本實用新型涉及一種污泥處理技術領域,尤其是一種特別適合于城市污水污泥和工業污水污泥一體化資源化處理(碳化處理)裝置。
背景技術:
城市污水處理和工業污水處理過程中會產生大量的污泥。就城市污水處理來說,隨著國內污水處理事業的發展,污水廠總處理水量和處理程度將不斷擴大和提高,產生的污泥量也日益增加,目前在國內一般污水廠中其基建和運行費用約占總基建和運行費用的20%~50%。污水污泥中除了含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養物質,還存在重金屬、致病菌和寄生蟲等有毒有害成分。據國家環保總局提供的數字,目前中國每年大約排放污水401億m3,已建成運轉的城市污水處理廠有400余座,日處理能力2534萬m3。按污泥產量占處理水量的0.3%~0.5%(以含水率97%計)計算,中國城市污水廠污泥的產量在7.602萬m3/d和12.67萬m3/d 之間(以含水率97%計)。為防止污泥造成的二次污染及保證污水處理廠的正常運行和處理效果,污水污泥的處理處置問題在污水處理中占有的位置已日益突出。
目前污泥處理主要是通過污泥濃縮、機械脫水后,進行農用、填埋、焚燒的處置,在這幾種處理方式中,
1、用于農用:因污泥含水率太高造成運輸困難、運輸量大,或因脫水泥餅分散困難需借助機械設備支持田間操作,使該技術在實際應用中存在較多的困難;
2、進行填埋:因脫水泥餅含水率較高土壤力學性質差,需混入大量泥土,從而導致土地的容積利用系數明顯降低;同時過高的含水率也會因浸出液的滲透,給土壤造成二次污染
目前、國內在污泥管理方面對污泥所含病原菌、重金屬和有毒有機物等理化指標及臭氣等感官指標控制的重視程度還不夠高,因此無論是用于家用,還是填埋,都要存在較大的環境風險,
3、直接焚燒:因其含水高,不能達到維持運行過程所需的熱值,需加入輔助燃料,使處理成本明顯增加,難以承受。同時焚燒除了能源消耗高以外,其設備投資大,占地多、不能對污泥中的有價成本進行回利用、浪費資源,焚燒過程也會環境帶來二次污染
4、現有熱解技術包括導熱油熱解、回轉爐熱解、微波熱解裝置,前二種方法能耗高,設備體積大,處理成本高,微波熱解發熱效率高,但微波輻射風險和可燃氣體爆炸風險難以控制,安全風險高。
我國污泥利用的基礎薄弱,人們對污泥利用的認識存在嚴重不足,對污泥的最終處置問題缺乏關注,給一些有害污泥的最終處置留下了隱患;污泥的利用率不是很高,仍有一部分的污水廠污泥只經貯存即由環衛部門外運市郊直接堆放,尤其是國內一些南方城市很多采用這種方式。這樣的處置方式既影響了污水廠的正常運行,同時污泥的隨意堆放又可能產生二次污染,也造成污泥資源的浪費。
隨著國家對環保要求的日益嚴格,以及“土十條”的實施,因此進行污泥無害化、減量化和資源化處理將成為污泥處理技術發展的必然趨勢。
技術實現要素:
為了克服現有技術中存在的上述不足之處,本實用新型的目的在于提供一種低能耗、高安全性、低污染性、可連續生產和可移動作業的污泥廢物減量化、無害化、資源化處理裝置;從而從根本上解決傳統處理工藝中存在的問題,降低污水處理過程的帶來的環境風險。
為了達到上述之目的,本實用新型采用如下具體技術方案:污泥資源化處理裝置,包括物料預處理系統、高頻電場加熱干餾系統、安全保護系統、熱交換、冷凝、回收系統、尾氣處理系統、出料、除塵系統、電控及自動控制系統;
所述物料預處理系統由污泥泵、高效污泥脫水減量裝置、皮帶輸送機、物料破碎機和螺旋輸送機組成,所述污泥泵輸入端通過管線與污泥池連接,污泥泵輸出端通過管線與高效污泥脫水減量裝置,所述皮帶輸送機傾斜設置于高效污泥脫水減量裝置與物料破碎機之間,螺旋輸送機傾斜設置于物料破碎機的輸出端;
所述高頻電場干餾系統由物料干餾腔、高頻電場發生器、電極板、物料推進器、混合蒸汽收集管道、安全保護系統、防結垢結焦系統和物料轉送螺旋器組成,所述物料干餾腔輸入端與螺旋輸送機的輸出端連接,所述物料推進器設置在物料干餾腔內,所述混合蒸汽收集管道連接在物料干餾腔外部,所述物料轉送螺旋器的輸入端連接于物料干餾腔輸出端下方;
