一种污泥深度脱水系统及方法与流程

1.本发明属于污泥脱水技术领域，涉及一种泥深度脱水系统和方法。


背景技术：

2.污泥是污水处理的剩余产物，其主要特征是有机物含量高、容易腐化发臭、含水率高，含有大量病原微生物、寄生虫卵或重金属等有害物质。污泥中含有大量水分，导致污泥体积大，易流变，导致运输成本高、处理设备容量大、处理处置经济性差等问题。为提高污泥中可利用物质的浓度、便于运输及后续处置(如资源化、焚烧等)，需有效降低污泥中含水率。
3.现有污泥的脱水方法中，需要先对污泥进行调理，才能通过压滤等方式进行脱水，其中常规的调理方式包括“三氯化铁+pam”调理工艺和热碱水解工艺。传统的“三氯化铁+pam”调理工艺，主要是以铁盐类调理药剂(如三氯化铁)和pam对污泥进行调理，然而，该在该调理工艺下脱水污泥达不到进入焚烧系统处理的要求，主要有以下几个问题：(a1)由于采用铁盐类调理药剂，在焚烧处置时极易破坏焚烧设备表层氧化物，加快设备的腐蚀，且含铁盐的污泥焚烧易造成结焦，降低传热效率，影响焚烧系统稳定运行。(a2)氯化物在垃圾焚烧过程中易生产二噁英类物质，导致烟气处理难度增大、成本升高。(a3)污泥干化后呈颗粒或粉末状，在垃圾坑内易吸水软化，导致渗滤液收集系统堵塞、悬浮物升高，影响渗滤液处理系统稳定运行。另外，现有热碱水解工艺仍然存在以下缺陷：(b1)碱性水解过程搅拌时不可避免的会存在密封性不足的缺陷，而在温度和压力较低的条件下污泥水解速度较慢，使得额定时间内污泥的热碱水解效果差，且所得热碱水解后得到的污泥经后续压滤处理的脱水效果不理想，所得脱水污泥的含水率仍然高于40％，若延长处理时间则需降低处理效率，与此同时，基于反应器的密封性不足，也容易造成污泥及臭气泄露，最终使得热碱水解过程效率低，工况恶劣；(b2)为了实现污泥有效脱水，现有热碱工艺中需要投加较多的药剂，而药剂的投加量加大，使得处理装置的结构更加复杂，而且也会增加处理成本，以及增加脱水污泥的体积，不利于实现减量化。例如，本技术申请人，在此之前提交的公开号为cn112661366a的专利申请中提出了一种垃圾填埋场老龄滤液协同污泥脱水处理的方法，包括：对含有碱的污泥进行碱化处理，在碱化处理过程中，先开启碱化装置中的桨叶搅拌器，并在搅拌转速为120rpm-150rpm下，采用蒸汽对含有碱的污泥进行加热，升温至100-130℃，保温45min-60min，进一步的，经上述碱化处理后得到的污泥经隔膜板框机压滤脱水后，所得污泥的含水率为40％-45％。可见，该方法仍然存在碱化处理时间长、效率低等缺陷。与此同时，现有常规热碱水解装置和工艺中也仍然存在热碱水解处理温度高、热碱水解处理时间长、脱水效果不理想(或药剂投加量大、处理成本高、脱水污泥体积增量大)、热碱水解风险大、对反应器密封要求较高、工况恶劣等缺陷。例如，公开号为cn 112939387 a的中国专利文献中公开了一种硝酸钙耦合污泥热碱水解处理的方法及系统，但是该方法及系统中：污泥在热碱水解过程温度较高(＞120℃)，且热碱水解过程需要进行搅拌，工况恶劣，在搅拌过程中具有臭气泄露风险，且对搅拌器密封要求较高；污泥热碱水解过程需要进行保温
60min，水解效率低；单独以氧化钙为调理剂时，氧化钙的添加比例为污泥干重的50％时，污泥脱水后含水率才能达到40％左右，氧化钙添加比例为污泥干重的28％时，泥饼含水率在65％左右，脱水效果差；调理药剂投加总量为污泥干重的30％～55％，药剂投加量大，成本高，干固体增量更大。公开号为cn 112624555 a的中国专利文献中公开了一种污泥热碱水解处理的方法及系统，但是该方法及系统中：污泥在热碱水解过程温度较高(＞120℃)，且热碱水解过程需要进行搅拌，工况恶劣，在搅拌过程中具有臭气泄露风险，且对搅拌器密封要求较高；污泥热碱水解过程需要进行保温60min，水解效率低；单独以氧化钙为调理剂时，氧化钙的添加比例为污泥干重的40％时，污泥脱水后含水率才能达到37％左右，氧化钙添加比例为污泥干重的15％时，泥饼含水率在64％左右，水解后脱水效果差；药剂投加总量为污泥干重的30％～35％，药剂投加量大，成本高，干固体增量更大。