专利名称：污泥脉冲闪蒸深度脱水方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污泥深度脱水方法及装置，尤其涉及一种采用脉冲闪蒸技术，使 污泥持续产生闪蒸、汽爆效应，提高污泥脱水性能的方法及装置。
背景技术：
伴随着全球经济的快速发展和人们对环境的日益关注，污水处理的量高速增加， 导致了污泥产量的迅速扩大。目前，我国每年排放干污泥约为500万吨，且在不断增加。如 污泥处理不当会造成严重的二次污染，而污泥处理的投资和运行费用巨大，占整个污水厂 投资及运行费用的25% 65%，已成为城市污水处理厂面临的沉重负担。因此，如何经济、 高效处置剩余污泥，实现污泥稳定化、无害化、资源化是当今急需解决的重要课题。污泥中含有大量的微生物细胞和有机物胶体，导致了污泥脱水困难，通常脱水泥 饼含水率高达80%左右。污泥处置的手段主要包括堆肥、填埋和焚烧，三个处置方法都需要 进一步降低污泥的含水率，一般要求50%以下，这通常采用干化方式。但是污泥干化需要消 耗大量的能源，如采用蒸汽干化，一吨污泥需要消耗0. 8-1吨的蒸汽，运行成本极高。污泥高温热调质，通过蒸汽将污泥加热至130-200°C，维温一段时间，可以改变污 泥的脱水性能；闪蒸(汽爆)预处理是近年来发展迅速的一种预处理方法，通过突然释压， 在机械力的作用下，破坏物料结构。本发明将脉冲闪蒸技术用于污泥低温调质，通过脉冲阀 的开闭与高压泵的常开，不断改变调质釜的压力，使调质釜内的污泥持续产生闪蒸、汽爆效 应，提高了污泥的脱水性能，降低了泥饼的含水率，以适应污泥资源化利用。本发明所用热源为蒸汽或导热油，它只需将污泥浆物理升温到130-200°C，其中的 水不产生汽化，消耗能量大幅降低，仅为干化的三分之一至四分之一，而经过高温处理的污 泥真正达到稳定化、无害化、减量化的要求。
发明内容
本发明提供一种经济、节能、环保的污泥脉冲闪蒸深度脱水方法及装置，将污泥热 调质技术与闪蒸技术相结合，利用脉冲技术，实现可连续作业的、低能耗的污泥深度脱水。本发明采用如下技术方案一种污泥脉冲闪蒸深度脱水方法，步骤如下步骤1将湿污泥配制成含水85% 90%的泥浆，通过高压泵，将泥浆送入闪蒸汽 高温预热器加热至100°C以上，步骤2取一调质釜，在调质釜的出口设置脉冲阀，步骤3使脉冲阀处于关闭状态，同时，由高压泵将经过闪蒸汽高温预热器加热后 的泥浆送入调质釜加热至130°C 160°C，当调质釜内的压力达到1. 2MPa 2. 5MPa，再打开 脉冲阀，调质釜内泥浆急剧膨胀，部分泥浆进入闪蒸釜产生闪蒸汽爆效应，破坏污泥结构， 产生闪蒸汽；此后，再次关闭脉冲阀，由高压泵将新的经过闪蒸汽高温预热器加热后的泥浆 送入调质釜加热至130°C 160°C，当调质釜内的压力再次达到1. 2MPa 2. 5MPa,再打开脉冲阀，调质釜内泥浆急剧膨胀，部分泥浆进入闪蒸釜产生闪蒸汽爆效应，破坏污泥结构，产 生闪蒸汽；通过如此连续的开、闭脉冲阀，使调质釜内污泥压缩膨胀，产生结构被破坏的污 泥和闪蒸汽，步骤4将步骤3产生的闪蒸汽通入闪蒸汽高温预热器，用于泥浆的加热，将步骤3 产生的污泥送入冷却釜降温后通过分离器进行泥水分离，得到含水小于35%的污泥饼。本发明的另一技术方案是一种实施上述污泥脉冲闪蒸深度脱水方法的装置，包括 配制釜、高压泵、闪蒸汽高温预热器、调质釜、脉冲阀、闪蒸釜、冷却釜、分离器，配制釜出口 与高压泵进口相连接，高压泵出口与与闪蒸汽高温预热器冷端进口相连，闪蒸汽高温预热 器冷端出口与调质釜进口相连，调质釜出口通过脉冲阀与闪蒸釜进口连接，闪蒸釜的上口 与闪蒸汽高温预热器的热端进口相连、闪蒸釜的下口与泥浆低温预热器的热端进口相连， 所述泥浆低温预热器的热端出口及闪蒸汽高温预热器的热端出口与冷却釜的进口连接，冷 却釜的出口与分离器相连。