一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)及其工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)包括均質(zhì)器、混合器、反應(yīng)釜、換能系統(tǒng)、解壓器、脫水機(jī)、回流水箱、回流水泵、物料輸送泵；均質(zhì)器上設(shè)有原泥料入口，其與混合器的輸入端之間的連接管道上安裝所述物料輸送泵，所述混合器的輸出端通過管道和反應(yīng)釜的輸入端相連，所述反應(yīng)釜的輸出端通過管道和換能系統(tǒng)相連；所述換能系統(tǒng)、解壓器、脫水機(jī)、回流水箱及回流水泵依次通過管道相連，回流水泵將回流水箱中的液體輸送至換能系統(tǒng)，形成一個(gè)換能及系統(tǒng)水循環(huán)系統(tǒng)；本發(fā)明還公開了熱化學(xué)污泥處理工藝，包括污泥均質(zhì)、二級加熱、熱化學(xué)反應(yīng)、換能系統(tǒng)、加熱處理等步驟。本發(fā)明具有成本低、能耗低、污泥處理效率高的特點(diǎn)。
【專利說明】
一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)及其工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及污泥的熱化學(xué)處理系統(tǒng)及處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程逐步加快，城市的用水量和排水量也逐步增加，加劇了污水處理廠污泥產(chǎn)出量的飛速增長。由于污水廠污泥產(chǎn)量增長迅速、成分復(fù)雜等問題，若處理不當(dāng)會(huì)對環(huán)境造成二次污染，同時(shí)也是對污泥中所含營養(yǎng)資源的一種浪費(fèi)?，F(xiàn)階段污水處理廠通常采用機(jī)械方式對污泥進(jìn)行脫水，其脫水率低，后繼污泥利用方法匱乏，容易造成二次環(huán)境污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本
【申請人】針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，提供一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)及其工藝，其處理效率高，脫水效果好，處理后的污泥可以資源化利用，杜絕了二次污染。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案:
[0005]—種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)包括均質(zhì)器、混合器、反應(yīng)釜、換能系統(tǒng)、解壓器、脫水機(jī)、回流水箱、回流水栗、物料輸送栗，所述均質(zhì)器的輸入端為原泥料入口并設(shè)有常通高溫循環(huán)液輸入管道，其輸出端與混合器的輸入端之間的連接管道上安裝所述物料輸送栗，所述混合器的輸出端通過管道和反應(yīng)釜的輸入端相連，所述反應(yīng)釜的輸出端通過管道和換能系統(tǒng)相連，所述換能系統(tǒng)、解壓器、脫水機(jī)、回流水箱及回流水栗依次通過管道相連，回流水栗將回流水箱中的液體輸送至換能系統(tǒng)，形成一個(gè)脫水循環(huán)系統(tǒng)。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn):
[0007]所述處理系統(tǒng)還包括相連的加熱器及分流器，加熱器與換能系統(tǒng)連接，分流器的三個(gè)輸出端分別連接均質(zhì)器、混合器及反應(yīng)釜。
[0008]所述換能系統(tǒng)為間壁式、蓄熱式、流體連接間接式、直接接觸式或復(fù)式換能系統(tǒng)。
[0009]所述回流水箱上設(shè)有循環(huán)水管道入口、自來水管道口及循環(huán)水管道出口，所述循環(huán)水管道入口與脫水機(jī)連接，循環(huán)水管道出口與回流水栗連接。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述處理系統(tǒng)的全程處理壓力S1.5MPa，反應(yīng)釜的反應(yīng)溫度^ 150°C、反應(yīng)時(shí)間S5min;所述污泥處理系統(tǒng)中，根據(jù)污泥泥質(zhì)不同，可添加反應(yīng)助劑和催化劑，添加通道可以在均質(zhì)器的入口、回流水箱的入口及其所述污泥處理系統(tǒng)的其他位置。
