第三通風(fēng)管道和第二回轉(zhuǎn)烘干窯相串聯(lián)，在第一回轉(zhuǎn)烘干窯和第二回轉(zhuǎn)烘干窯之間設(shè)有第一螺旋輸送機(jī)，第二螺旋輸送機(jī)和第一進(jìn)料口相接，第一回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為1.8～2.4m，長為20～30m，第二個(gè)回轉(zhuǎn)烘干窯直徑為1.6～2.2m，長為18～28m。
4.污泥預(yù)處理系統(tǒng)，具有封閉式的污泥堆放場，在封閉式的污泥堆放場內(nèi)設(shè)有污泥推進(jìn)裝置；5.除塵除氣系統(tǒng)，具有第四通風(fēng)管道、第五通風(fēng)管道、第六通風(fēng)管道、第七通風(fēng)管道、水膜除塵器、第一引風(fēng)機(jī)、第二引風(fēng)機(jī)、土壤生物濾床，第四通風(fēng)管道通過封閉式的污泥堆放場底部，并依次與第五通風(fēng)管道、水膜除塵器、第一引風(fēng)機(jī)和煙囪相接，第六通風(fēng)管道與沸騰爐相接，它們之間設(shè)有第二引風(fēng)機(jī)，第七通風(fēng)管道與土壤生物濾床相接，它們之間設(shè)有第二引風(fēng)機(jī)。
如圖1所示，串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)具有供熱系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、污泥干化和成粒系統(tǒng)、污泥預(yù)處理系統(tǒng)、除塵除氣系統(tǒng)等子系統(tǒng)。供熱系統(tǒng)具有沸騰爐1、溫度調(diào)節(jié)器2、第一通風(fēng)管道3、第一風(fēng)門4、第二風(fēng)門5、第二通風(fēng)管道6，沸騰爐1提供的熱能，通過溫度調(diào)節(jié)器2將溫度控制在250～500℃，由第一風(fēng)門4控制熱風(fēng)量，通過第一通風(fēng)管道3送入第一回轉(zhuǎn)烘干窯7，由第二風(fēng)門5控制熱風(fēng)量，通過第二通風(fēng)管道6送入第二回轉(zhuǎn)烘干窯8；進(jìn)料系統(tǒng)具有污泥送料機(jī)16、第一螺旋輸送機(jī)12、第二螺旋輸送機(jī)17，污泥送料機(jī)16將經(jīng)過預(yù)處理的污泥通過第二螺旋輸送機(jī)17，連續(xù)均勻地送入第一進(jìn)料口10，第一螺旋輸送機(jī)12將經(jīng)過第一回轉(zhuǎn)烘干窯7干化后的污泥，連續(xù)均勻地送入第二進(jìn)料口11；污泥干化和成粒系統(tǒng)具有第一回轉(zhuǎn)烘干窯7、第二回轉(zhuǎn)烘干窯8、第三通風(fēng)管道9、分篩設(shè)備13，污泥經(jīng)過第一回轉(zhuǎn)烘干窯7的第一段干化后，由第一螺旋輸送機(jī)12送入第二回轉(zhuǎn)烘干窯8，進(jìn)行第二段干化，第一回轉(zhuǎn)烘干窯7和第二回轉(zhuǎn)烘干窯8通過第三通風(fēng)管道9相連接，使第一回轉(zhuǎn)烘干窯7的尾氣進(jìn)入第二回轉(zhuǎn)烘干窯8，該尾氣的余熱與通過第二通風(fēng)管道6進(jìn)入第二回轉(zhuǎn)烘干窯8的熱能混合，成為第二段污泥干化的能量，污泥經(jīng)過第二回轉(zhuǎn)烘干窯8的第二段干化后，形成直徑為1～10mm的質(zhì)地堅(jiān)硬的污泥團(tuán)粒，經(jīng)過篩分設(shè)備13，直徑為2～6mm的污泥團(tuán)粒可以作為燒制節(jié)能輕質(zhì)磚和生產(chǎn)水泥壓制品的原料，其余的污泥團(tuán)粒可以作為燃煤的輔助燃料；污泥預(yù)處理系統(tǒng)具有封閉式污泥堆放場14，在封閉式污泥堆放場內(nèi)設(shè)有污泥推進(jìn)裝置15，污泥在封閉式堆放場內(nèi)堆放1～5天，由于封閉式堆放場的底板由傳熱性能好的材料構(gòu)成，因此，當(dāng)?shù)谒耐L(fēng)管道18將第二回轉(zhuǎn)烘干窯8的尾氣送入封閉式堆放場的底部時(shí)，該尾氣的余熱可以使封閉式堆放場的底板升溫至30～100℃，從而可以使污泥加速自然蒸發(fā)掉一部分水分，污泥推進(jìn)裝置15一方面可以將污泥均勻分布在封閉式堆放場內(nèi)，另一方面可以將經(jīng)過預(yù)處理后