公开号为cn 209872735 u的中国专利文献中公开了一种热碱水解后污泥的板框进料机构，带有搅拌器，在污泥热碱水解过程需要进行搅拌，工况恶劣，在搅拌过程中具有臭气泄露风险，且对搅拌器密封要求较高。公开号为cn 102174070 a的中国专利文献中公开了一种利用赤泥提取污泥中微生物蛋白质制备复合型泡沫混凝土发泡剂及土壤改良剂的方法，但是该方法中：污泥在热碱水解过程中压力较高(＞0.5mpa)，水解保温时间较长(＞2小时)，效率低，热碱水解后无热能回收，能耗较高。公开号为cn 1196033a的中国专利文献中公开了一种处理剩余活性污泥的方法，但是该方法中：污泥在热碱水解过程需要进行搅拌，且需要一定保温时间，热碱水解效率低。此外，现有用于污泥水解的反应器中均安装有搅拌装置。例如，公开号为cn 1196033 a的中国专利文献中公开了一种用于有机物料深度脱水装置及其深度脱水方法，采用的热水解反应器带有搅拌器，同时该装置及方法中：污泥在水解过程ph较低(ph＝2)、温度较高(＞120℃)，且水解过程需要进行搅拌，工况恶劣，在搅拌过程中具有设备腐蚀风险和臭气泄露风险，且对搅拌器密封要求较高；污泥水解过程需要进行保温30min，效率更低；水解、脱水后含水率在45％～62％之间，水解、脱水效果差；装置复杂。
4.因此，如何有效克服上述现有热碱水解装置和工艺中存在的缺陷，获得各个单元设备组合简单、使用方便、可实现自动化控制、运行稳定性好、运行维护成本的污泥深度脱水系统，以及与之配套的处理成本低、处理效率高、调理时间短、热碱处理工况好、环境风险低、节能环保的污泥深度脱水方法，对于实现污泥的减量化和资源化利用具有重要的意义。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种各个单元设备组合简单、使用方便、可实现自动化控制、运行稳定性好、运行维护成本的污泥深度脱水系统，还提供了一种处理成本低、处理效率高、调理时间短、热碱处理工况好、环境风险低、节能环保的污泥深度脱水方法。
6.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
7.一种污泥深度脱水系统，包括污泥料仓、热能回收罐、无搅拌器的热水解反应器、脱水装置；所述热能回收罐内设有用于存放待预热污泥的第一腔体和用于存放待预冷污泥的第二腔体，所述第一腔体和第二腔体之间设有导热隔板；所述污泥料仓与第一腔体连通，所述第一腔体与无搅拌器的热水解反应器连通，所述无搅拌器的热水解反应器与第二腔体连通，第二腔体与脱水装置连通，形成污泥预热、调理、热水解、换热和脱水的循环通路。
8.作为上述技术方案的进一步改进：所述污泥料仓的底部通过管道与第一腔体的顶部连通；所述污泥料仓与第一腔体之间的管道上设有第一排泥阀、第一污泥输送泵和第一进泥阀，所述第一污泥输送泵设于第一排泥阀和第一进泥阀之间。
9.作为上述技术方案的进一步改进：所述第一腔体的底部通过管道与无搅拌器的热水解反应器的顶部连通；所述第一腔体与无搅拌器的热水解反应器之间的管道上设有第二排泥阀、第二污泥输送泵和第二进泥阀，所述第二污泥输送泵设于第二排泥阀和第二进泥阀之间。
10.作为上述技术方案的进一步改进：所述无搅拌器的热水解反应器的底部通过管道与第二腔体的顶部连通；所述无搅拌器的热水解反应器与第二腔体之间的管道上设有第三排泥阀。
11.作为上述技术方案的进一步改进：所述污泥料仓的顶部设有液位计。
12.作为上述技术方案的进一步改进：所述热能回收罐内，所述第一腔体设于中部，所述第二腔体围绕在第一腔体四周；所述第一腔体的容积是第二腔体的两倍。
13.作为上述技术方案的进一步改进：所述第一腔体和第二腔体内分别设有搅拌装置，所述搅拌装置为桨叶式搅拌器或框式搅拌器。
14.作为上述技术方案的进一步改进：所述第一腔体和第二腔体的顶部分别连通有除臭装置；所述第一腔体和第二腔体的顶部设有液位计。
15.作为上述技术方案的进一步改进：所述第一腔体的顶部还连通有储水罐和药剂储存罐，所述第一腔体与储水罐之间的管道上设有进水阀；所述第一腔体与药剂储存罐之间的管道上设有进料阀。
