专利名称：一种城市和工业污泥干化及净化处理方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种干化及净化处理方法和设备，尤其涉及一种城市和工业污泥干化及净化处理方法和设备，属于环保领域。
背景技术：
城市污泥是在进行污水处理过程中产生的固体，其含水率在80%左右，其中含有大量的氮、磷、钾等多种营养元素和有机质可利用成分、病原菌等，也可能含有毒、有害的二恶英、难降解的有机物如多氯联苯等、重金属如铜、铬、砷、汞、镉等物质。工业污泥是在炼油及有机化工生产、油田生产及油品储运过程；食品及制药厂的污水处理过程中经分离产生的含油及有机质固体废物。污泥中一般含油或有机质率在 5% 50%，含水率在80%左右，污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、各种有机腐化等有恶臭的有毒物质。目前我国已有60%的城市污水进行了处理，但对城市及各种工业污泥还没有有效的处理方法和设备，大多数污泥仍处于堆积、扩散、填埋状况。大量堆积的城市及各种工业污泥已造成环境污染，若不加以处理，不仅污染环境，而且造成资源的浪费。
发明内容
本发明针对目前我国对城市及各种工业污泥还没有有效的处理方法和设备，大多数污泥仍处于堆积、扩散、填埋状况，大量堆积的城市及各种工业污泥已造成环境污染，若不加以处理，不仅污染环境，而且造成资源的浪费的不足，提供一种城市和工业污泥干化及净化处理方法和设备。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种城市和工业污泥干化及净化处理方法包括以下步骤
步骤101 对污泥进行离心分离脱水处理；
步骤102 将经离心分离脱水处理后的污泥在温度为100°C 800°C、压力彡0. 3MPa的载能介质作用下破碎成颗粒状进行干化，同时将颗粒状污泥在该载能介质的作用下进行净化，使其中的水份、油份和可挥发物质蒸发气化；
步骤103 将干化和净化后的颗粒状污泥进行回收，同时将水份、油份和可挥发物质经冷凝分离处理后进行回收。本发明的有益效果是本发明城市和工业污泥干化及净化处理方法对污泥的处理是纯物理方法，不加化学试剂，环保且没有二次污染；整个处理过程相比焚烧、直接烧制建材温升低，经济、节能；可做到最大限度的减量化，并同时做到了无害化，还同时为资源化做好准备，能使城市和工业污泥达到高效减量化和无害化。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述步骤101中经离心分离脱水处理后的污泥的含水量大于或者等于 80%，所述步骤102中颗粒状污泥经载能介质作用后，其含水量小于或者等于15%。
进一步，所述步骤102中颗粒状污泥的粒径为0. Imm 10mm。进一步，所述步骤102中的载能介质为锅炉和窑炉烟道气、空气、过热水蒸汽或者氮气。本发明还提供一种解决上述技术问题的技术方案如下一种城市和工业污泥干化及净化处理设备包括离心分离脱水器、料斗输送器、干化和净化处理箱、螺旋导板旋转传动机构、载能介质进口、气化蒸汽及细微颗粒出口、冷凝分离设备、旋风分离设备和排渣口 ；所述离心分离脱水器位于料斗输送器的上方，所述料斗输送器和干化和净化处理箱相连并位于干化和净化处理箱靠近螺旋导板旋转传动机构的一端，所述干化和净化处理箱内具有设置于中心轴上的螺旋导板，所述螺旋导板旋转传动机构和中心轴相连，所述载能介质进口位于干化和净化处理箱上，所述气化蒸汽及细微颗粒出口一端和中心轴相连，另一端和旋风分离设备相连，所述旋风分离设备和冷凝分离设备相连，所述排渣口和干化和净化处理箱相连并位于干化和净化处理箱的底部。所述料斗输送器和干化和净化处理箱相连并位于干化和净化处理箱靠近螺旋导板旋转传动机构的一端，即所述料斗输送器可以位于干化和净化处理箱靠近螺旋导板旋转传动机构的顶端，也可以位于干化和净化处理箱靠近螺旋导板旋转传动机构的底部，也可以位于干化和净化处理箱靠近螺旋导板旋转传动机构的侧端，即位于螺旋导板旋转传动机构的上方或者下方并与干化和净化处理箱的侧面相连。进一步，所述干化和净化处理箱内中心轴的转速为0. 5转/分 60转/分。进一步，所述中心轴为中空轴，其上具有多个通孔，所述通孔的孔径为20mm IOOmm0进一步，通过所述载能介质进口进入干化和净化处理箱内的载能介质的温度为 100°C 800°C，流速为 10m/s 600m/s。进一步，所述载能介质为锅炉和窑炉烟道气、空气、过热水蒸汽或者氮气。进一步，所述干化和净化处理箱的材料为耐腐蚀金属材料、耐热合金钢材料、耐磨铸铁材料或者高铝陶瓷材料，所述螺旋导板的材料为耐腐蚀金属材料、耐热合金钢材料、耐磨铸铁材料或者高铝陶瓷材料。