[0011]本發(fā)明還公開了一種利用所述熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)的熱化學(xué)污泥處理工藝，
[0012]包括以下步驟:
[0013]第一步:原污泥經(jīng)管道進(jìn)入均質(zhì)器，于均質(zhì)器中加入部分循環(huán)液進(jìn)行均質(zhì)；
[0014]第二步:經(jīng)均質(zhì)器均質(zhì)后的泥料通過物料輸送栗輸送至混合器，在混合器中對污泥進(jìn)行一次循環(huán)液混合加熱，混合后的污泥溶液通過管道進(jìn)入反應(yīng)釜；
[0015]第三步:在反應(yīng)釜中對污泥進(jìn)行二次循環(huán)液混合加熱，并進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，使污泥有機(jī)成分有效水解，從而使污泥充分破壁排出胞間水分；
[0016]第四步:在換能系統(tǒng)中將反應(yīng)釜熱化學(xué)反應(yīng)后的污泥溶液溫度換熱給循環(huán)水，循環(huán)水可以循環(huán)利用；
[0017]第五步:在換能系統(tǒng)中換熱后的循環(huán)水在加熱器可以進(jìn)行循環(huán)水或者循環(huán)水溶液的再加熱，并可加熱成不同溫度的高溫水溶液；
[0018]第六步:經(jīng)過加熱器再加熱的循環(huán)水或循環(huán)水溶液返回至均質(zhì)器、混合器及反應(yīng)釜中循環(huán)利用。
[0019]其中，在第四步中，換能系統(tǒng)的換熱方式為水換熱或水溶液換熱;在第五步中，加熱器的加熱方式為燃?xì)?、燃油、燃煤、電阻加熱、電磁加熱或微波加熱?br>[°02°]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:
[0021]本發(fā)明解決了熱化學(xué)方法中能耗大，成本高的問題，通過有效換能，提高了污泥的脫水性能及效率，是一種低運(yùn)行成本的污泥無害化、穩(wěn)定化、減量化、資源化的一種處理方法。適合于實(shí)際規(guī)?；B續(xù)污泥處理;本發(fā)明處理后的污泥含水率S 40 % ;污泥中重金屬消減量^ 30 % ;污泥消減量以原泥80 %含水率為例，處理后為污泥含水率為40 %的情況下，處理后污泥體積減少量^ 75 %。本發(fā)明具有污泥處理效率高、效果好的特點(diǎn)，處理后的污泥不會(huì)造成二次環(huán)境污染。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的工作原理圖。
[0023]圖中:1、均質(zhì)器；2、混合器；3、反應(yīng)釜;4、換能系統(tǒng)；5、加熱器;6、分流器；7、解壓器;8、脫水機(jī);9、回流水箱;1、回流水栗;11、物料輸送栗。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說明。
[0025]如圖1所示，本實(shí)施例的熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)包括均質(zhì)器1、混合器2、反應(yīng)釜3、換能系統(tǒng)4、解壓器7、脫水機(jī)8、回流水箱9、回流水栗10、物料輸送栗11，均質(zhì)器I的輸入端為原泥料入口并設(shè)有常通高溫循環(huán)液輸入管道，其輸出端與混合器2的輸入端之間的連接管道上安裝物料輸送栗11，混合器2的輸出端通過管道和反應(yīng)釜3的輸入端相連，反應(yīng)釜3的輸出端通過管道和換能系統(tǒng)4相連，反應(yīng)釜3的反應(yīng)液通過換能系統(tǒng)4將殘余熱量換熱給循環(huán)水，換能系統(tǒng)4、解壓器7、脫水機(jī)8、回流水箱9及回流水栗10依次通過管道相連，回流水栗10將回流水箱9中的液體輸送至換能系統(tǒng)4，形成一個(gè)脫水循環(huán)系統(tǒng)。