16.作为上述技术方案的进一步改进：所述无搅拌器的热水解反应器的顶部连通有除臭装置，所述无搅拌器的热水解反应器与除臭装置之间的管道上设有臭气排放阀；所述无搅拌器的热水解反应器的顶部设有负压阀、液位计。
17.作为上述技术方案的进一步改进：所述无搅拌器的热水解反应器的下方设有温度计。
18.作为上述技术方案的进一步改进：所述无搅拌器的热水解反应器的底部连通有蒸汽发生器，所述无搅拌器的热水解反应器与蒸汽发生器之间的管道上设有进汽阀。
19.作为上述技术方案的进一步改进：所述无搅拌器的热水解反应器的底部设有排空管，所述排空管上设有排空阀。
20.作为上述技术方案的进一步改进：所述热能回收罐与脱水装置之间还设有储泥池，所述第二腔体与储泥池之间通过管道连通，所述储泥池与脱水装置通过管道连通；所述第二腔体与储泥池之间的管道上设有第四排泥阀、第三污泥输送泵和第三进泥阀，所述第三污泥输送泵设于第四排泥阀和第三进泥阀之间；所述储泥池与脱水装置之间的管道上设有第五排泥阀、第四污泥输送泵和第四进泥阀，所述第四污泥输送泵设于第五排泥阀和第四进泥阀之间；所述储泥池中还设有搅拌装置，所述搅拌装置为桨叶式搅拌器或框式搅拌器；所述储泥池的顶部设有液位计；所述脱水装置为板框压滤机。
21.作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种污泥深度脱水方法，所述污泥深度脱水方法是上述的污泥深度脱水系统对污泥进行脱水处理。
22.作为上述技术方案的进一步改进：包括以下步骤：
23.s1、将污泥料仓中的污泥输送至第一腔体内，加入碱性药剂进行预热；
24.s2、将步骤s1中经预热后的污泥输送至无搅拌器的热水解反应器中，通入蒸汽进行加热，当加热温度达到100℃～120℃时，直接将加热后的污泥排入到第二腔体内，对第一腔体内的污泥进行换热；
25.s3、重复步骤s1至s2中的操作，对污泥进行预热、热水解和降温的循环处理；
26.s4、将第二腔体内经换热后的污泥输送至脱水装置中进行脱水处理，完成对污泥的深度脱水处理。
27.作为上述技术方案的进一步改进：步骤s1中，所述预热过程中，第一腔体内的污泥体积为第一腔体容积的85％～95％，当第一腔体内的污泥体积大于第一腔体容积的95％时，停止向第一腔体内输送污泥，当第一腔体内的污泥体积小于第一腔体容积的85％时，开启向第一腔体内输送污泥。
28.作为上述技术方案的进一步改进：步骤s2中，所述换热过程中，第二腔体内的污泥体积为第二腔体容积的85％～95％，当第二腔体内的污泥体积大于第二腔体容积的95％时，开启向储泥池或脱水装置中输送污泥，当第二腔体内的污泥体积小于第二腔体容积的85％时，停止向储泥池或脱水装置输送污泥。
29.作为上述技术方案的进一步改进：步骤s1中，所述第一腔体内的污泥的含水率为85％～95％；所述碱性药剂的加入量为第一腔体内的污泥干重的22％～28％；所述碱性药剂为氧化钙、氧化镁中的至少一种；所述预热过程中控制第一腔体内污泥的搅拌转速为60rpm～100rpm。
30.作为上述技术方案的进一步改进：步骤s2中，所述换热过程中，第一腔体内污泥的停留时间为40min～90min，第二腔体内污泥的停留时间为20min～45min。
31.作为上述技术方案的进一步改进：步骤s3中，采用板框压滤机对污泥进行脱水处理时，所述板框压滤机的工艺参数为：进泥压力为7bar～12bar，压榨压力为8bar～20bar，压榨时间为0.8h～1.5h；所述脱水处理后得到的泥饼中含水率＜40％。
32.与现有技术相比，本发明的优点在于：
33.(1)本发明提供了一种污泥深度脱水系统，包括污泥料仓、热能回收罐、无搅拌器的热水解反应器、脱水装置，其中热能回收罐内设有用于存放待预热污泥的第一腔体和用于存放待预冷污泥的第二腔体，第一腔体和第二腔体之间设有导热隔板，污泥料仓与第一腔体连通，第一腔体与无搅拌器的热水解反应器连通，无搅拌器的热水解反应器与第二腔体连通，第二腔体与脱水装置连通，形成污泥的预热、调理、热水解、换热和脱水的循环通路。