本发明工作过程如下含水约80%的脱水污泥，与分离水配制成含水85% -90%的泥浆，通过高压泵，加 压至2MPa以下，送入闪蒸汽高温预热器加热至100°C以上，再进入调质釜加热至130°C 160°C，脉冲阀开启时，调质釜内污泥急剧膨胀，部分泥浆进入闪蒸釜产生闪蒸汽爆效应，冷 却釜降温后通过分离器进行泥水分离，得到含水小于35%的污泥饼。与现有技术相比，本发明具有以下优点1、本发明采用脉冲阀，实现污泥调质过程连续化。2、本发明通过脉冲阀的开闭与高压泵的常开，不断改变调质釜的压力，使调质釜 内的污泥多次急剧膨胀，进入闪蒸釜产生闪蒸、汽爆效应。它不仅实现了污泥的高温调质， 还利用闪蒸汽爆的特点，极大地破坏污泥结构，脉冲阀的使用使调质釜内的污泥多次急剧 膨胀，进一步提高污泥脱水性能，深度脱水后泥饼含水率可达35%以下，完全实现了其资源 化利用。3、本发明采用脉冲闪蒸装置，可降低污泥调质温度、压力，其最低下限分别为 130°C、1.2MPa，闪蒸后的闪蒸汽、热泥浆、热分离水的热量进一步回收，降低了能耗。4、本发明采用热调质技术，经过高温处理的污泥真正达到稳定化、无害化、减量化 的要求。
图1是本发明的污泥脉冲闪蒸深度脱水装置示意图。以上的图中有1、配制釜 2、高压泵 3、泥浆低温预热器 4、闪蒸釜5、脉冲阀 6、调质釜7、闪蒸汽高温预热器8、冷却釜9、分离器。
具体实施例方式实施例1一种污泥脉冲闪蒸深度脱水方法，步骤如下步骤1将湿污泥配制成含水85% 90%的泥浆，通过高压泵，将泥浆送入闪蒸汽 高温预热器进行加热，在本实施例中，最好将泥浆加热至100°C以上，
步骤2取一调质釜，在调质釜的出口设置脉冲阀，步骤3使脉冲阀处于关闭状态，同时，由高压泵将经过闪蒸汽高温预热器加热后 的泥浆送入调质釜加热至130°C 160°C，当调质釜内的压力达到1. 2MPa 2. 5MPa，再打开 脉冲阀，调质釜内泥浆急剧膨胀，部分泥浆进入闪蒸釜产生闪蒸汽爆效应，破坏污泥结构， 产生闪蒸汽；此后，再次关闭脉冲阀，由高压泵将新的经过闪蒸汽高温预热器加热后的泥浆 送入调质釜加热至130°C 160°C，当调质釜内的压力再次达到1. 2MPa 2. 5MPa,再打开脉 冲阀，调质釜内泥浆急剧膨胀，部分泥浆进入闪蒸釜产生闪蒸汽爆效应，破坏污泥结构，产 生闪蒸汽；通过如此连续的开闭脉冲阀，使调质釜内污泥压缩膨胀，产生结构被破坏的污泥 和闪蒸汽，在本实施例中，所述泥浆在调质釜中的加热温度为130°C、142°C、150°C或160°C， 调质釜内的压力为1. 2MPa、l. 5MPa、l. 6MPa或2. 5MPa,步骤4将步骤3产生的闪蒸汽通入闪蒸汽高温预热器，用于泥浆的加热，将步骤3 产生的污泥送入冷却釜降温后通过分离器进行泥水分离，得到含水小于35%的污泥饼。在本实施例中，考虑到进一步提高热能利用效率，降低能耗，在将步骤3产生的污 泥送入冷却釜降温之前，先将所述污泥送入泥浆低温预热器，用于泥浆的加热。实施例2一种实施上述污泥脉冲闪蒸深度脱水方法的装置，包括配制釜1、高压泵2、闪蒸 汽高温预热器7、调质釜6、脉冲阀5、闪蒸釜4、冷却釜8、分离器9，配制釜出口 1与高压泵 2进口相连接，高压泵2出口与与闪蒸汽高温预热器7冷端进口相连，闪蒸汽高温预热器7 冷端出口与调质釜6进口相连，调质釜6出口通过脉冲阀5与闪蒸釜4进口连接，闪蒸釜4 的上口与闪蒸汽高温预热器7的热端进口相连、闪蒸釜4的下口与泥浆低温预热器3的热 端进口相连，所述泥浆低温预热器3的热端出口及闪蒸汽高温预热器7的热端出口与冷却 釜8的进口连接，冷却釜8的出口与分离器9相连。在本实施例中，在高压泵2与闪蒸汽高温预热器7之间设有泥浆低温预热器3，且 所述高压泵2的出口通过泥浆低温预热器3与闪蒸汽高温预热器7冷端进口连接。在本实施例中，在调质釜6上设置压缩空气进口，通入空气(或氧气)，以提高调质 效果；同时，在闪蒸釜4上部设置不凝性气体排放口，以改善闪蒸汽高温预热器7的换热效^ o
