一种热化学污泥处理系统及其工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种热化学污泥处理系统，该处理系统包括均质器、混合器、反应釜、换能系统、解压器、脱水机、回流水箱、回流水泵、物料输送泵；均质器上设有原泥料入口，其与混合器的输入端之间的连接管道上安装所述物料输送泵，所述混合器的输出端通过管道和反应釜的输入端相连，所述反应釜的输出端通过管道和换能系统相连；所述换能系统、解压器、脱水机、回流水箱及回流水泵依次通过管道相连，回流水泵将回流水箱中的液体输送至换能系统，形成一个换能及系统水循环系统；本发明还公开了热化学污泥处理工艺，包括污泥均质、二级加热、热化学反应、换能系统、加热处理等步骤。本发明具有成本低、能耗低、污泥处理效率高的特点。
【专利说明】
一种热化学污泥处理系统及其工艺
技术领域
[0001]本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及污泥的热化学处理系统及处理工艺。
【背景技术】
[0002]随着我国工业化和城市化进程逐步加快，城市的用水量和排水量也逐步增加，加剧了污水处理厂污泥产出量的飞速增长。由于污水厂污泥产量增长迅速、成分复杂等问题，若处理不当会对环境造成二次污染，同时也是对污泥中所含营养资源的一种浪费。现阶段污水处理厂通常采用机械方式对污泥进行脱水，其脱水率低，后继污泥利用方法匮乏，容易造成二次环境污染。
【发明内容】
[0003]本
【申请人】针对现有技术的上述缺点，进行研究和设计，提供一种热化学污泥处理系统及其工艺，其处理效率高，脱水效果好，处理后的污泥可以资源化利用，杜绝了二次污染。
[0004]为了解决上述问题，本发明采用如下方案:
[0005]—种热化学污泥处理系统，该处理系统包括均质器、混合器、反应釜、换能系统、解压器、脱水机、回流水箱、回流水栗、物料输送栗，所述均质器的输入端为原泥料入口并设有常通高温循环液输入管道，其输出端与混合器的输入端之间的连接管道上安装所述物料输送栗，所述混合器的输出端通过管道和反应釜的输入端相连，所述反应釜的输出端通过管道和换能系统相连，所述换能系统、解压器、脱水机、回流水箱及回流水栗依次通过管道相连，回流水栗将回流水箱中的液体输送至换能系统，形成一个脱水循环系统。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进:
[0007]所述处理系统还包括相连的加热器及分流器，加热器与换能系统连接，分流器的三个输出端分别连接均质器、混合器及反应釜。
[0008]所述换能系统为间壁式、蓄热式、流体连接间接式、直接接触式或复式换能系统。
[0009]所述回流水箱上设有循环水管道入口、自来水管道口及循环水管道出口，所述循环水管道入口与脱水机连接，循环水管道出口与回流水栗连接。
[0010]作为上述方案的进一步改进，所述处理系统的全程处理压力S1.5MPa，反应釜的反应温度^ 150°C、反应时间S5min;所述污泥处理系统中，根据污泥泥质不同，可添加反应助剂和催化剂，添加通道可以在均质器的入口、回流水箱的入口及其所述污泥处理系统的其他位置。
[0011]本发明还公开了一种利用所述热化学污泥处理系统的热化学污泥处理工艺，
[0012]包括以下步骤:
[0013]第一步:原污泥经管道进入均质器，于均质器中加入部分循环液进行均质；
[0014]第二步:经均质器均质后的泥料通过物料输送栗输送至混合器，在混合器中对污泥进行一次循环液混合加热，混合后的污泥溶液通过管道进入反应釜；
[0015]第三步:在反应釜中对污泥进行二次循环液混合加热，并进行热化学反应，使污泥有机成分有效水解，从而使污泥充分破壁排出胞间水分；
[0016]第四步:在换能系统中将反应釜热化学反应后的污泥溶液温度换热给循环水，循环水可以循环利用；
[0017]第五步:在换能系统中换热后的循环水在加热器可以进行循环水或者循环水溶液的再加热，并可加热成不同温度的高温水溶液；
