专利名称：串联式节能型污泥干化和成粒系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种串联式节能型污泥干化和成粒系统。
背景技术：
城市污水处理厂在处理工业废水和生活污水同时产生的污泥，除了以矿物形式存在的无机组分外，还含有大量的难降解有机污染物和多种重金属元素，这类污泥通常被称为城市污泥。由于城市污泥的含水率高，数量大，且富集了高浓度的污染物，如果不能得到妥善地处理或处置，不仅直接影响到城市污水处理厂的正常运行，更重要的是会给环境带来严重的二次污染。因此，如何安全、经济、有效地处理城市污泥是国内外环境保护部门所共同面临的难题。
国外对城市污泥主要采取卫生填埋、焚烧、土地利用和投海等方法。卫生填埋需要足够的空间和必要的环境保护手段，加上运输，使处理费用较高，更主要的是在城市周围根本找不到适合堆埋污泥的空间和地点；焚烧可以使污泥减量化，但污泥焚烧设备投资额高，能源消耗量大，运行费用昂贵，每吨污泥焚烧处理的成本至少在400元以上，加上污泥在直接焚烧时会给大气环境带来污染，根据我国的现状，污泥直接焚烧处理在经济上难以承受，在技术上还不够成熟；土地利用就是将污泥作为肥料，用于农业或绿化，但是，城市污泥中所含的重金属和持久性有机污染物限制了污泥作为肥料的可利用性，根据研究表明，城市污泥中富集的重金属会在土壤中富集，并通过作物的吸收进入食物链，最终危害人体健康；有些沿海城市或者那些拥有与海洋相通航道的城市，可能会采用污泥直接投海的处置方案，但是，污泥这种浓缩的污染物会污染近海水域，对海洋生态系统和人类食物链造成威胁，因此，这种方法受到环境保护界和公众的严厉批评，已被明令禁止。
目前，我国对城市污泥主要采用临时堆埋的方法，由此而产生的环境二次污染和大量占用土地等问题日趋尖锐，这不仅严重影响了城市污水处理的正常运行，而且在局部地区，由于污泥堆埋场周边居民的强烈反对，因此成为社会不稳定的因素。
随着我国城市化进程的不断加快，人们对环境质量的要求越来越高，各地政府不断加强对环境保护的力度，使所有工业废水和城市生活污水必须经过处理，达标后才能排放，这意味着城市污泥的数量将与日俱增。因此，科学地处理这类污泥的唯一途径是对污泥进行无害化、减量化和资源化处置，通过循环利用和综合治理，最终使城市污泥得到彻底的处理。
我们曾经在对城市污泥物化性质研究的基础上，通过大量的实践，相继发明了利用城市污泥轻质地和高热值的特点，烧制轻质节能砖的方法(发明专利号89118046.9)和利用城市污泥生产水泥压制品的方法(发明专利申请号200410068173.3)，这为城市污泥的资源化利用开辟了新的途径，为了使污泥达到能被资源化利用的条件，我们又相应发明了制砖污泥的三段式干化和成粒一体化方法(发明专利号200410053840.0)、回流式可控温污泥干化装置与方法(发明专利申请号200410052759.0)，这使得污泥中90％以上的热值得以保存，并同时形成团粒，这种污泥团粒也可以作为燃煤的辅助燃料。这些发明专利为城市污泥的无害化资源化处理奠定了基础，它们的技术核心是，在城市污泥资源化利用之前，先将污泥干化并制成团粒。
由于城市污泥具有较高的含水率(经过初次脱水后，污泥的含水率一般在75％-85％)，因此，污泥被制成团粒，必需经过干化过程。污泥干化是通过提供热量使污泥中水分蒸发的过程，传统的干化工艺，通常在进行污泥干化时，不仅需要消耗大量的能量，而且污泥中能作为资源被利用的有机质组分(热值的来源)，以及能起固结作用的絮凝剂会受到严重的破坏，这一方面造成了污泥资源可利用的价值降低，另一方面影响了污泥的成粒性能，使污泥团粒的硬度难以达到烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的技术要求。为了能够使污泥干化所需要的能量降低到最小的程度，从而使污泥无害化资源化处理的成本大大减少，同时有效地保存污泥中所含的有机物质，使污泥的热值资源能被充分利用，并能够使污泥形成符合烧制轻质节能砖和生产水泥压制品技术要求的团粒，本项发明提出了一种串联式节能型污泥干化和成粒系统，这一不仅能够使提供污泥干化的能量得到充分的利用，将污泥干化的能耗降到最低水平，而且保持污泥原有的90％以上的热值，并在使污泥干化效率达到理想程度的过程中，使污泥自然形成团粒，这种团粒具有足够的硬度和较好的磨园度。