图1为本发明城市和工业污泥干化及净化处理设备的结构示意图； 图2为本发明城市和工业污泥干化及净化处理方法的流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。图1为本发明城市和工业污泥干化及净化处理设备的结构示意图。如图1所示， 所述干化及净化处理设备包括离心分离脱水器10、料斗输送器11、干化和净化处理箱12、 螺旋导板旋转传动机构13、载能介质进口 14、气化蒸汽及细微颗粒出口 15、冷凝分离设备 16、旋风分离设备17和排渣口 18。所述离心分离脱水器10位于料斗输送器11的上方，所述料斗输送器11和干化和净化处理箱12相连并位于干化和净化处理箱12的顶端，所述干化和净化处理箱12内具有设置于中心轴121上的螺旋导板122，所述螺旋导板旋转传动机构13和中心轴121相连，所述载能介质进口 14位于干化和净化处理箱12上，所述气化蒸汽及细微颗粒出口 15 —端和中心轴121相连，另一端和旋风分离设备17相连，所述旋风分离设备和冷凝分离设备16相连，所述排渣口 18和干化和净化处理箱12相连并位于干化和净化处理箱12的底部。所述料斗输送器11上设置有架桥破碎装置和螺旋推挤装置，所述架桥破碎装置用于将离心分离脱水后的污泥破碎成小块，所述螺旋推挤装置在电动机111的作用下，将破碎成小块的污泥输送至干化和净化处理箱12。所述干化和净化处理箱12内中心轴121在螺旋导板旋转传动机构13的作用下进行旋转，其转速为0. 5转/分 60转/分，进而带动其上的螺旋导板122进行旋转，从而将小块的污泥破碎成颗粒状的污泥。所述中心轴121为中空轴，其上具有多个通孔，所述通孔的孔径为20mm 100mm。所述载能介质进口 14可以依据载能介质的种类、温度和压力的不同，调整其进口直径的范围以控制进入干化和净化处理箱12内的载能介质的流速，以使进入干化和净化处理箱12内的载能介质具有足够的能量吹扫被螺旋导板122破碎成颗粒状的污泥。所述载能介质进口 14的直径范围一般为25mm 200mm，其进口个数可为2个 10个。所述载能介质进口 14可位于干化和净化处理箱12的箱体下部、中部或者上部。通过所述载能介质进口 14进入干化和净化处理箱12内的载能介质的温度为100°C 800°C，流速为IOm/ s 600m/s。所述载能介质为锅炉和窑炉烟道气、空气、过热水蒸汽或者氮气。所述载能介质的种类和温度依据污泥品种和处理需要选定。所述干化和净化处理箱12的箱体为圆筒状，可依据箱体的直径大小，制成整体箱体或是分段叠加拼装结构并可任意加长，所述干化和净化处理箱12的材料为耐腐蚀金属材料、耐热合金钢材料、耐磨铸铁材料或者高铝陶瓷材料。所述螺旋导板122可在干化和净化处理箱12内做旋转运动，所述螺旋导板122的材料为耐腐蚀金属材料、耐热合金钢材料、 耐磨铸铁材料或者高铝陶瓷材料。所述螺旋导板122的顶端距离干化和净化处理箱的内表面之间的距离为5mm 50mm。如果螺旋导板122的顶端距离干化和净化处理箱的内表面之间的距离过小或过大都会影响螺旋导板122的旋转运动和箱内污泥的推进作用，所以螺旋导板122的顶端距离干化和净化处理箱的内表面之间的距离根据箱体的大小以及需要处理污泥的量来决定。所述螺旋导板旋转传动机构13由电机、减速器和传动齿轮付组成，可使螺旋导板 122在箱内做旋转运动。通过所述排渣口排出的污泥粒径为大于或者等于1mm，因为粒径大于或者等于 Imm的颗粒在离心力的作用下大多数会被甩向壁面从排渣口排出，通过所述气化蒸汽及细微颗粒出口排出的污泥粒径为小于Imm以下，因为粒径小于Imm以下的颗粒大多数会随气流从气化蒸汽及细微颗粒出口排出。本发明城市和工业污泥干化及净化处理设备除了可以处理污泥外，还可以同时处理污泥中颗粒直径大于IOmm的硬块，其适用污泥的种类包括城市污水厂的生活污泥、炼油及化工厂的污泥、油田生产及油品储运过程的污泥、食品及制药厂的污泥等。