所述安全保護系統包括相互通過管線連接的氮氣發生器、儲氣罐組和智能控制器組成,所述氮氣發生器通過管線與物料干餾腔連接;
所述熱交換回收單元包括相互通過管線連接的水熱交換器、冷凝器、油水分離器、冷卻水罐,儲油罐、管線和閥門;
所述尾氣處理單元包括相互通過管線連接的引風機、凈化吸收塔、凈化藥液箱和泵;
所述出料、除塵單元包括相互通過管線連接的抗高溫除塵器、風機、出螺旋輸送器和儲料車;
所述電控及自動控制單元由系統配電柜、PLC控制平臺、溫度、壓力、有害氣體、氧氣監測控制儀表、可燃氣體監測和傳感器組成。
本實用新型與現有技術相比的優點是:
1、本裝置由于把《高效污泥脫水減量技術和裝置》應用于對污污的預處理,從而改變傳統脫水工藝中存在脫水極限,對污泥中難處理的表面吸附水和微生物細胞膜中的內部結合水進行改性,極大地降低了泥餅的含水率,從而提高了后面單元設備的處理效率。
2、高頻電場發生器具有加熱升溫快,溫升高,穿透力強,熱量分布均勻,能在很短時間內將污泥中水份蒸發,并參及其他有機物進行無氧熱解
3、克服了傳統間接加熱功率損耗大,處理成本高,溫度可控性差、運行穩定性不高缺點。
4、同時也與傳統的電磁加熱相比,克服了對加熱線圈和加熱室材質的體的選擇性強的問題,適應性更強,工作溫度更高,使用壽命更長。
5、加熱汽化過程中排放煙氣量小,粉塵夾帶少,杜絕的傳統加熱方式中尾氣對環境的影響。
6、在氮氣的干預下,減少需耗氧類有機物的還原性和揮發性,同時在超高溫的作用下固相殘余物中二噁英也幾乎零排放,從而對環境更加友好。
7、采用高頻電場效應加熱,電能能消耗低,同時,對余熱進行了回收利用,更進一步節約了能源,與現有的熱解碳化裝置相比節能30%以上。
8、由于可實現污泥的低溫碳化處理,提高的污泥的回收價值。
9、本裝置采用撬裝一體化,便于移動,與傳統設備比,其處理量可大可小,適合在野外作業,運行起來也更加靈活,更加經濟。
10、污油泥排放達到《農用鉆屑中污染物控制標準》(GB4284-1984)中含油指標項目。11、自動化程度高,減少了人工,安全性能好。
12、該裝置也適合含油固體廢棄物處理,具有廣泛的推廣和應用價值。
【附圖說明】
圖1是本實用新型的結構示意圖;
下面結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。
【具體實施方式】
為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂,下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。
在以下描述中闡述了具體細節以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣。因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。
請參閱說明書附圖1所示,本實用新型為污泥資源化處理裝置,包括物料預處理系統、高頻電場加熱干餾系統、安全保護系統、熱交換、冷凝、回收系統、尾氣處理系統、出料、除塵系統、電控及自動控制系統;
所述物料預處理系統由污泥泵10、高效污泥脫水減量裝置11、皮帶輸送機12、物料破碎機13和螺旋輸送機14組成,所述污泥泵10輸入端通過管線與污泥池15連接,污泥泵10輸出端通過管線與高效污泥脫水減量裝置11,所述皮帶輸送機12傾斜設置于高效污泥脫水減量裝置11與物料破碎機13之間,螺旋輸送機14傾斜設置于物料破碎機13的輸出端;
所述高頻電場干餾系統由物料干餾腔20、高頻電場發生器21、電極板,物料推進器23、混合蒸汽收集管道24、安全保護系統25、防結垢結焦系統26和物料轉送器27組成,所述物料干餾腔20輸入端與螺旋輸送機14的輸出端連接,所述物料推進器13設置在物料干餾腔20內,所述混合蒸汽收集管道23連接在物料干餾腔20外部,所述物料轉送器27的輸入端連接于物料干餾腔20輸出端下方;
