一种用于有机物料深度脱水装置及其深度脱水方法_2

文档序号:8311370阅读:来源:国知局
2min-120min,以实现获得蛋白质的水解产物。
[0022]进一步的,步骤(b)中,所述有机颗粒物料外围绕有粘稠有机物,有机颗粒物料内含生化水有机物,粘稠有机物和含生化水有机物包括脂肪,水解温度为80°C -180°C,水解时间为2min-120min,以实现获得脂肪的水解产物。
[0023]进一步的,步骤(b)中,所述有机颗粒物料外围绕有粘稠有机物,有机颗粒物料内含生化水有机物,粘稠有机物和含生化水有机物包括糖,水解温度为140°C -230°C,水解时间为2min-120min,以实现获得糖的水解产物。
[0024]进一步的,步骤(C)中,所述氧化釜内加入氧化剂,通过氧化热水解产物,以实现获得热氧化产物;所述氧化剂包括空气、氧气、过氧化氢、臭氧中的一种或多种。
[0025]进一步的,所述步骤(c)中,氧化温度为140°C -300°C,氧化时间为10min_60min。
[0026]进一步的,所述步骤(C)中,更佳的氧化温度选择为180°C _230°C,氧化时间为10min_30mino
[0027]进一步的,所述氧化釜内的热量传递到所述水解釜内,以实现所述氧化釜内热量的回收利用。
[0028]进一步的,所述固液分离装置包括抽滤装置、压滤机和离心机中的一种,所述固液分离装置将步骤(C)中热氧化产物进行固液分离,以实现获得固体氧化产物和液体氧化产物。
[0029]进一步的,将步骤(d)中固体氧化产物和液体氧化产物进行填埋处理、焚烧处理或制成有机肥后回收利用。
[0030]因本工艺技术的污泥处理已氧化去除易降解有机物,并可消除有毒有害物质如前述,剩余的固态物质基本已经熟化(即,有害的易降解有机物已被氧化分解,剩余有机物成分成为有机肥的基本成分),比传统堆肥完的产品品质更佳。故基本上已符合任何有机肥国家标准规定,可直接回收成有机肥农用。而在前面【背景技术】中所述的任何脱水法均需再花费进行进一步的处置或资源回收。因此本法作为污泥的脱水法有其他方法无可比拟的优越性!
[0031]目前国内已在运行的污水处理厂产生的生化污泥在加絮凝剂后仅能脱水至约80%含水率。不但无法符合国家污泥处置的最高含水率60%的规定,其脱水费用也极高昴,一般约为污水厂总操作费的25至45%之间。若要省目前一般污水处理厂此项原设计加絮凝剂并脱水的操作费用,本发明的脱水系统可直接由污水厂的污泥重力沉淀槽中抽出污泥而用本工艺技术不加絮凝剂的脱水方法便可轻易达到上述预处理的含水率范围。如此可为污水处理厂省去极大的污泥处理费用。这种做法是目前大部分污泥脱水技术无法达到的。
[0032]在热氧化步骤后其物料即可用固液分离步骤进行脱水。脱水前因有机物料的不同,有时产生的氧化物料pH过低。若pH低于有机肥产品的国家标准,可增加中和步骤于处理流程中以调物料到需求的酸碱值。
[0033]在物料的氧化或氧化加中和步骤之后,便进行脱水步骤。脱水方法中,所述固液分离步骤(d)可包括采用传统的抽滤法或压滤法将所述氧化/中和产物进行固液分离,获得固体和液体产物。所述的固体氧化产物,可进一步将此产物进行填埋、焚烧处置,或制有机肥的资源回收处置。而液体产物亦可进一步制液态有机肥。制成液态有机肥不但有极高的资源回收经济效益,同时可避免昴贵的污水再处理问题,达到污泥处理零排放的宗旨。本工艺技术的此种做法也是其他脱水方法无法做到的。
[0034]依据本发明的第二方面,提供了一种用于有机物料深度脱水装置,包括:
[0035]脱水预处理装置:包括离心机和压滤装置中的一种,以将含水率高于90%有机颗粒物料脱水至85% -90% ;
[0036]预处理槽:所述预处理槽与所述脱水预处理装置的出料口连通,所述预处理槽为立式圆桶形槽,包含搅拌装置、物料进出口、热能回收设备、及添加剂进料口,用于将所述有机物料的含水率调节为85% -90%、温度调节为85 °C -95 °C、充分搅拌混和,并回收热氧化釜所产生的能源;
[0037]热水解釜:所述热水解釜的进料口与所述预处理槽的出料口连接,所述热水解釜上设有催化剂入口,催化剂从所述催化剂入口处进入所述热水解釜,所述热水解釜内设有搅拌器,所述搅拌器通过搅拌催化剂以及有机颗粒物料,经热水解反应以获得热水解产物,所述热水解釜与所述预处理槽通过第一热能回收设备连接,所述热水解釜通过所述第一热能回收设备为热水解釜的有机颗粒物料提供热量;
[0038]热氧化釜:可为卧式或立式釜,包含氧化剂的助溶设备、固液气三相搅拌器、物料进出口、及添加剂进料口 ;用于氧化所述水解产物,获得氧化产物;所述热氧化釜的进料口与所述热水解釜的出料口经由第二热能回收设备相连接,所述热氧化釜通过所述第二热能回收设备为热水解产物提供热量;