所述城市和工业污泥干化及净化处理设备的工作原理如下含水污泥通过料斗输送器11，以进料量可调方式进入干化和净化处理箱12，依据实际条件和处理目的可选用不同的载能加热介质和不同的温度、压力以流量可调方式进入干化和净化处理箱12，通过充分吹扫和搅动的传热方式，在设定的温度下将污泥中的水份、油份及可蒸发物资气化；处理后的残渣一部分由箱体排出，一部分随气化蒸汽排出箱体可采用常规通用的气固分离器来收集，从干化和净化处理箱12排出的气化蒸汽也可采用常规通用的气液冷凝器或液-液分离器来收集处理，达到城市和工业污泥干化及净化的作用。所述城市和工业污泥干化及净化处理设备可以对城市及各种工业污泥进行有效的处理，解决大量堆积的城市及各种工业污泥造成的环境污染问题，并且能回收可用资源， 减少资源浪费，设备工作原理科学、环保，设备体积小占地面积小、结构简单、操作简单、维修方便，处理量便于提高，处理效果好，操作易于自动化，处理成本低，经济实用，环保且无二次污染，可将城市和工业污泥最优化和最大限度的减量，并同时使污泥无害化和资源化。图2为本发明城市和工业污泥干化及净化处理方法的流程示意图。如图2所示， 并在结合图1的基础上，所述方法包括以下步骤
步骤101 对污泥进行离心分离脱水处理。将城市和工业污泥首先通过离心分离脱水器10进行脱水处理，经所述经离心分离脱水处理后的污泥的含水量大于或者等于80% ；再将经脱水处理后的污泥经料斗输送器 11输送至干化和净化处理箱12内。 步骤102 将经离心分离脱水处理后的污泥在温度为100°C 800 °C、压力 (0. 3MPa的载能介质作用下破碎成颗粒状进行干化，同时将颗粒状污泥在该载能介质的作用下进行净化，使其中的水份、油份和可挥发物质蒸发气化。所述干化和净化处理箱12内的中心轴121在螺旋导板旋转传动机构13的作用下进行旋转，进而带动其上的螺旋导板122进行旋转，与此同时，载能介质通过载能介质进口 14进入干化和净化处理箱12内，小块的污泥在螺旋导板122和载能介质的作用下破碎成颗粒状的污泥，螺旋导板122的旋转可以搅动和推动污泥与载能介质之间进行热交换，即小块的污泥与载能介质之间进行热交换后可以实现进一步的脱水，含水量减少的污泥在螺旋导板122的搅动下就会更易成颗粒状，同时，还能使污泥中的水份、油份和可挥发物质蒸发气化。所述颗粒状污泥经载能介质作用后，其含水量小于或者等于15%。所述载能介质为锅炉和窑炉烟道气、空气、过热水蒸汽或者氮气。当所述颗粒状污泥的粒径为Imm IOmm时， 即颗粒粒度较大的污泥通过排渣口 18排出；当所述颗粒状污泥的粒径为0. Imm Imm时， 即细微颗粒的污泥会同污泥中气化的水份、油份和可挥发物质通过中心轴121上的通孔进入气化蒸汽及细微颗粒出口 15。步骤103 将颗粒状污泥进行回收，同时将水份、油份和可挥发物质经冷凝分离处理后进行回收。进入到气化蒸汽及细微颗粒出口 15中的污泥中的细微颗粒的污泥可以通过旋风分离设备17进行捕集，而污泥中的水份、油份和可挥发物质可以继续通过冷凝分离设备16 进行分离，冷凝后可将水、油和可挥发物质分离回收再利用。下面以三个实施例对应用本发明城市和工业污泥干化及净化处理设备进行干化及净化处理的过程做进一步详细的描述。实施例1 处理城市污泥，其中污泥的含水率为80%，目的是干化至含水率30% 40%并杀菌消毒后做复合肥原料。所述载能介质可选用烟道气、过热空气或过热水蒸汽，处理温度范围120°C 200°C。处理后的残渣从排渣口排出，从排渣口排出的残渣无病毒细菌，可直接资源化做复合肥原料。以处理1吨/小时城市污泥为例，使用的载能介质为200°C 的过热水蒸汽，所述干化和净化处理箱的直径为lm，载能介质进口的直径为25mm，载能介质的压力为0. 3MPa，螺旋导板旋转的速度为1转/分。实施例2、处理城市污泥，其中污泥的含水率为80%，目的是干化减量、无害化和资源化。所述载能介质可选用烟道气、过热空气或过热水蒸汽，处理温度范围200°C 400°C。 残渣含水率可达15%以内，处理后的残渣从排渣口排出，从排渣口排出的残渣是良好的建材和水泥原料。以处理10吨/小时城市污泥为例，使用的载能介质为300°C的过热水蒸汽，所述干化和净化处理箱的直径为2m，载能介质进口的直径为50mm，载能介质的压力为 0. 3MPa,螺旋导板旋转的速度为2转/分。实施例3 处理炼油厂污泥，其中污泥的含水率为80%，含油率大于10%，目的是干化减量、回收油品。所述载能介质可选用过热水蒸汽，处理温度范围500°C 600°C。残渣含水率可达15%以内，含油率可低于1%。