一种污泥处理装置的设计方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及化工及环保技术领域，尤其设及一种用于污泥，特别是城镇污水处理 厂污泥处理装置的设计方法及其装置技术领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着我国污水处理能力的快速提高，污泥量也同步大幅增加。截至2013 年3月底，仅就城镇污水处理厂污泥来说，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3451 座，污水处理能力约1. 45亿立方米/日，年产生含水量80%的污泥3500多万吨，且每年W 120个左右的污水处理厂进行递增。据统计，约80%污水厂建有污泥的浓缩脱水设施，达 到了一定程度的减量化。但约有80%的污泥未经稳定化处理，污泥中含有恶臭物质、病原 体、持久性有机物等污染物从污水转移到陆地，导致污染物进一步扩散，使得已经建成投运 的污水处理设施的环境和减排效益大打折扣。全国36个重点城市污泥处理处置率达到 80%，其他设市城市达70%，县城及重点镇达到30%。而我国城镇污水处理厂污泥具有占地 面积大、水体污染、±壤污染、细菌滋生、大气污染等五大危害。而在目前处置方式中，±地 填埋占63. 0%、污泥好氧发酵+农用约占13. 5%、污泥自然干化综合利用占5. 4%、污泥焚烧 占1. 8%、污泥露天堆放和外运各占1. 8%和14. 4%。事实上，±地填埋、露天堆放和外运的污 泥绝大部分属于随意处置，真正实现安全处置的比例不超过20%，污泥处理形势十分严峻。 W占污泥处理总量1. 8%的焚烧处理为例，就目前的污泥处理方法中污泥焚烧算较好的处 理方法，污泥焚烧过程是：将含水率80%的污泥与适量的燃煤煤粉按一定比例混合后，经过 造粒，在内腔溫度为400°C的干燥装置中预烘后输送至焚烧装置中完全焚烧，灰渣从底部排 出。运种焚烧的过程所产生的Ξ废仍然再继续产生二次污染，不但没有处理好，反而还需要 补充外来燃料，焚烧过程中产生的粉尘、二嗯英等新的污染源，对空气和环境将造成新的污 染。而目前制约污泥处理处置设施建设的因素有很多，但国家污泥处理处置总体技术路线 不够明确是重要制约因素之一。为进一步提高我国污泥处理处置技术水平，切实达到污泥 无害化、减量化、稳定化、资源化的要求，避免由此引起的二次污染，缓解污泥产量和污泥处 理能力滞后的矛盾，我国近年出台了一系列政策、规划。其中国家在2009年由住房和城乡 建设部、环境保护部、科技部联合发布了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政 策(试行)》；2011年住房城乡建设部、国家发展改革委共同组织编制了《城镇污水处理厂污 泥处理处置技术指南(试行)》；国家《城镇排水与污水处理条例》2014年1月1日起施行， 2014年"6 -5"世界环境日中国主题为"向污染宣战"，而向污染宣战的主攻方向是：深化大 气污染防治，强化水污染防治，抓好±壤污染治理，加大重金属、化学品和危险废物污染防 治力度，深化工业污染防治。由此可见，我国在污泥处理处置上潜力巨大，污泥处理处置市 场已步入快速发展阶段。因此，寻求一种新的、可靠的、无二次污染、安全环保的污泥处理装 置的设计方法及其装置对于本技术领域技术人员来说真是一个迫切而又亟待解决的技术 课题。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种新的、技术方案 可靠的、无二次污染、变废为宝、投资效率高、见效快的污泥处理装置的设计方法。
[0004] 本发明所要解决的另一技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种新的、可靠 的、无二次污染、变废为宝、投资效率高、见效快的污泥处理装置。
