一种两步法污泥干化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利属于环境工程技术领域，具体涉及一种两步法污泥干化工艺。
【背景技术】
[0002] 随着我国污水处理行业的发展，污水处理能力的提高造成污泥产量的急剧增加， 污泥干化是利用热能将污泥中的水分快速蒸发去除的一种工艺技术，经过干化后的污泥性 能得到改善，利用价值提高，为后续的处理创造了条件。
[0003] 现有技术中，低含水率脱水污泥直接超临界水气化处理装置及其方法，其着重于 污泥的超临界水气化，液化的目的在于提高污泥的流动性，而并未涉及脱水后的污泥进行 干化。
【发明内容】
[0004] 发明目的:本发明的目的在于提供一种两步法污泥干化工艺，不仅操作方便、能耗 少，而且干化处理效果好。
[0005] 技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种两步法污泥干化工艺，包括以下步骤：
[0007] 1)以污水厂提供的脱水污泥为处理对象，先对其进行预液化处理，污水厂脱水污 泥通过料斗进入液化装置中液化，液化时间为10-30分钟，得到液化后的污泥；
[0008] 2)对液化后的污泥机械脱水，在200-300°C用污泥栗把液化后的污泥打入沉淀设 备/脱水设备，得到脱水后的污泥；
[0009] 3)脱水后的污泥固体剩余物用于干化。
[0010]步骤2)替换为-利用热交换器进行热量回收，然后用污泥栗把液化后的污泥打入 沉淀设备/脱水设备，对液化后的污泥机械脱水，得到脱水后的污泥。
[0011] 步骤3)中，脱水后的污泥固体剩余物利用热交换器回收得到的回收热量进行干 化。
[0012] 步骤3)中，脱水后的污泥固体剩余利用自热干化。
[0013] 步骤3)中，固体剩余物用于填埋，延长步骤1)液化时间15-30分钟或提高温度至 350°C以上。
[0014] 步骤3)中，固体剩余物用于回收，则步骤1)液化温度为200-300°C，液化时间为10 分钟。回收包括焚烧和堆肥等。
[0015] 步骤3)中，脱水后的液体运至污水厂污水回流口。
[0016] 有益效果:与现有技术相比，本发明的一种两步法污泥干化工艺，以污水厂提供的 脱水污泥(含水量约80%)作为处理对象，先对其进行预液化处理，使脱水污泥流动性增加， 然后对其机械脱水，目的在于克服直接干化时的高能耗，避开100_400°C的蒸发区，液化脱 水后再干化，不仅操作方便、能耗少，而且干化处理效果好，具备很好的实用性。
【附图说明】
[0017 ] 图1是〇. 1和30MPa7K的焓值变化曲线图；
[0018] 图2是两步法污泥干化工艺的流程图。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合【具体实施方式】对本发明做进一步的说明。
[0020] 采用带机或离心机对城市污泥进行脱水处理后，含水率仍然达到80%左右，需要 进一步处理。目前有很多污泥直接干化的技术，但直接干化时的能耗很高，如图1所示，为 0.1和30MPa水的焓值变化曲线图，在100-400°c干化，可以发现常压的液化会因为蒸发而吸 收大量的热，增加能耗。
[0021] 如图2所示，两步法污泥干化工艺的流程图；以污水厂提供的脱水污泥(含水量约 80 % )作为处理对象，先对其进行预液化处理，液化时间为10-30分钟，污水厂脱水污泥通过 料斗进入液化装置中液化，使脱水污泥流动性增加;然后对其进行机械脱水，在200-300°C 用污泥栗把液化后的污泥打入沉淀设备/脱水设备，目的在于克服直接干化时的高能耗，避 开100-400°C的蒸发区；脱水后的固体剩余物首先进行干化，干化温度高于100°C，干化后的 固体如果用于填埋，则延长液化时间15-30分钟或提高温度至350°C以上，使更多的有机物 从固体中脱除；如果干化后的固体用于回收，则液化温度为200-300°C;如固体剩余物用于 焚烧，则液化时间为10-15分钟;脱水后的液体运至污水厂污水回流口。一种两步法污泥干 化工艺，具体包括以下步骤：
[0022] 1)以污水厂提供的脱水污泥为处理对象，先对其进行预液化处理，污水厂脱水污 泥通过料斗进入液化装置中液化，液化时间为10-30分钟，得到液化后的污泥；
[0023] 2)对液化后的污泥机械脱水，在200_300°C用污泥栗把液化后的污泥打入沉淀设 备/脱水设备，得到脱水后的污泥;或者对液化后的污泥机械脱水可以利用热交换器进行热 量回收，然后用污泥栗把液化后的污泥打入沉淀设备/脱水设备，得到脱水后的污泥；
[0024] 3)脱水后的污泥固体剩余物用于干化。利用热交换器进行热量回收后的脱水污 泥，可利用前面的回收热量进行干化;直接于200-300°C脱水后的污泥固体剩余物用于干化 可以利用自热干化。
[0025] 实施例1温度及时间对污泥脱水效果的影响