处理后的残渣从排渣口排出，从排渣口排出的残渣是良好的建材和水泥原料。以处理2吨/小时含油污泥为例，使用的载能介质为600°C的过热水蒸汽，所述干化和净化处理箱的直径为1. 5m，载能介质进口的直径为25mm，载能介质的压力为0. 3MPa，螺旋导板旋转的速度为1转/分。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种城市和工业污泥干化及净化处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤步骤101 对污泥进行离心分离脱水处理；步骤102 将经离心分离脱水处理后的污泥在温度为100°C 800°C、压力彡0. 3MPa的载能介质作用下破碎成颗粒状进行干化，同时将颗粒状污泥在该载能介质的作用下进行净化，使其中的水份、油份和可挥发物质蒸发气化；步骤103 将干化和净化后的颗粒状污泥进行回收，同时将水份、油份和可挥发物质经冷凝分离处理后进行回收。
2.根据权利要求1所述的城市和工业污泥干化及净化处理方法，其特征在于，所述步骤101中经离心分离脱水处理后的污泥的含水量大于或者等于80%，所述步骤102中颗粒状污泥经载能介质作用后，其含水量小于或者等于15%。
3.根据权利要求1所述的城市和工业污泥干化及净化处理方法，其特征在于，所述步骤102中颗粒状污泥经载能介质作用后的粒径为0. Imm 10mm。
4.根据权利要求1至3任一所述的城市和工业污泥干化及净化处理方法，其特征在于， 所述步骤102中的载能介质为锅炉和窑炉烟道气、空气、过热水蒸汽或者氮气。
5.一种城市和工业污泥干化及净化处理设备，其特征在于，所述设备包括离心分离脱水器、料斗输送器、干化和净化处理箱、螺旋导板旋转传动机构、载能介质进口、气化蒸汽及细微颗粒出口、冷凝分离设备、旋风分离设备和排渣口 ；所述离心分离脱水器位于料斗输送器的上方，所述料斗输送器和干化和净化处理箱相连并位于干化和净化处理箱靠近螺旋导板旋转传动机构的一端，所述干化和净化处理箱内具有设置于中心轴上的螺旋导板，所述螺旋导板旋转传动机构和中心轴相连，所述载能介质进口位于干化和净化处理箱上，所述气化蒸汽及细微颗粒出口一端和中心轴相连，另一端和旋风分离设备相连，所述旋风分离设备和冷凝分离设备相连，所述排渣口和干化和净化处理箱相连并位于干化和净化处理箱的底部。
6.根据权利要求5所述的城市和工业污泥干化及净化处理设备，其特征在于，所述干化和净化处理箱内中心轴的转速为0. 5转/分 60转/分。
7.根据权利要求5所述的城市和工业污泥干化及净化处理设备，其特征在于，所述中心轴为中空轴，其上具有多个通孔，所述通孔的孔径为20mm 100mm。
8.根据权利要求5所述的城市和工业污泥干化及净化处理设备，其特征在于，通过所述载能介质进口进入干化和净化处理箱内的载能介质的温度为100°C 800°C，流速为 IOm/s 600m/so
9.根据权利要求8所述的城市和工业污泥干化及净化处理设备，其特征在于，所述载能介质为锅炉和窑炉烟道气、空气、过热水蒸汽或者氮气。
10.根据权利要求5所述的城市和工业污泥干化及净化处理设备，其特征在于，所述干化和净化处理箱的材料为耐腐蚀金属材料、耐热合金钢材料、耐磨铸铁材料或者高铝陶瓷材料，所述螺旋导板的材料为耐腐蚀金属材料、耐热合金钢材料、耐磨铸铁材料或者高铝陶瓷材料。
全文摘要
本发明涉及一种城市和工业污泥干化及净化处理方法和设备。所述方法包括以下步骤对污泥进行离心分离脱水处理；将经离心分离脱水处理后的污泥在载能介质作用下破碎成颗粒状进行干化，同时将颗粒状污泥在该载能介质的作用下进行净化，使其中的水份、油份和可挥发物质蒸发气化；将干化和净化后的颗粒状污泥进行回收，同时将水份、油份和可挥发物质经冷凝分离处理后进行回收。本发明干化及净化处理方法对污泥的处理是纯物理方法，不加化学试剂，环保且没有二次污染；整个处理过程相比焚烧、直接烧制建材温升低，经济、节能；可做到最大限度的减量化，并同时做到了无害化，还同时为资源化做好准备，能使城市和工业污泥达到高效减量化和无害化。
文档编号C02F11/12GK102167487SQ20101011488
公开日2011年8月31日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者李欢, 李红伟 申请人:李欢, 李红伟