本发明中，先将污泥料仓中的污泥输送至第一腔体内进行预热和调理，其中预热过程中的热源主要来至于径无搅拌器的热反应器处理后的高温污泥，调理主要是加入碱性药剂；进而将预热和调理后的污泥输送到无搅拌器的热水解反应器中进行热碱水解处理，在该热碱水解处理过程中，无需搅拌，直接利用通入的蒸汽进行加热并完成热水解，可在无搅拌条件下实现碱性药剂对污泥的有效破壁，且仅需加热到100℃-120℃时即可完成对污泥的有效水解，无需保温，无需停留，能耗低、处理效率高、热碱水解效果好，与此同时，本发明中，采用的热水解反应器，无搅拌装置，具有更好的密封性，能够降低污泥及臭气的泄露风险，解决了热碱水解时因搅拌密封失效而带来的污泥及臭气泄露的风险问题，而且节省了搅拌设备的检修及维护，有利于降低成本；进一步的，将热水解后的污泥输送到第二腔体内与第
一腔体内的污泥进行换热，不仅能够有效降低热水解后污泥的温度以及提高待处理污泥的温度，有效提高热能的利用率，进一步降低能耗，而且在此换热过程中也能进一步提升药剂对污泥的调理效果，这有利于增强热碱水解的效果，因为污泥调理效果好，是实现热水解反应器高效水解的基础；最后，经换热(降温)后的热水解污泥输送到脱水装置中进行脱水处理，通过脱水装置的处理，有效降低污泥的含水率，可将泥饼的含水率降低至40％以内，甚至低于30.7％，含水率的降低幅度超过10％，而现有脱水系统中，通常使用有搅拌器的热水解反应器，但是该常规脱水系统在药剂使用较少的前提下难以将污泥的含水率降低至40％以内，更进一步的，经本发明污泥深度脱水系统处理后得到脱水污泥，可直接进入到垃圾焚烧系统掺烧处置，最终实现“以废治废”的目的。本发明污泥深度脱水系统，各个单元设备组合简单，使用方便，可实现自动化控制，且运行稳定性好，运行维护成本低，使用价值高，应用前景好。
34.(2)本发明还提供了一种污泥深度脱水方法，可采用本发明的污泥深度脱水系统对污泥进行脱水处理，通过各个单元设备的组合处理，协同促进，能够在碱性药剂使用量较低的前提下实现对污泥的高效脱水，可将泥饼的含水率降低至40％以内，甚至低于30.7％，含水率的降低幅度超过10％，解决了现有热碱工艺药剂投加量大的问题；而且，所得脱水污泥中不含有铁、氯等有害物质，具有较好的污泥焚烧、资源化利用前景，解决了现有调理工艺中因添加含氯、铁调理剂而对焚烧系统产生的锅炉结焦、烟气和渗滤液指标不达标的问题；同时，所得脱水污泥的稳定性好，不易吸水，解决了现有调理工艺中存在的成本高、含水率高、易吸水等问题，在确保脱水污泥不变质的前提下也能够延长脱水污泥的储存期；更进一步的，污泥阴凉放置一周后，含水率可降至10％左右，无需干化处理即可直接将脱水污泥输送到垃圾焚烧系统中进行掺烧处置，以废治废的成本更低。本发明污泥深度脱水方法具有处理成本低、处理效率高、调理时间短、热碱处理工况好、环境风险低、节能环保等优势，对实现污泥的深度脱水以及提高污泥的减量化效果、资源化利用效果具有重要意义。
附图说明
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
36.图1为本发明实施例1中污泥深度脱水系统的结构示意图。
37.图例说明：
38.1、污泥料仓；2、热能回收罐；3、无搅拌器的热水解反应器；4、储泥池；5、脱水装置；6、第一排泥阀；7、第一污泥输送泵；8、第一进泥阀；9、第二排泥阀；10、第二污泥输送泵；11、第二进泥阀；12、第三排泥阀；13、液位计；14、进料阀；15、臭气排放阀；16、负压阀；17、温度计；18、进汽阀；19、排空阀；20、第四排泥阀；21、第三污泥输送泵；22、第三进泥阀；23、第五排泥阀；24、第四污泥输送泵；25、第四进泥阀。
具体实施方式
39.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
40.实施例1
41.如图1所示，本实施例的污泥深度脱水系统，包括污泥料仓1、热能回收罐2、无搅拌器的热水解反应器3、脱水装置5；热能回收罐2内设有存放待预热污泥的第一腔体和用于存放待预冷污泥的第二腔体，第一腔体和第二腔体之间设有导热隔板；污泥料仓1与第一腔体连通，第一腔体与无搅拌器的热水解反应器3连通，无搅拌器的热水解反应器3与第二腔体连通，第二腔体与脱水装置5连通，形成污泥预热、调理、热水解、换热和脱水的循环通路。