[0018]第六步:经过加热器再加热的循环水或循环水溶液返回至均质器、混合器及反应釜中循环利用。
[0019]其中，在第四步中，换能系统的换热方式为水换热或水溶液换热;在第五步中，加热器的加热方式为燃气、燃油、燃煤、电阻加热、电磁加热或微波加热。
[°02°]本发明的技术效果在于:
[0021]本发明解决了热化学方法中能耗大，成本高的问题，通过有效换能，提高了污泥的脱水性能及效率，是一种低运行成本的污泥无害化、稳定化、减量化、资源化的一种处理方法。适合于实际规模化连续污泥处理;本发明处理后的污泥含水率S 40 % ;污泥中重金属消减量^ 30 % ;污泥消减量以原泥80 %含水率为例，处理后为污泥含水率为40 %的情况下，处理后污泥体积减少量^ 75 %。本发明具有污泥处理效率高、效果好的特点，处理后的污泥不会造成二次环境污染。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的工作原理图。
[0023]图中:1、均质器；2、混合器；3、反应釜;4、换能系统；5、加热器;6、分流器；7、解压器;8、脱水机;9、回流水箱;1、回流水栗;11、物料输送栗。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明。
[0025]如图1所示，本实施例的热化学污泥处理系统，该处理系统包括均质器1、混合器2、反应釜3、换能系统4、解压器7、脱水机8、回流水箱9、回流水栗10、物料输送栗11，均质器I的输入端为原泥料入口并设有常通高温循环液输入管道，其输出端与混合器2的输入端之间的连接管道上安装物料输送栗11，混合器2的输出端通过管道和反应釜3的输入端相连，反应釜3的输出端通过管道和换能系统4相连，反应釜3的反应液通过换能系统4将残余热量换热给循环水，换能系统4、解压器7、脱水机8、回流水箱9及回流水栗10依次通过管道相连，回流水栗10将回流水箱9中的液体输送至换能系统4，形成一个脱水循环系统。
[0026]本发明中，处理系统还包括相连的加热器5及分流器6，加热器5与换能系统4连接，分流器6设有三个分流管线，分别连接均质器1、混合器2及反应釜3。
[0027]本发明中，换能系统4为列管式换能系统；回流水箱9上设有循环水管道入口、自来水管道口(补充循环水量)及循环水管道出口，循环水管道入口与脱水机8连接，循环水管道出口与回流水栗10连接。
[0028]进一步地，本发明中，处理系统的全程处理压力S1.5MPa，反应釜3的反应温度^150°C、反应时间S5min;所述污泥处理系统中，根据污泥泥质不同，可添加反应助剂和催化剂，添加通道可以在均质器I的入口、回流水箱9的入口及其所述污泥处理系统的其他位置。
[0029]本实施例的利用热化学污泥处理系统的热化学污泥处理工艺，包括污泥均质、二级加热、热化学反应、换能系统、加热处理，具体包括以下步骤:
[0030]第一步:原污泥经管道进入均质器I，于均质器I中加入部分循环液进行均质；
[0031]第二步:经均质器I均质后的泥料通过物料输送栗11输送至混合器2，在混合器2中对污泥进行一次循环液混合加热，混合后的污泥溶液通过管道进入反应釜3;
[0032]第三步:在反应釜3中对污泥进行二次循环液混合加热，并进行热化学反应，使污泥有机成分降解为水和C02，从而使污泥充分破壁排出胞间水分；
[0033]第四步:在换能系统4中将反应釜3热化学反应后的污泥溶液温度换热给循环水，循环水可以进行二次利用；
[0034]第五步:在换能系统4中换热后的循环水在加热器5可以进行循环水或者循环水溶液的再加热；
[0035]第六步:经过加热器5再加热的循环水或循环水溶液返回至均质器1、混合器2及反应釜3中循环利用。
[0036]其中，在第四步中，换能系统4的换热方式为水换热或水溶液换热;在第五步中，加热器5的加热方式为电阻加热、电磁加热或微波加热。