权利要求
一种污泥脉冲闪蒸深度脱水方法，其特征在于，步骤如下步骤1将湿污泥配制成含水85％～90％的泥浆，通过高压泵，将泥浆送入闪蒸汽高温预热器进行加热，步骤2取一调质釜，在调质釜的出口设置脉冲阀，步骤3使脉冲阀处于关闭状态，同时，由高压泵将经过闪蒸汽高温预热器加热后的泥浆送入调质釜加热至130℃～160℃，当调质釜内的压力达到1.2MPa～2.5MPa，再打开脉冲阀，调质釜内泥浆急剧膨胀，部分泥浆进入闪蒸釜产生闪蒸汽爆效应，破坏污泥结构，产生闪蒸汽；此后，再次关闭脉冲阀，由高压泵将新的经过闪蒸汽高温预热器加热后的泥浆送入调质釜加热至130℃～160℃，当调质釜内的压力再次达到1.2MPa～2.5MPa，再打开脉冲阀，调质釜内泥浆急剧膨胀，部分泥浆进入闪蒸釜产生闪蒸汽爆效应，破坏污泥结构，产生闪蒸汽；通过如此连续的开、闭脉冲阀，使调质釜内污泥多次膨胀，产生结构被破坏的污泥和闪蒸汽，步骤4将步骤3产生的闪蒸汽通入闪蒸汽高温预热器，用于泥浆的加热，将步骤3产生的污泥送入冷却釜降温后通过分离器进行泥水分离，得到含水小于35％的污泥饼。
2.根据权利要求1所述的污泥脉冲闪蒸深度脱水方法，其特征在于，在将步骤3产生的 污泥送入冷却釜降温之前，先将所述污泥送入泥浆低温预热器，用于泥浆的加热。
3.一种实施权利要求1所述污泥脉冲闪蒸深度脱水方法的装置，其特征在于，包括配 制釜(1)、高压泵(2)、闪蒸汽高温预热器(7)、调质釜(6)、脉冲阀(5)、闪蒸釜(4)、冷却釜 (8)、分离器(9)，配制釜出口(1)与高压泵(2)进口相连接，高压泵(2)出口与与闪蒸汽高 温预热器(7)冷端进口相连，闪蒸汽高温预热器(7)冷端出口与调质釜(6)进口相连，调质 釜(6)出口通过脉冲阀(5)与闪蒸釜(4)进口连接，闪蒸釜(4)的上口与闪蒸汽高温预热 器(7)的热端进口相连、闪蒸釜(4)的下口与泥浆低温预热器(3)的热端进口相连，所述泥 浆低温预热器⑶的热端出口及闪蒸汽高温预热器⑵的热端出口与冷却釜⑶的进口连 接，冷却釜⑶的出口与分离器(9)相连。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在高压泵⑵与闪蒸汽高温预热器(7)之 间设有泥浆低温预热器(3)，且所述高压泵(2)的出口通过泥浆低温预热器(3)与闪蒸汽高 温预热器(7)冷端进口连接。
全文摘要
本发明公开了一种污泥脉冲闪蒸深度脱水方法，步骤为将湿污泥配制成含水85％～90％的泥浆，送入闪蒸汽高温预热器进行加热，在调质釜的出口设置的脉冲阀关闭时，由高压泵将调质釜内温度、压力升到一定值，然后打开脉冲阀，调质釜内泥浆急剧膨胀，部分泥浆进入闪蒸釜产生闪蒸汽爆效应，破坏了污泥结构，产生闪蒸汽；此后，再次关闭脉冲阀，如此不断循环，产生结构被破坏的污泥和闪蒸汽，闪蒸汽通入闪蒸汽高温预热器，用于泥浆的加热，污泥进入冷却釜降温后通过分离器进行泥水分离，得到含水小于35％的污泥饼。本发明公开的装置，包括配制釜(1)、高压泵(2)、闪蒸汽高温预热器(7)、调质釜(6)、脉冲阀(5)、闪蒸釜(4)、冷却釜(8)、分离器(9)。本发明能耗低，可连续操作，经过高温处理的污泥真正达到稳定化、无害化、减量化的要求。
文档编号C02F11/12GK101817630SQ201010139949
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者葛仕福, 赵培涛 申请人:东南大学