42.本实施例中，污泥料仓1的底部通过管道与第一腔体的顶部连通；污泥料仓1与第一腔体之间的管道上设有第一排泥阀6、第一污泥输送泵7和第一进泥阀8，第一污泥输送泵7设于第一排泥阀6和第一进泥阀8之间。
43.本实施例中，第一腔体的底部通过管道与无搅拌器的热水解反应器3的顶部连通；第一腔体与无搅拌器的热水解反应器3之间的管道上设有第二排泥阀9、第二污泥输送泵10和第二进泥阀11，第二污泥输送泵10设于第二排泥阀9和第二进泥阀11之间。
44.本实施例中，无搅拌器的热水解反应器3的底部通过管道与第二腔体的顶部连通；无搅拌器的热水解反应器3与第二腔体之间的管道上设有第三排泥阀12。
45.本实施例中，污泥料仓1的顶部设有液位计13。
46.本实施例中，热能回收罐2内，第一腔体设于中部，第二腔体围绕在第一腔体四周；第一腔体的容积是第二腔体的两倍。
47.本实施例中，第一腔体和第二腔体内分别设有搅拌装置，搅拌装置为桨叶式搅拌器或框式搅拌器，具体为桨叶式搅拌器。
48.本实施例中，第一腔体和第二腔体的顶部分别连通有除臭装置；第一腔体和第二腔体的顶部设有液位计13。
49.本实施例中，第一腔体的顶部还连通有储水罐和药剂储存罐，第一腔体与储水罐之间的管道上设有进水阀；第一腔体与药剂储存罐之间的管道上设有进料阀14。
50.本实施例中，无搅拌器的热水解反应器3的顶部连通有除臭装置，无搅拌器的热水解反应器3与除臭装置之间的管道上设有臭气排放阀15；无搅拌器的热水解反应器3的顶部设有负压阀16、液位计13。
51.本实施例中，无搅拌器的热水解反应器3的下方设有温度计17。
52.本实施例中，无搅拌器的热水解反应器3的底部连通有蒸汽发生器，无搅拌器的热水解反应器3与蒸汽发生器之间的管道上设有进汽阀18。
53.本实施例中，无搅拌器的热水解反应器3的底部设有排空管，排空管上设有排空阀19。
54.本实施例中，热能回收罐2与脱水装置5之间还设有储泥池4，第二腔体与储泥池4之间通过管道连通，储泥池4与脱水装置5通过管道连通；第二腔体与储泥池4之间的管道上设有第四排泥阀20、第三污泥输送泵21和第三进泥阀22，第三污泥输送泵21设于第四排泥阀20和第三进泥阀22之间；储泥池4与脱水装置5之间的管道上设有第五排泥阀23、第四污泥输送泵24和第四进泥阀25，第四污泥输送泵24设于第五排泥阀23和第四进泥阀25之间。
55.本实施例中，储泥池4中还设有搅拌装置，搅拌装置为桨叶式搅拌器或框式搅拌器，具体为；储泥池4的顶部设有液位计13。
56.本实施例中，脱水装置5为板框压滤机，如隔膜板框压滤机。
57.本发明的污泥深度脱水系统，包括污泥调理装置、污泥热碱水解装置、污泥热能回
收装置和污泥脱水装置。其中，污泥调理装置包括污泥料仓1、热能回收罐2、第一排泥阀6、第一污泥输送泵7、第一进泥阀8、液位计13、石灰进料阀14，以及相应的搅拌装置和管线。污泥料仓1内的污泥经第一污泥输送泵7输送至热能回收罐2的第一腔体(内罐)内，在热能回收罐2内罐的浆叶式搅拌机的搅拌下加入水稀释，直至污泥的含水率为90％，同时通过控制第一腔体与药剂储存罐(石灰)之间的管道上设置的进料阀14，将石灰添加到第一腔体内，与污泥混合均匀，其中污泥料仓顶部设置的液位计以及热能回收罐2内罐中设置的液位计13与用于输送污泥料仓中污泥的第一污泥输送泵7联锁，当热能回收罐2内罐的液位低于某一液位或达到高液位时，调控第一污泥输送泵7输送污泥进入到第一腔体内，以及加入水和石灰，确保热能回收罐2内罐的液位始终保持高液位，其中石灰投加量根据污泥量按4.5％～5.5％的比例投加，或者根据污泥干重的22％-28％进行投加，水投加量根据污泥含水率投加，保持稀释后污泥含水率在90％左右。