[0037]利用本发明处理后的污泥，含水率S40%、污泥中重金属消减量^ 30%，污泥消减量以原泥80%含水率为例，处理后为污泥含水率为40%的情况下，处理后污泥体积减少量$75%。
[0038]以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部改动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
【主权项】
1.一种热化学污泥处理系统，其特征在于:该处理系统包括均质器(I)、混合器(2)、反应釜(3)、换能系统(4)、解压器(7)、脱水机(8)、回流水箱(9)、回流水栗(10)、物料输送栗(11)，所述均质器(I)的输入端为原泥料入口并设有常通高温循环液输入管道，其输出端与混合器(2)的输入端之间的连接管道上安装所述物料输送栗(11)，所述混合器(2)的输出端通过管道和反应釜(3)的输入端相连，所述反应釜(3)的输出端通过管道和换能系统(4)相连，所述换能系统(4)、解压器(7)、脱水机(8)、回流水箱(9)及回流水栗(10)依次通过管道相连，回流水栗(10)将回流水箱(9)中的液体输送至换能系统(4)，形成一个换热及水循环系统。2.如权利要求1所述的热化学污泥处理系统，其特征在于:所述处理系统还包括相连的加热器(5)及分流器(6)，加热器(5)与换能系统(4)连接，分流器(6)的三个输出端分别连接均质器(I)、混合器(2)及反应釜(3)。3.如权利要求1或2所述的热化学污泥处理系统，其特征在于:所述换能系统(4)可为间壁式、蓄热式、流体连接间接式、直接接触式或复式换能系统。4.如权利要求1所述的热化学污泥处理系统，其特征在于:所述回流水箱(9)上设有循环水管道入口、自来水管道口及循环水管道出口，所述循环水管道入口与脱水机(8)连接，循环水管道出口与回流水栗(10)连接。5.如权利要求1所述的一种热化学污泥处理系统，其特征在于:所述处理系统的全程处理压力^ 1.5MPa，反应釜(3)的反应温度^ 150 °C、反应时间^ 5min。6.—种利用权利要求1所述热化学污泥处理系统的热化学污泥处理工艺，其特征在于，包括以下步骤: 第一步:原污泥经管道进入均质器(I)，于均质器(I)中加入部分循环液进行均质； 第二步:经均质器(I)均质后的泥料通过物料输送栗(11)输送至混合器(2)，在混合器(2)中对污泥进行一次循环液混合加热，混合后的污泥溶液通过管道进入反应釜(3); 第三步:在反应釜(3)中对污泥进行二次循环液混合加热，并进行热化学反应，使污泥有机成有效水解，从而使污泥充分破壁排出胞间水分； 第四步:在换能系统(4)中将反应釜(3)热化学反应后的污泥溶液温度有效的换热给循环水，循环水可以循环利用； 第五步:在换能系统(4)中换热后的循环水在加热器(5)可以进行循环水或者循环水溶液的再加热，并可加热成不同温度的高温水溶液。 第六步:经过加热器(5)再加热的循环水或循环水溶液通过分流器(6)输送至均质器(1)、混合器(2)及反应釜(3)中循环利用。7.如权利要求6所述的一种热化学污泥处理系统，其特征在于:在第四步中，换能系统(4)的换热方式为水换热或水溶液换热。8.如权利要求6所述的一种热化学污泥处理系统，其特征在于:在第五步中，加热器(5)的加热方式为燃气、燃油、燃煤、电阻加热、电磁加热或微波加热。9.如权利要求5所述的一种热化学污泥处理系统，其特征在于:所述污泥处理系统中，根据污泥泥质不同，可添加反应助剂和催化剂，添加通道可以在均质器(I)的入口、回流水箱(9)的入口及其所述污泥处理系统的其他位置。
【文档编号】C02F11/12GK105859094SQ201610278026
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】孙昊, 胡雁龙, 周洋, 王天, 王天一
【申请人】江南大学, 胡雁龙