[0026]本發(fā)明中，處理系統(tǒng)還包括相連的加熱器5及分流器6，加熱器5與換能系統(tǒng)4連接，分流器6設(shè)有三個(gè)分流管線，分別連接均質(zhì)器1、混合器2及反應(yīng)釜3。
[0027]本發(fā)明中，換能系統(tǒng)4為列管式換能系統(tǒng)；回流水箱9上設(shè)有循環(huán)水管道入口、自來水管道口(補(bǔ)充循環(huán)水量)及循環(huán)水管道出口，循環(huán)水管道入口與脫水機(jī)8連接，循環(huán)水管道出口與回流水栗10連接。
[0028]進(jìn)一步地，本發(fā)明中，處理系統(tǒng)的全程處理壓力S1.5MPa，反應(yīng)釜3的反應(yīng)溫度^150°C、反應(yīng)時(shí)間S5min;所述污泥處理系統(tǒng)中，根據(jù)污泥泥質(zhì)不同，可添加反應(yīng)助劑和催化劑，添加通道可以在均質(zhì)器I的入口、回流水箱9的入口及其所述污泥處理系統(tǒng)的其他位置。
[0029]本實(shí)施例的利用熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)的熱化學(xué)污泥處理工藝，包括污泥均質(zhì)、二級加熱、熱化學(xué)反應(yīng)、換能系統(tǒng)、加熱處理，具體包括以下步驟:
[0030]第一步:原污泥經(jīng)管道進(jìn)入均質(zhì)器I，于均質(zhì)器I中加入部分循環(huán)液進(jìn)行均質(zhì)；
[0031]第二步:經(jīng)均質(zhì)器I均質(zhì)后的泥料通過物料輸送栗11輸送至混合器2，在混合器2中對污泥進(jìn)行一次循環(huán)液混合加熱，混合后的污泥溶液通過管道進(jìn)入反應(yīng)釜3;
[0032]第三步:在反應(yīng)釜3中對污泥進(jìn)行二次循環(huán)液混合加熱，并進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，使污泥有機(jī)成分降解為水和C02，從而使污泥充分破壁排出胞間水分；
[0033]第四步:在換能系統(tǒng)4中將反應(yīng)釜3熱化學(xué)反應(yīng)后的污泥溶液溫度換熱給循環(huán)水，循環(huán)水可以進(jìn)行二次利用；
[0034]第五步:在換能系統(tǒng)4中換熱后的循環(huán)水在加熱器5可以進(jìn)行循環(huán)水或者循環(huán)水溶液的再加熱；
[0035]第六步:經(jīng)過加熱器5再加熱的循環(huán)水或循環(huán)水溶液返回至均質(zhì)器1、混合器2及反應(yīng)釜3中循環(huán)利用。
[0036]其中，在第四步中，換能系統(tǒng)4的換熱方式為水換熱或水溶液換熱;在第五步中，加熱器5的加熱方式為電阻加熱、電磁加熱或微波加熱。
[0037]利用本發(fā)明處理后的污泥，含水率S40%、污泥中重金屬消減量^ 30%，污泥消減量以原泥80%含水率為例，處理后為污泥含水率為40%的情況下，處理后污泥體積減少量$75%。
[0038]以上所舉實(shí)施例為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部改動(dòng)或修飾的等效實(shí)施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，其特征在于:該處理系統(tǒng)包括均質(zhì)器(I)、混合器(2)、反應(yīng)釜(3)、換能系統(tǒng)(4)、解壓器(7)、脫水機(jī)(8)、回流水箱(9)、回流水栗(10)、物料輸送栗(11)，所述均質(zhì)器(I)的輸入端為原泥料入口并設(shè)有常通高溫循環(huán)液輸入管道，其輸出端與混合器(2)的輸入端之間的連接管道上安裝所述物料輸送栗(11)，所述混合器(2)的輸出端通過管道和反應(yīng)釜(3)的輸入端相連，所述反應(yīng)釜(3)的輸出端通過管道和換能系統(tǒng)(4)相連，所述換能系統(tǒng)(4)、解壓器(7)、脫水機(jī)(8)、回流水箱(9)及回流水栗(10)依次通過管道相連，回流水栗(10)將回流水箱(9)中的液體輸送至換能系統(tǒng)(4)，形成一個(gè)換熱及水循環(huán)系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，其特征在于:所述處理系統(tǒng)還包括相連的加熱器(5)及分流器(6)，加熱器(5)與換能系統(tǒng)(4)連接，分流器(6)的三個(gè)輸出端分別連接均質(zhì)器(I)、混合器(2)及反應(yīng)釜(3)。