发明内容
本发明的目的是提供一种串联式节能型污泥干化和成粒系统。
它具有相连接的沸腾炉、温度调节器、第一通风管道、第一风门、第一回转烘干窑，温度调节器与第二风门、第二通风管道、第二回转烘干窑相接；污泥送料机与第二螺旋输送机、第一进料口相接，第一螺旋输送机与第一回转烘干窑、第二进料口相接；第一回转烘干窑与第一螺旋输送机、第二回转烘干窑、筛分设备相接，第一回转烘干窑和第二回转烘干窑通过第三通风管道相连接，第二回转烘干窑与第四通风管道闭式堆放场的底部相接，封闭式污泥堆放场设有污泥推进装置，第二回转烘干窑与第五通风管道、水膜除尘器、第一引风机、烟囱相接、封闭式污泥堆放场与第六通风管道、沸腾炉相接，封闭式污泥堆放场与第七通风管道、土壤生物滤床相接。
利用本发明的串联式节能型污泥干化和成粒系统处理污泥的优点(1)由于本发明技术能够使提供干化污泥的能量得到循环利用，从而达到节能的效果，使污泥干化和成粒的运行成本降低；(2)本发明利用干化污泥后的尾气用于污泥预处理，一方面使尾气余热得到充分利用，另一方面为提高除尘效率创造了条件，确保污泥干化的尾气达到国家大气排放标准；(3)本发明使污泥在可控温的条件下得到干化，不仅使污泥保持了90％以上原始的热值，干化后的污泥团粒可以作为热电厂锅炉燃煤的辅助燃料，而且保证了污泥中的混凝剂不受破坏，而使污泥团粒的质地硬度，满足烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的技术要求。因此，这实际上开辟了一条废弃物循环利用，以废治废的有效途径，既能够产生显著的社会和环境效益，也能获得明显的经济效益。
本发明已在浙江义乌投入实际运用，实践表明，采用该项技术能在较低的能耗下使工业和生活污水污泥得到干化和自然成粒，并使污泥干化的尾气能够完全达标排放，从而使城市污泥得到彻底有效地无害化和资源化处理。
图1是串联式节能型污泥干化和成粒系统设备结构示意图。
图中沸腾炉1、温度调节器2、第一通风管道3、第一风门4、第二风门5、第二通风管道6、第一回转烘干窑7、第二回转烘干窑8、第三通风管道9、第二进料口10、第二进料口11、第一螺旋输送机12、分筛设备13、封闭式的污泥堆放场14、污泥推进装置15、污泥送料机16、第二螺旋输送机17、第四通风管道18、第五通风管道19、水膜除尘器20、第一引风机21、烟囱22、第二引风机23、第六通风管道24、第七通风管道25、土壤生物滤床26。
具体实施例方式
该系统包括供热系统、进料系统、污泥干化和成粒系统、污泥预处理系统、除尘除气系统等子系统。
1.供热系统，具有沸腾炉，沸腾炉通过第一通风管道和第二通风管道，分别与第一回转烘干窑和第二回转烘干窑相接，在第一、第二通风管道和第一、第二回转烘干窑之间设有温度调节器；2.进料系统，具有污泥送料机、第一螺旋输送机和第二螺旋输送机，第一螺旋输送机和第二进料口相接，第二螺旋输送机和第一进料口相接；3.污泥干化和成粒系统，具有第一回转烘干窑和第二回转烘干窑，第一回转烘干窑通过第三通风管道和第二回转烘干窑相串联，在第一回转烘干窑和第二回转烘干窑之间设有第一螺旋输送机，第二螺旋输送机和第一进料口相接，第一回转烘干窑直径为1.8～2.4m，长为20～30m，第二个回转烘干窑直径为1.6～2.2m，长为18～28m。
4.污泥预处理系统，具有封闭式的污泥堆放场，在封闭式的污泥堆放场内设有污泥推进装置；5.除尘除气系统，具有第四通风管道、第五通风管道、第六通风管道、第七通风管道、水膜除尘器、第一引风机、第二引风机、土壤生物滤床，第四通风管道通过封闭式的污泥堆放场底部，并依次与第五通风管道、水膜除尘器、第一引风机和烟囱相接，第六通风管道与沸腾炉相接，它们之间设有第二引风机，第七通风管道与土壤生物滤床相接，它们之间设有第二引风机。