污泥热碱水解装置包括无搅拌器的热水解反应器3、第二排泥阀9、第二污泥输送泵10、第二进泥阀11、第三排泥阀12、液位计13、臭气排放阀15、负压阀16、温度计17、进汽阀18、排空阀19及其相应管线，其中无搅拌器的热水解反应器3(反应釜)上的液位计13、温度计17与第二污泥输送泵10、第二进泥阀11、第三排泥阀12、臭气排放阀15、负压阀16、进汽阀18联锁，当无搅拌器的热水解反应器3(反应釜)进泥时，开启臭气排放阀15以及开启第二进泥阀11，关闭第三排泥阀12、负压阀16、进汽阀18和排空阀19，最后，开启第二污泥输送泵10，将热能回收罐第一腔体内的污泥输送到无搅拌器的热水解反应器3(反应釜)中；当无搅拌器的热水解反应器3(反应釜)液位达到某一液位时，关闭第二污泥输送泵10，关闭臭气排放阀15，开启进汽阀18，对无搅拌器的热水解反应器3(反应釜)内的污泥进行加热，当无搅拌器的热水解反应器3(反应釜)内的温度达到100～120℃时，关闭进汽阀18，打开负压阀16和第三排泥阀12，将热碱水解后的污泥排至热能回收罐的外罐(第二腔体)内；当无搅拌器的热水解反应器3(反应釜)的液位计13显示液位为零时，关闭负压阀16和第三排泥阀12，重复进泥操作。污泥热能回收装置包括热能回收罐2、在热能回收罐2内的用于存放待预热污泥的第一腔体和用于存放待预冷污泥的第二腔体、液位计13、第四排泥阀20、第三污泥输送泵21、第三进泥阀22，以及相应的搅拌装置和管线，其中在第一腔体内的污泥为待预热污泥，简称冷泥，在第二腔体内的污泥为热碱水解处理后需要降温的污泥，简称为热泥，且第一腔体的容积是第二腔体的两倍，通过液位计13监控第一腔体和第二腔体内的污泥的液位高度，且通过将第二腔体的液位计13与第三污泥输送泵21联锁，确保热能回收罐2的第二腔体(外罐)内的热污泥液位始终保持高液位，并在高液位条件下与第一腔体(内罐)内的冷泥进行换热处理；经换热后，第二腔体(外罐)内的热污泥(110℃)降温至70℃，进入到储泥池4或直接进入到脱水装置5中，同时，第一腔体(内罐)内的冷泥温度由室温(20℃)上升至55℃，完成预热。污泥脱水装置包括储泥池4、液位计13、第五排泥阀23、第四污泥输送泵24、第四进泥阀25、脱水装置5，以及储泥池4中设置的搅拌装置及相应管线，储泥池4为脱水装置5进泥的缓冲池，储泥池4的液位计与第四污泥输送泵24、搅拌装置联锁保护，当储泥池4中污泥的液位低于某一值时，储泥池4的第四污泥输送泵24无法启动，当储泥池4中污泥的液位高于某一值时，脱水装置5(板框压滤机)开始运行，在7bar进泥压力和10bar的压榨压力下压榨1h，板框出泥含水率低于40％，吨污泥脱水成本约70～83元(以80％含水率污泥计)。
58.本发明中，先将污泥料仓中的污泥输送至第一腔体内进行预热和调理，其中预热
过程中的热源主要来至于径无搅拌器的热反应器处理后的高温污泥，调理主要是加入碱性药剂；进而将预热和调理后的污泥输送到无搅拌器的热水解反应器中进行热碱水解处理，在该热碱水解处理过程中，无需搅拌，直接利用通入的蒸汽进行加热并完成热水解，可在无搅拌条件下实现碱性药剂对污泥的有效破壁，且仅需加热到100℃-120℃时即可完成对污泥的有效水解，无需保温，无需停留，能耗低、处理效率高、热碱水解效果好，与此同时，本发明中，采用的热水解反应器，无搅拌装置，具有更好的密封性，能够降低污泥及臭气的泄露风险，解决了热碱水解时因搅拌密封失效而带来的污泥及臭气泄露的风险问题，而且节省了搅拌设备的检修及维护，有利于降低成本；进一步的，将热水解后的污泥输送到第二腔体内与第一腔体内的污泥进行换热，不仅能够有效降低热水解后污泥的温度以及提高待处理污泥的温度，有效提高热能的利用率，进一步降低能耗，而且在此换热过程中也能进一步提升药剂对污泥的调理效果，这有利于增强热碱水解的效果，因为污泥调理效果好，是实现热水解反应器高效水解的基础；最后，经换热(降温)后的热水解污泥输送到脱水装置中进行脱水处理，通过脱水装置的处理，有效降低污泥的含水率，可将泥饼的含水率降低至40％以内，甚至低于30.7％，含水率的降低幅度超过10％，而现有脱水系统中，通常使用有搅拌器的热水解反应器，但是该常规脱水系统在药剂使用较少的前提下难以将污泥的含水率降低至40％以内，更进一步的，经本发明污泥深度脱水系统处理后得到脱水污泥，可直接进入到垃圾焚烧系统掺烧处置，最终实现“以废治废”的目的。本发明污泥深度脱水系统，各个单元设备组合简单，使用方便，可实现自动化控制，且运行稳定性好，运行维护成本低，使用价值高，应用前景好。
59.实施例2