所述安全保護系統包括相互通過管線連接的氮氣體發生器30、儲氣罐組和智能控制器組成,所述氮氣體發生器30一端通過管線與物料干餾腔20連接,另一端通過管線與熱交換器40連接;
所述熱交換回收單元包括相互通過管線連接的熱交換器40、冷凝器41、油水分離器42、冷卻水罐(池)43,儲油(水)罐44、管線和閥門;
所述尾氣處理單元包括相互通過管線連接的引風機50、凈化吸收塔51、凈化藥液箱52和泵53;
所述出料、除塵單元包括相互通過管線連接的抗高溫除塵器60、出料螺旋輸送機61,風機62、儲料車63;
所述電控及自動控制單元由系統配電柜、PLC控制平臺、溫度、壓力、有害氣體、氧氣監測控制儀表、可燃氣體監測和傳感器組成。
本實用新型的工作原理如下:
物料預處理:來自污泥池的污泥通過污泥泵,打入高效污泥脫水減量處理系統,進行減量處理(處理后和污泥餅含水達50-60%)。處理后的泥通過皮帶輸送機,送入污泥破碎機進行破碎,通過螺旋輸送機,進入加熱單元物料斗。
高頻電場加熱:對進入加熱干餾腔的物料進行加熱干餾;
1)實際工作中,根據物料含水(油)等特性,由高頻電場發生器給干餾室上的電板板施加電場強,干餾室在電場的作用下,溫度迅速提升,(溫度可達1000度以上),并對腔內的污泥進行加熱;
2)通過控制高頻電場發生器頻率或物料推進器的運行速度,來控制物料的加熱溫,加熱時間等參數,并根據需要實現對污泥的脫水、干燥、碳化等目的。
3)干餾室分離出的混合蒸汽,通過蒸汽收集管道進入除塵器進行除塵。
4)加熱后的干泥含水率達≤3%。
5)含油率≤0.3%,符合《農用污泥中污染物控制標準》(GB4284-1984)中含油要求。
安全保護:根據加熱物料的特性向干餾室內連續通入氮氣,以確保干餾室內有在無氧條件下工作,一方面在保證系統運行安全,同時物料在無條件實現中低溫脫水-干燥-干餾。
出料、除塵單元:
1)加熱分離出的混合蒸汽,通過蒸汽收集管道進入除塵器,經過除塵處理的混合蒸汽進入冷凝單元,處理后的固體通過螺旋輸送器進入干泥收集車,同時出料中產生的煙塵抽入除塵器經過除塵處理的混合蒸汽進入冷凝單元,收集車的干泥運至指定點暫存,暫存的干泥根據其性狀進行分類處置,如衛填埋或回收利用
熱交換、冷凝:
1)除塵處理后的分離出來的混合油蒸汽,通過風機進入熱交換器,同時向交換器中通入冷氮同混合熱蒸汽進行熱交換,使混合熱蒸汽得到降溫,氮氣得到加溫,加溫后的氮氣進入干餾室,對物料進行補充加熱,從而實現余熱回用,節約處理成本。
2)沒有冷卻的熱蒸汽汽進入冷凝器進行完全冷凝。
3)冷凝水進行油水分離器實現油水分離,分離出的油進入儲油罐送至煉油廠,冷凝后的油的含水率≤3%;冷凝出的水進入冷卻水罐回用;冷凝過程中的不凝氣進入尾氣凈化裝置處理,產生的底泥進入物料預處理單元處理。
尾氣處理:通過引風機,將冷凝過程中的不凝氣抽入尾氣凈化吸收裝置。凈化塔內設有噴淋洗滌裝置和填料、以及吸附劑,含有凈化劑的藥液通過藥液泵打入噴淋洗滌裝置,對進入塔內的氣體進行洗滌、吸附、過濾。處理后的氣體達到《小型焚燒爐技術條件JB/T10192-2000》控制標準,并直接排放。
電控及自動控制:主要實現如下功能:
1)配電:實現對裝置內各單元用電設備供電、起動,停止。
2)自控和安全保護:通過PLC邏輯控制平臺,實現對高頻電場發生器功率、物料輸送、布料、卸料等作業程序進行控制,根據工藝要求,對加熱溫度,壓力,時間、速度進行控制,并配置相應溫度、壓力,氧氣,可然氣體、的害氣體變送器,對干餾室氧氣含量,有限空間的可燃氣體、有害氣體等參數進行設定和檢測,根據變送器信號反饋,進行的各單元的安全監控、報警、急停、控制。
3)控制系統可以實現自動手動模式切換。
但是,上述的具體實施方式只是示例性的,是為了更好的使本領域技術人員能夠理解本專利,不能理解為是對本專利包括范圍的限制;只要是根據本專利所揭示精神的所作的任何等同變更或修飾,均落入本專利包括的范圍。