[0026] 如表1中所示污泥，性质如下，含水率89 %，含固率0.11 %，干污泥有机物含量为 56%。取44.9g污泥，其中含水40g，无机物2. Ig，有机质量2.8g，可以看出时间越长，温度越 高，越有利于脱除水份;若脱除原来水份的70 %左右，且为减少能耗，温度宜控制在250-300 °C，考虑到污泥的流动性，时间15-30分钟为宜。污泥中亚临界状态下进行脱水，可以脱除原 污泥中水28-92%的水，提高污泥的流动性的同时，使之可以管道运送，然后离心或板框压 滤，再进行干化，可以大大减少直接干化的能耗。
[0027] 表1反应温度时间对污泥预液化的脱水率的影响
[0028]
[0030] 实施例2温度及时间对污泥脱水后剩余固体及液体中的有机物含量的影响
[0031] 采用5联式超临界水反应装置内部不设搅拌和冷却装置，通过盐浴炉的方式对反 应釜进行加热，盐浴配方为40 %亚硝酸钠、7 %硝酸钠、53 %的硝酸钾，熔点为142°C，在150-540°C范围内可以安全使用。其升温速率大约为90°C/min。
[0032]液化实验条件:取44.9g污水厂脱水污泥，其中含水40g，无机物2. lg，有机物质量， 2.8g，放入IOOmL的高压反应釜，再把高压反应釜放入预热到一定温度的加热炉，温度到达 预设温度开始计时，反应温度和时间，200-350°C，0_90min。在炉内停留一定的反应时间（如 60min)后，停止加热，取出反应爸，开通风扇对进行降温冷却。将收集到的固液混合物通过 分离(或高速离心5000rpm，5min)获得液相产物，剩余固体放入烘箱干燥。
[0033] 取出后液体的后续处理设想是回流到污水厂的进水口。可以看出最高的脱除液体 中的总有机碳浓度(TOC)为16875mg/L，则其化学需氧量(COD)约为45056mg/L，按进水浓度 300mg/L计算，约需要稀释150倍。一般来讲污水厂的水量为未脱水泥量的200倍以上，可以 回流至污水厂的进水口。
[0034] 另外，忽略产生的少量气体，计算可得剩余固体中约剩余的固体含量，可以看出 15-30分钟以后固体中的有机物含量较少，因此，可以用于填埋，而10分钟时固体中还含有 大量有物，可以用于干化后焚烧。表2为反应温度时间对污泥预液化的剩余固体及液体的影 响。
[0035]表2反应温度时间对污泥预液化的剩余固体及液体的影响
【主权项】
1. 一种两步法污泥干化工艺，其特征在于，包括以下步骤： 1) 以污水厂提供的脱水污泥为处理对象，先对其进行预液化处理，污水厂脱水污泥通 过料斗进入液化装置中液化，液化时间为10-30分钟，得到液化后的污泥； 2) 对液化后的污泥机械脱水，在200-300°C用污泥栗把液化后的污泥打入沉淀设备/脱 水设备，得到脱水后的污泥； 3) 脱水后的污泥固体剩余物用于干化。2. 根据权利要求1所述的一种两步法污泥干化工艺，其特征在于：步骤2)替换为-利用 热交换器进行热量回收，然后用污泥栗把液化后的污泥打入沉淀设备/脱水设备，对液化后 的污泥机械脱水，得到脱水后的污泥。3. 根据权利要求2所述的一种两步法污泥干化工艺，其特征在于：步骤3)中，脱水后的 污泥固体剩余物利用热交换器回收得到的回收热量进行干化。4. 根据权利要求1所述的一种两步法污泥干化工艺，其特征在于：步骤3)中，脱水后的 污泥固体剩余利用自热干化。5. 根据权利要求1所述的一种两步法污泥干化工艺，其特征在于：步骤3)中，固体剩余 物用于填埋，延长步骤1)液化时间15-30分钟或提高温度至350°C以上。6. 根据权利要求1所述的一种两步法污泥干化工艺，其特征在于：步骤3)中，固体剩余 物用于回收，则步骤1)液化温度为200-300°C，液化时间为10分钟。7. 根据权利要求1所述的一种两步法污泥干化工艺，其特征在于：步骤3)中，脱水后的 液体运至污水厂污水回流口。
【专利摘要】本发明公开了一种两步法污泥干化工艺，属于环境工程技术领域，包括以下步骤：1)以污水厂提供的脱水污泥为处理对象，先对其进行预液化处理，污水厂脱水污泥通过料斗进入液化装置中液化，液化时间为10-30分钟，得到液化后的污泥；2)对液化后的污泥机械脱水，在200-300℃用污泥泵把液化后的污泥打入沉淀设备/脱水设备，得到脱水后的污泥；3)脱水后的污泥固体剩余物用于干化。本发明的一种两步法污泥干化工艺，以污水厂提供的脱水污泥(含水量约80％)作为处理对象，先对其进行预液化处理，使脱水污泥流动性增加，然后对其机械脱水，目的在于克服直接干化时的高能耗，避开100-400℃的蒸发区，液化脱水后再干化，不仅操作方便、能耗少，而且干化处理效果好。
【IPC分类】C02F11/12, C02F11/18
【公开号】CN105541079
【申请号】CN201610072880
【发明人】苏瑛, 姜瑞雨, 潘梅, 刘德斌, 周友新
【申请人】盐城工学院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月2日