60.一种污泥深度脱水方法，采用实施例1中的污泥深度脱水系统对污泥进行脱水处理，包括以下步骤：
61.(1)污泥调理：将污泥料仓内的80％含水率污泥泵送至热能回收罐内罐(第一腔体)内，加水稀释至含水率为90％，在60rpm的搅拌速度下加入污泥干重25％的氧化钙，在污泥调理过程始终保持热能回收罐内罐(第一腔体)的液位在85％～95％(即在预热过程中，第一腔体内的污泥体积为第一腔体容积的85％～95％)，即当液位低于85％，污泥料仓内的污泥输送泵自动启动，并将污泥输送至热能回收罐内罐中，当液位到达95％时，污泥料仓内的污泥输送泵停止输送。该步骤中，氧化钙的投加，可与污泥输送泵联锁，根据污泥流量来投加，整个进泥过程产生的臭气均收集至除臭装置中。步骤(1)中，首次对污泥进行调理时，可直接利用蒸汽对污泥进行预热，也可以采用其他方式进行预热。
62.(2)污泥热碱水解：热能回收罐内罐的污泥经螺杆泵输送至8m3的无搅拌器的热水解反应器(反应釜)，当进泥量达到6m3时，停止进泥，同时，将蒸汽从底部通入到无搅拌器的热水解反应器中对污泥进行加热，当温度达到110℃时，开启反应釜排泥阀，污泥通过釜内压力和自身重力排至热能回收罐外罐(第二腔体)内，处理过程始终保持热能回收罐外罐的液位在85％～95％(即换热过程中，第二腔体内的污泥体积为第二腔体容积的85％～95％)，当液位高于95％，启动外罐排泥泵将外罐内的污泥输送至储泥池，当液位到达85％时，外罐排泥泵停止运行，整个进泥过程产生的臭气均收集至除臭装置中。
63.(3)热能回收：热能回收罐设计内罐容积为外罐容积的2倍，保持热泥(外罐)停留时间为0.5h，冷泥(内罐)的停留时间为1h，且内、外罐均设置搅拌装置(桨叶式搅拌器)，热
能回收罐外罐中的热泥(110℃)与内罐的冷泥(20℃)进行换热，换热过程保持搅拌器的转速在60rpm，换热完成后外罐中热泥温度降至70.5℃，内罐中冷泥温度上升至54.8℃，外罐内的污泥排至储泥池存储，内罐污泥进入反应釜继续进行热碱水解处理。
64.(4)污泥脱水：储泥池内的污泥由螺杆泵输送至板框机内进行压力，在进泥压力7bar，压榨压力10bar下压榨1小时，脱水泥饼含水率为35.1％，泡水1个月无明显变化，在阴凉处放置1周，泥饼含水率可降至10.8％，泥饼不易吸水，吨污泥脱水成本为76元(以80％含水率污泥计)。
65.实施例3
66.一种污泥深度脱水方法，采用实施例1中的污泥深度脱水系统对污泥进行脱水处理，包括以下步骤：
67.(1)污泥调理：将污泥料仓内的80％含水率污泥泵送至热能回收罐内罐(第一腔体)内，加水稀释至含水率为90％，在60rpm的搅拌速度下加入污泥干重22％的氧化钙，在污泥调理过程始终保持热能回收罐内罐(第一腔体)的液位在85％～95％(即在预热过程中，第一腔体内的污泥体积为第一腔体容积的85％～95％)，即当液位低于85％，污泥料仓内的污泥输送泵自动启动，并将污泥输送至热能回收罐内罐中，当液位到达95％时，污泥料仓内的污泥输送泵停止输送。该步骤中，氧化钙的投加，可与污泥输送泵联锁，根据污泥流量来投加，整个进泥过程产生的臭气均收集至除臭装置中。步骤(1)中，首次对污泥进行调理时，可直接利用蒸汽对污泥进行预热，也可以采用其他方式进行预热。
68.(2)污泥热碱水解：热能回收罐内罐的污泥经螺杆泵输送至8m3的无搅拌器的热水解反应器(反应釜)，当进泥量达到6m3时，停止进泥，同时，将蒸汽从底部通入到无搅拌器的热水解反应器中对污泥进行加热，当温度达到100℃时，开启反应釜排泥阀，污泥通过釜内压力和自身重力排至热能回收罐外罐(第二腔体)内，处理过程始终保持热能回收罐外罐的液位在85％～95％(即换热过程中，第二腔体内的污泥体积为第二腔体容积的85％～95％)，当液位高于95％，启动外罐排泥泵将外罐内的污泥输送至储泥池，当液位到达85％时，外罐排泥泵停止运行，整个进泥过程产生的臭气均收集至除臭装置中。
69.(3)热能回收：热能回收罐设计内罐容积为外罐容积的2倍，保持热泥(外罐)停留时间为0.5h，冷泥(内罐)的停留时间为1h，且内、外罐均设置搅拌装置(桨叶式搅拌器)，热能回收罐外罐中的热泥(100℃)与内罐的冷泥(20℃)进行换热，换热过程保持搅拌器的转速在60rpm，换热完成后外罐中热泥温度降至64.9℃，内罐中冷泥温度上升至48.7℃，外罐内的污泥排至储泥池存储，内罐污泥进入反应釜继续进行热碱水解处理。