[0005] 为解决上述的技术问题，本发明是采用实施如下技术方案的：一种污泥处理装置 的设计方法，包括对机座、污泥处理滚筒、动力驱动机构、输出管路、机罩的整体设计和各零 部件的具体设计，其特殊之处是所述的污泥处理装置的设计方法是根据污泥中重金属含量 的不同，将含水率为25-30%的改性污泥内添加定量的葡萄糖粉后，在常压和不同的溫度条 件下依次经过3个污泥处理滚筒并在其机械揽拌匀速旋转推进的过程中进行重金属和脱 水脱氮处理、碳化处理、固定碳燃烧处理Ξ个工艺步骤；处理后的污泥符合国家农用污泥中 污染物控制标准，污泥处理过程中和处理后的Ξ废产物对环境无二次污染，达到污泥的无 害化、减量化和资源化的处理要求。
[0006] 为进一步解决上述的技术问题，上述技术方案的优选方案是： 上述所述的重金属和脱水脱氮处理过程是：根据污泥中重金属含量的不同，将含水率 为25-30%的改性污泥与其重量的0. 001-0. 005%的葡萄糖粉一起置于重金属和脱水脱氮处 理滚筒中，在常压和筒内溫度为100-150°C的条件下通过机械揽拌匀速旋转推进的过程中， 污泥中的水和氨因受热作用使其挥发形成水和氨的混合气体，并与污泥中的重金属离子结 合生成氨的络合物，氨的络合物与污泥中的葡萄糖粉发生氧化还原反应后重金属离子的化 合价降低或直接还原成单质，实现重金属处理和脱水脱氮处理的过程，污泥经重金属处理 后符合国家农用污泥中污染物控制标准；处理过程中剩余的水和氨的混合气体经管道进入 回收冷却储存系统，W用于碳酸锭化肥的制备；其产生的可燃气体经管道连通至燃烧炉燃 烧，为污泥处理提供热源；经重金属和脱水脱氮处理后的污泥由重金属和脱水脱氮处理滚 筒末端设置的出料口进入碳化处理过程。
[0007] 上述所述的碳化处理过程是：将经过重金属和脱水脱氮处理后的污泥直接置于碳 化处理滚筒内在机械揽拌匀速旋转推进的过程中，污泥在溫度为150-35(TC、常压条件下其 污泥内的纤维转化为固定碳，油脂转化为气体并经管道进入燃烧炉燃烧，为污泥处理提供 热源；剩余可燃气体经管道进入储存系统，W用于燃烧发电；经碳化处理后的污泥由碳化 处理滚筒末端设置的出料口进入固定碳燃烧处理过程。
[0008] 上述所述的固定碳燃烧处理过程是：将经过碳化处理后的污泥直接置于固定碳燃 烧处理滚筒内在机械揽拌匀速旋转推进的过程中，在溫度为350-450°C、常压、氧气充足的 条件下充分燃烧，其产生的热量作为污泥处理过程的热量补充，固定碳燃烧后的余渣为可 制砖或做建材使用；燃烧处理过程中的废气经管道连通烟气处理机构进行处理达到排放标 准后通过管道排放；经固定碳燃烧处理后的污泥由固定碳燃烧处理滚筒末端设置的出料口 进入烟气净化滚筒处理过程。
[0009] 上述所述的污泥处理滚筒的设计方法是采用包括至少由重金属处理滚筒、碳化滚 筒和固定碳燃烧滚筒组成的3个由内至外同轴套装为一体、筒体内侧的螺旋线相向设置， 且螺旋线末端的筒壁上设有出料口的螺旋筒所构成的污泥处理滚筒，其滚筒两端各设置一 支撑装置的结构。
[0010] 为进一步克服现有技术存在的问题，本发明所述的污泥处理装置的技术方案是： 一种依据上述设计方法设计的污泥处理装置，包括机座、污泥处理滚筒、动力驱动机构、输 出管路和机罩，其特殊之处是所述的污泥处理装置包括至少由重金属处理滚筒、碳化滚筒 和固定碳燃烧滚筒组成的3个由内至外同轴套装为一体、筒体内侧的螺旋线相向设置，且 螺旋线末端的筒壁上设有出料口的螺旋筒所构成的污泥处理滚筒，其滚筒两端各设置一支 撑装置；所述污泥处理滚筒的重金属处理滚筒与碳化滚筒呈错位结构设置，重金属处理滚 筒错位伸出部分的支撑装置外侧的筒壁上依次设置一动力驱动机构和上料装置，其端部设 置一气体输出管并与设置的回收冷却储存系统相连接，回收冷却储存系统的输出端设置管 道连通至燃烧炉；碳化滚筒错位伸出部分缩管的支撑装置外侧端部通过燃气管路与设置在 碳化滚筒错位伸出部分下方的燃烧炉炉膛内；固定碳燃烧滚筒的上侧筒壁上设一烟气出口 并与烟气输出管连通烟气处理装置后设有一排放管道。
[0011] 为进一步解决上述的技术问题，上述技术方案的优选方案是： 上述所述污泥处理滚筒的螺旋线是由若干个螺旋线单体链甲排列焊接而成，且每两个 相接的螺旋线单体与筒体内侧表面构成一个Ξ角弧形通孔；Ξ角形底边直线距离为30-50 ?Μ，Ξ角形的高50-70mm;所述螺旋线单体结构为上、下边弧形边与所述的筒体内管管径圆 弧和安装螺旋线后