如图1所示，串联式节能型污泥干化和成粒系统具有供热系统、进料系统、污泥干化和成粒系统、污泥预处理系统、除尘除气系统等子系统。供热系统具有沸腾炉1、温度调节器2、第一通风管道3、第一风门4、第二风门5、第二通风管道6，沸腾炉1提供的热能，通过温度调节器2将温度控制在250～500℃，由第一风门4控制热风量，通过第一通风管道3送入第一回转烘干窑7，由第二风门5控制热风量，通过第二通风管道6送入第二回转烘干窑8；进料系统具有污泥送料机16、第一螺旋输送机12、第二螺旋输送机17，污泥送料机16将经过预处理的污泥通过第二螺旋输送机17，连续均匀地送入第一进料口10，第一螺旋输送机12将经过第一回转烘干窑7干化后的污泥，连续均匀地送入第二进料口11；污泥干化和成粒系统具有第一回转烘干窑7、第二回转烘干窑8、第三通风管道9、分筛设备13，污泥经过第一回转烘干窑7的第一段干化后，由第一螺旋输送机12送入第二回转烘干窑8，进行第二段干化，第一回转烘干窑7和第二回转烘干窑8通过第三通风管道9相连接，使第一回转烘干窑7的尾气进入第二回转烘干窑8，该尾气的余热与通过第二通风管道6进入第二回转烘干窑8的热能混合，成为第二段污泥干化的能量，污泥经过第二回转烘干窑8的第二段干化后，形成直径为1～10mm的质地坚硬的污泥团粒，经过筛分设备13，直径为2～6mm的污泥团粒可以作为烧制节能轻质砖和生产水泥压制品的原料，其余的污泥团粒可以作为燃煤的辅助燃料；污泥预处理系统具有封闭式污泥堆放场14，在封闭式污泥堆放场内设有污泥推进装置15，污泥在封闭式堆放场内堆放1～5天，由于封闭式堆放场的底板由传热性能好的材料构成，因此，当第四通风管道18将第二回转烘干窑8的尾气送入封闭式堆放场的底部时，该尾气的余热可以使封闭式堆放场的底板升温至30～100℃，从而可以使污泥加速自然蒸发掉一部分水分，污泥推进装置15一方面可以将污泥均匀分布在封闭式堆放场内，另一方面可以将经过预处理后的污泥推入污泥送料机15；除尘除气系统具有第五通风管道19、水膜除尘器20、第一引风机21、烟囱22、第二引风机23、第六通风管道24、第七通风管道25、土壤生物滤床26，第五通风管道19将来自第二回转烘干窑8，并通过封闭式污泥堆放场底部的尾气接到水膜除尘器20，由第一引风机21将经过除尘除气达到排放标准的尾气，送入烟囱22，第二引风机23将绝大部分封闭式污泥堆放场内释放的气体，通过第六通风管道24送入沸腾炉1，进行高温消除，一小部分通过第七通风管道25送入土壤生物滤床26，进行生物处理。
权利要求
1.一种串联式节能型污泥干化和成粒系统，其特征在于，它具有相连接的沸腾炉(1)、温度调节器(2)、第一通风管道(3)、第一风门(4)、第一回转烘干窑(7)，温度调节器(2)与第二风门(5)、第二通风管道(6)、第二回转烘干窑(8)相接；污泥送料机(16)与第二螺旋输送机(17)、第一进料口(10)相接，第一螺旋输送机(12)与第一回转烘干窑(7)、第二进料口(11)相接；第一回转烘干窑(7)与第一螺旋输送机(12)、第二回转烘干窑(8)、筛分设备(13)相接，第一回转烘干窑(7)和第二回转烘干窑(8)通过第三通风管道(9)相连接，第二回转烘干窑(8)与第四通风管道(18)、封闭式堆放场(14)的底部相接，封闭式污泥堆放场(14)设有污泥推进装置(15)，第二回转烘干窑(8)与第五通风管道(19)、水膜除尘器(20)、第一引风机(21)、烟囱(22)相接、封闭式污泥堆放场(14)与第二引风机(23)、第六通风管道(24)、沸腾炉(1)相接，封闭式污泥堆放场(14)与第二引风机(23)、第七通风管道(25)、土壤生物滤床(26)相接。
2.根据权利要求1所述的一种串联式节能型污泥干化和成粒系统，其特征在于，所述的第一回转烘干窑(7)直径为1.8～2.4m，长为20～30m。
3.根据权利要求1所述的一种串联式节能型污泥干化和成粒系统，其特征在于，所述的第二回转烘干窑(8)直径为1.6～2.2m，长为18～28m。
全文摘要
本发明公开了一种串联式节能型污泥干化和成粒系统。它具有供热系统、进料系统、污泥干化和成粒系统、污泥预处理系统、除尘除气系统。本发明由于能够使提供干化污泥的能量得到循环利用，从而达到节能的效果，使污泥干化和成粒的运行成本降低。尾气用于污泥预处理，一方面使尾气余热得到充分利用，另一方面为提高除尘效率创造了条件，确保污泥干化的尾气达到排放标准。本发明使污泥在可控温的条件下得到干化，不仅使污泥保持了90％以上原始的热值，干化后的污泥团粒可以作为热电厂锅炉燃煤的辅助燃料，而且保证了污泥中的混凝剂不受破坏，而使污泥团粒的质地硬度，满足烧制轻质节能砖和生产水泥压制品的技术要求。
文档编号C02F11/12GK1884157SQ20061005228
公开日2006年12月27日 申请日期2006年7月4日 优先权日2006年7月4日
发明者翁焕新, 陈海燕 申请人:浙江大学