70.(4)污泥脱水：储泥池内的污泥由螺杆泵输送至板框机内进行压力，在进泥压力7bar，压榨压力10bar下压榨1小时，脱水泥饼含水率为40.5％，泡水1个月无明显变化，在阴凉处放置1周，泥饼含水率可降至15.6％，泥饼不易吸水，吨污泥脱水成本为70元(以80％含水率污泥计)。
71.实施例4
72.一种污泥深度脱水方法，采用实施例1中的污泥深度脱水系统对污泥进行脱水处理，包括以下步骤：
73.(1)污泥调理：将污泥料仓内的80％含水率污泥泵送至热能回收罐内罐(第一腔体)内，加水稀释至含水率为90％，在60rpm的搅拌速度下加入污泥干重28％的氧化钙，在污
泥调理过程始终保持热能回收罐内罐(第一腔体)的液位在85％～95％(即在预热过程中，第一腔体内的污泥体积为第一腔体容积的85％～95％)，即当液位低于85％，污泥料仓内的污泥输送泵自动启动，并将污泥输送至热能回收罐内罐中，当液位到达95％时，污泥料仓内的污泥输送泵停止输送。该步骤中，氧化钙的投加，可与污泥输送泵联锁，根据污泥流量来投加，整个进泥过程产生的臭气均收集至除臭装置中。步骤(1)中，首次对污泥进行调理时，可直接利用蒸汽对污泥进行预热，也可以采用其他方式进行预热。
74.(2)污泥热碱水解：热能回收罐内罐的污泥经螺杆泵输送至8m3的无搅拌器的热水解反应器(反应釜)，当进泥量达到6m3时，停止进泥，同时，将蒸汽从底部通入到无搅拌器的热水解反应器中对污泥进行加热，当温度达到120℃时，开启反应釜排泥阀，污泥通过釜内压力和自身重力排至热能回收罐外罐(第二腔体)内，处理过程始终保持热能回收罐外罐的液位在85％～95％(即换热过程中，第二腔体内的污泥体积为第二腔体容积的85％～95％)，当液位高于95％，启动外罐排泥泵将外罐内的污泥输送至储泥池，当液位到达85％时，外罐排泥泵停止运行，整个进泥过程产生的臭气均收集至除臭装置中。
75.(3)热能回收：热能回收罐设计内罐容积为外罐容积的2倍，保持热泥(外罐)停留时间为0.5h，冷泥(内罐)的停留时间为1h，且内、外罐均设置搅拌装置(桨叶式搅拌器)，热能回收罐外罐中的热泥(120℃)与内罐的冷泥(20℃)进行换热，换热过程保持搅拌器的转速在60rpm，换热完成后外罐中热泥温度降至75.5℃，内罐中冷泥温度上升至58.3℃，外罐内的污泥排至储泥池存储，内罐污泥进入反应釜继续进行热碱水解处理。
76.(4)污泥脱水：储泥池内的污泥由螺杆泵输送至板框机内进行压力，在进泥压力7bar，压榨压力10bar下压榨1小时，脱水泥饼含水率为30.7％，泡水1个月无明显变化，在阴凉处放置1周，泥饼含水率可降至9.9％，泥饼不易吸水，吨污泥脱水成本为83元(以80％含水率污泥计)。
77.由上述实施例可知，本发明中，采用污泥深度脱水系统对污泥进行脱水处理，通过各个单元设备的组合处理，协同促进，能够在碱性药剂使用量较低的前提下实现对污泥的高效脱水，可将泥饼的含水率降低至40％以内，甚至低于30.7％，含水率的降低幅度超过10％，解决了现有热碱工艺药剂投加量大的问题；而且，所得脱水污泥中不含有铁、氯等有害物质，具有较好的污泥焚烧、资源化利用前景，解决了现有调理工艺中因添加含氯、铁调理剂而对焚烧系统产生的锅炉结焦、烟气和渗滤液指标不达标的问题；同时，所得脱水污泥的稳定性好，不易吸水，解决了现有调理工艺中存在的成本高、含水率高、易吸水等问题，在确保脱水污泥不变质的前提下也能够延长脱水污泥的储存期；更进一步的，污泥阴凉放置一周后，含水率可降至10％左右，无需干化处理即可直接将脱水污泥输送到垃圾焚烧系统中进行掺烧处置，以废治废的成本更低。本发明污泥深度脱水方法具有处理成本低、处理效率高、调理时间短、热碱处理工况好、环境风险低、节能环保等优势，对实现污泥的深度脱水以及提高污泥的减量化效果、资源化利用效果具有重要意义。
78.以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。