的污泥推入污泥送料機(jī)15；除塵除氣系統(tǒng)具有第五通風(fēng)管道19、水膜除塵器20、第一引風(fēng)機(jī)21、煙囪22、第二引風(fēng)機(jī)23、第六通風(fēng)管道24、第七通風(fēng)管道25、土壤生物濾床26，第五通風(fēng)管道19將來自第二回轉(zhuǎn)烘干窯8，并通過封閉式污泥堆放場底部的尾氣接到水膜除塵器20，由第一引風(fēng)機(jī)21將經(jīng)過除塵除氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的尾氣，送入煙囪22，第二引風(fēng)機(jī)23將絕大部分封閉式污泥堆放場內(nèi)釋放的氣體，通過第六通風(fēng)管道24送入沸騰爐1，進(jìn)行高溫消除，一小部分通過第七通風(fēng)管道25送入土壤生物濾床26，進(jìn)行生物處理。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)，其特征在于，它具有相連接的沸騰爐(1)、溫度調(diào)節(jié)器(2)、第一通風(fēng)管道(3)、第一風(fēng)門(4)、第一回轉(zhuǎn)烘干窯(7)，溫度調(diào)節(jié)器(2)與第二風(fēng)門(5)、第二通風(fēng)管道(6)、第二回轉(zhuǎn)烘干窯(8)相接；污泥送料機(jī)(16)與第二螺旋輸送機(jī)(17)、第一進(jìn)料口(10)相接，第一螺旋輸送機(jī)(12)與第一回轉(zhuǎn)烘干窯(7)、第二進(jìn)料口(11)相接；第一回轉(zhuǎn)烘干窯(7)與第一螺旋輸送機(jī)(12)、第二回轉(zhuǎn)烘干窯(8)、篩分設(shè)備(13)相接，第一回轉(zhuǎn)烘干窯(7)和第二回轉(zhuǎn)烘干窯(8)通過第三通風(fēng)管道(9)相連接，第二回轉(zhuǎn)烘干窯(8)與第四通風(fēng)管道(18)、封閉式堆放場(14)的底部相接，封閉式污泥堆放場(14)設(shè)有污泥推進(jìn)裝置(15)，第二回轉(zhuǎn)烘干窯(8)與第五通風(fēng)管道(19)、水膜除塵器(20)、第一引風(fēng)機(jī)(21)、煙囪(22)相接、封閉式污泥堆放場(14)與第二引風(fēng)機(jī)(23)、第六通風(fēng)管道(24)、沸騰爐(1)相接，封閉式污泥堆放場(14)與第二引風(fēng)機(jī)(23)、第七通風(fēng)管道(25)、土壤生物濾床(26)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一回轉(zhuǎn)烘干窯(7)直徑為1.8～2.4m，長為20～30m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二回轉(zhuǎn)烘干窯(8)直徑為1.6～2.2m，長為18～28m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種串聯(lián)式節(jié)能型污泥干化和成粒系統(tǒng)。它具有供熱系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、污泥干化和成粒系統(tǒng)、污泥預(yù)處理系統(tǒng)、除塵除氣系統(tǒng)。本發(fā)明由于能夠使提供干化污泥的能量得到循環(huán)利用，從而達(dá)到節(jié)能的效果，使污泥干化和成粒的運(yùn)行成本降低。尾氣用于污泥預(yù)處理，一方面使尾氣余熱得到充分利用，另一方面為提高除塵效率創(chuàng)造了條件，確保污泥干化的尾氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明使污泥在可控溫的條件下得到干化，不僅使污泥保持了90％以上原始的熱值，干化后的污泥團(tuán)?？梢宰鳛闊犭姀S鍋爐燃煤的輔助燃料，而且保證了污泥中的混凝劑不受破壞，而使污泥團(tuán)粒的質(zhì)地硬度，滿足燒制輕質(zhì)節(jié)能磚和生產(chǎn)水泥壓制品的技術(shù)要求。
文檔編號C02F11/12GK1884157SQ20061005228
公開日2006年12月27日 申請日期2006年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者翁煥新, 陳海燕 申請人:浙江大學(xué)