3.如權(quán)利要求1或2所述的熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，其特征在于:所述換能系統(tǒng)(4)可為間壁式、蓄熱式、流體連接間接式、直接接觸式或復(fù)式換能系統(tǒng)。4.如權(quán)利要求1所述的熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，其特征在于:所述回流水箱(9)上設(shè)有循環(huán)水管道入口、自來水管道口及循環(huán)水管道出口，所述循環(huán)水管道入口與脫水機(jī)(8)連接，循環(huán)水管道出口與回流水栗(10)連接。5.如權(quán)利要求1所述的一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，其特征在于:所述處理系統(tǒng)的全程處理壓力^ 1.5MPa，反應(yīng)釜(3)的反應(yīng)溫度^ 150 °C、反應(yīng)時(shí)間^ 5min。6.—種利用權(quán)利要求1所述熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)的熱化學(xué)污泥處理工藝，其特征在于，包括以下步驟: 第一步:原污泥經(jīng)管道進(jìn)入均質(zhì)器(I)，于均質(zhì)器(I)中加入部分循環(huán)液進(jìn)行均質(zhì)； 第二步:經(jīng)均質(zhì)器(I)均質(zhì)后的泥料通過物料輸送栗(11)輸送至混合器(2)，在混合器(2)中對污泥進(jìn)行一次循環(huán)液混合加熱，混合后的污泥溶液通過管道進(jìn)入反應(yīng)釜(3); 第三步:在反應(yīng)釜(3)中對污泥進(jìn)行二次循環(huán)液混合加熱，并進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，使污泥有機(jī)成有效水解，從而使污泥充分破壁排出胞間水分； 第四步:在換能系統(tǒng)(4)中將反應(yīng)釜(3)熱化學(xué)反應(yīng)后的污泥溶液溫度有效的換熱給循環(huán)水，循環(huán)水可以循環(huán)利用； 第五步:在換能系統(tǒng)(4)中換熱后的循環(huán)水在加熱器(5)可以進(jìn)行循環(huán)水或者循環(huán)水溶液的再加熱，并可加熱成不同溫度的高溫水溶液。 第六步:經(jīng)過加熱器(5)再加熱的循環(huán)水或循環(huán)水溶液通過分流器(6)輸送至均質(zhì)器(1)、混合器(2)及反應(yīng)釜(3)中循環(huán)利用。7.如權(quán)利要求6所述的一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，其特征在于:在第四步中，換能系統(tǒng)(4)的換熱方式為水換熱或水溶液換熱。8.如權(quán)利要求6所述的一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，其特征在于:在第五步中，加熱器(5)的加熱方式為燃?xì)?、燃油、燃煤、電阻加熱、電磁加熱或微波加熱?.如權(quán)利要求5所述的一種熱化學(xué)污泥處理系統(tǒng)，其特征在于:所述污泥處理系統(tǒng)中，根據(jù)污泥泥質(zhì)不同，可添加反應(yīng)助劑和催化劑，添加通道可以在均質(zhì)器(I)的入口、回流水箱(9)的入口及其所述污泥處理系統(tǒng)的其他位置。
【文檔編號】C02F11/12GK105859094SQ201610278026
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】孫昊, 胡雁龍, 周洋, 王天, 王天一
【申請人】江南大學(xué), 胡雁龍