[0039]固液分离器:所述固液分离器的进料口透过酸碱中和槽与所述热氧化釜的出料口连接,所述固液分离器用于热氧化产物的固液分离,以获得深度脱水产物。
[0040]本发明提供了上述一种污泥、泥浆、及其他含有机物料深度脱水的方法和装置。本发明的实施例可根据物料的种类及其特性(如热值、粘度、易降解有机物的热氧化需氧量、含水率、等等)来调整上述的单元操作步骤及处理流程。
[0041]除了热水解干化及其他干化技术外,现行的污泥深度脱水技术中很少能消除吸附水及少部分生化水达到50%至60%或以下的含水率。热干化一般能耗高、需时长、除非应用已有的热源,且能经济有效地回收资源,对污泥处理处置可能不是将来趋势。对污泥处理后进行处置的大原则是回收污泥中的资源,强调循环可持续的路径。所以目前国际趋势是:最发达的国家采取污泥农用,次发达的国家采取污泥焚烧,欠发达的国家采取污泥填埋,贫穷的国家采取乱扔乱倒。污泥能够农用必须能深度脱水至可进行堆肥或生产其他更高级的有机肥,及去除有害物质如臭味、病毒、病菌、寄生虫、有毒有机物及重金属等。水热干化法虽然是最接近上述目标,但因污泥仅是热水解可破坏细胞壁让细胞质释出,但存于有机质中的生化水不一定能释出。
[0042]鉴于上述问题,提出了本发明。本发明除了预处理操作以调整污泥进料作为后续可操作物料外,并进行能源回收。经过预脱水及预处理步骤之后的物料进入热水解釜,进行易降解有机质的热水解,以破坏污泥细胞壁、溶解易降解且易造成后续利用会产生公害的有机物,如蛋白质、淀粉、脂肪等有机质;同时具备可释出部分重金属到水溶液中以便去除等功能。热水解操作所需热能也可完全由氧化釜产生的热能供给。热水解虽可释出毛细水及吸附水,但大部分生化水存于有机质中仍无法释出。此类生化水的释出可由热氧化釜的热氧化作用来达成。热氧化操作还可释出有机质氧化后的热能,供热水解及预处理使用,以节省能源。在这些步骤之后便可进行固液分离。因毛细水、吸附水、生化水等均已释出,故传统的机械脱水设备便可将其轻易脱水。此项脱水,在常压内(20Kg/cm2)的生化污泥处理可达到低于30%含水率。若高压脱水,在60Kg/cm2情况下可达到低于25%含水率(如附图4所示)。
【附图说明】
[0043]图1是本发明中一种用于有机物料深度脱水装置的结构示意图;
[0044]图2是本发明中卧式的热氧化釜结构示意图;
[0045]图3是本发明中立式的热氧化釜结构示意图;
[0046]图4是本发明的水解及氧化作用对生化污泥脱水含水率与压力的笛卡尔坐标系。
【具体实施方式】
[0047]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0048]实施例一
[0049]参照图1、图2和图3,一种用于有机物料深度脱水装置,包括:
[0050]脱水预处理装置2:包括离心机或压滤设备以将含水率高于90%的有机颗粒物料脱水至85至90%的含水率。脱水预处理装置2包含进料口 21及出料口 22,视需要可在进料前增置添加剂储槽及其他进料口;
[0051]预处理槽3:预处理槽3为立式圆桶形槽,预处理槽3包含搅拌装置34、进料口31、出料口 32、第一热能回收设备10 (第一热能回收设备10因有空气及蒸汽的物料存在,其设备最佳选择为热管换热器如图所示,第一热能回收设备10可以是内置在预处理槽3中以盘管形式设计,也可以是如图示用热管换热器连通预处理槽3的出料口 32与热水解釜4的进料口 41)、及添加剂进料口 35,用于将所述有机颗粒物料调整含水率至85%至90%、提温至约90°C、充分搅拌混和,避免沉淀,并回收热氧化釜5所产生的能源。所述预处理槽3的进料口 31与所述脱水预处理装置2的出料口 22相连接;
[0052]热水解釜4:可为卧式或立式釜,包含搅拌器44、进料口 41、出料口 42、第二热能回收设备20 (第二热能回收设备20可以是内置在热水解釜4中,也可以是用于连通热水解釜4的出料口 42与热氧化釜5的进料口 51)、及催化剂进料口 43,用于将上述预处理后的有机颗粒物料进行热水解,获得热水解产物;
[0053]热氧化釜5:可为卧式或立式釜,包含氧化剂的助溶设备、固液气三相搅拌器54(其设计含固液气三相搅拌器,以及气体缓升抑制及气体迥流促进氧化剂溶解度的设计)、进料口 51、出料口 52、及氧化剂进料口 53 ;用于氧化所述热水解产物,获得热氧化产物;
[0054]固液分离器7:用于将所述热氧化产物进行固液分离,获得深度脱水的固体氧化产物和液体氧化产物,所述热氧化釜5的出料口 52与所述固液分离器7的进料口 71之间依次连接有第二热能回收设备20、第一热能回收设备10和中
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