2min-120min,以實現獲得蛋白質的水解產物。
[0022]進一步的,步驟(b)中,所述有機顆粒物料外圍繞有粘稠有機物,有機顆粒物料內含生化水有機物,粘稠有機物和含生化水有機物包括脂肪,水解溫度為80°C -180°C,水解時間為2min-120min,以實現獲得脂肪的水解產物。
[0023]進一步的,步驟(b)中,所述有機顆粒物料外圍繞有粘稠有機物,有機顆粒物料內含生化水有機物,粘稠有機物和含生化水有機物包括糖,水解溫度為140°C -230°C,水解時間為2min-120min,以實現獲得糖的水解產物。
[0024]進一步的,步驟(C)中,所述氧化釜內加入氧化劑,通過氧化熱水解產物,以實現獲得熱氧化產物;所述氧化劑包括空氣、氧氣、過氧化氫、臭氧中的一種或多種。
[0025]進一步的,所述步驟(c)中,氧化溫度為140°C -300°C,氧化時間為10min_60min。
[0026]進一步的,所述步驟(C)中,更佳的氧化溫度選擇為180°C _230°C,氧化時間為10min_30mino
[0027]進一步的,所述氧化釜內的熱量傳遞到所述水解釜內,以實現所述氧化釜內熱量的回收利用。
[0028]進一步的,所述固液分離裝置包括抽濾裝置、壓濾機和離心機中的一種,所述固液分離裝置將步驟(C)中熱氧化產物進行固液分離,以實現獲得固體氧化產物和液體氧化產物。
[0029]進一步的,將步驟(d)中固體氧化產物和液體氧化產物進行填埋處理、焚燒處理或制成有機肥后回收利用。
[0030]因本工藝技術的污泥處理已氧化去除易降解有機物,并可消除有毒有害物質如前述,剩余的固態物質基本已經熟化(即,有害的易降解有機物已被氧化分解,剩余有機物成分成為有機肥的基本成分),比傳統堆肥完的產品品質更佳。故基本上已符合任何有機肥國家標準規定,可直接回收成有機肥農用。而在前面【背景技術】中所述的任何脫水法均需再花費進行進一步的處置或資源回收。因此本法作為污泥的脫水法有其他方法無可比擬的優越性!
[0031]目前國內已在運行的污水處理廠產生的生化污泥在加絮凝劑后僅能脫水至約80%含水率。不但無法符合國家污泥處置的最高含水率60%的規定,其脫水費用也極高昴,一般約為污水廠總操作費的25至45%之間。若要省目前一般污水處理廠此項原設計加絮凝劑并脫水的操作費用,本發明的脫水系統可直接由污水廠的污泥重力沉淀槽中抽出污泥而用本工藝技術不加絮凝劑的脫水方法便可輕易達到上述預處理的含水率范圍。如此可為污水處理廠省去極大的污泥處理費用。這種做法是目前大部分污泥脫水技術無法達到的。
[0032]在熱氧化步驟后其物料即可用固液分離步驟進行脫水。脫水前因有機物料的不同,有時產生的氧化物料pH過低。若pH低于有機肥產品的國家標準,可增加中和步驟于處理流程中以調物料到需求的酸堿值。
[0033]在物料的氧化或氧化加中和步驟之后,便進行脫水步驟。脫水方法中,所述固液分離步驟(d)可包括采用傳統的抽濾法或壓濾法將所述氧化/中和產物進行固液分離,獲得固體和液體產物。所述的固體氧化產物,可進一步將此產物進行填埋、焚燒處置,或制有機肥的資源回收處置。而液體產物亦可進一步制液態有機肥。制成液態有機肥不但有極高的資源回收經濟效益,同時可避免昴貴的污水再處理問題,達到污泥處理零排放的宗旨。本工藝技術的此種做法也是其他脫水方法無法做到的。
[0034]依據本發明的第二方面,提供了一種用于有機物料深度脫水裝置,包括:
[0035]脫水預處理裝置:包括離心機和壓濾裝置中的一種,以將含水率高于90%有機顆粒物料脫水至85% -90% ;
[0036]預處理槽:所述預處理槽與所述脫水預處理裝置的出料口連通,所述預處理槽為立式圓桶形槽,包含攪拌裝置、物料進出口、熱能回收設備、及添加劑進料口,用于將所述有機物料的含水率調節為85% -90%、溫度調節為85 °C -95 °C、充分攪拌混和,并回收熱氧化釜所產生的能源;
[0037]熱水解釜:所述熱水解釜的進料口與所述預處理槽的出料口連接,所述熱水解釜上設有催化劑入口,催化劑從所述催化劑入口處進入所述熱水解釜,所述熱水解釜內設有攪拌器,所述攪拌器通過攪拌催化劑以及有機顆粒物料,經熱水解反應以獲得熱水解產物,所述熱水解釜與所述預處理槽通過第一熱能回收設備連接,所述熱水解釜通過所述第一熱能回收設備為熱水解釜的有機顆粒物料提供熱量;
[0038]熱氧化釜:可為臥式或立式釜,包含氧化劑的助溶設備、固液氣三相攪拌器、物料進出口、及添加劑進料口 ;用于氧化所述水解產物,獲得氧化產物;所述熱氧化釜的進料口與所述熱水解釜的出料口經由第二熱能回收設備相連接,所述熱氧化釜通過所述第二熱能回收設備為熱水解產物提供熱量;
[0039]固液分離器:所述固液分離器的進料口透過酸堿中和槽與所述熱氧化釜的出料口連接,所述固液分離器用于熱氧化產物的固液分離,以獲得深度脫水產物。
[0040]本發明提供了上述一種污泥、泥漿、及其他含有機物料深度脫水的方法和裝置。本發明的實施例可根據物料的種類及其特性(如熱值、粘度、易降解有機物的熱氧化需氧量、含水率、等等)來調整上述的單元操作步驟及處理流程。
[0041]除了熱水解干化及其他干化技術外,現行的污泥深度脫水技術中很少能消除吸附水及少部分生化水達到50%至60%或以下的含水率。熱干化一般能耗高、需時長、除非應用已有的熱源,且能經濟有效地回收資源,對污泥處理處置可能不是將來趨勢。對污泥處理后進行處置的大原則是回收污泥中的資源,強調循環可持續的路徑。所以目前國際趨勢是:最發達的國家采取污泥農用,次發達的國家采取污泥焚燒,欠發達的國家采取污泥填埋,貧窮的國家采取亂扔亂倒。污泥能夠農用必須能深度脫水至可進行堆肥或生產其他更高級的有機肥,及去除有害物質如臭味、病毒、病菌、寄生蟲、有毒有機物及重金屬等。水熱干化法雖然是最接近上述目標,但因污泥僅是熱水解可破壞細胞壁讓細胞質釋出,但存于有機質中的生化水不一定能釋出。
[0042]鑒于上述問題,提出了本發明。本發明除了預處理操作以調整污泥進料作為后續可操作物料外,并進行能源回收。經過預脫水及預處理步驟之后的物料進入熱水解釜,進行易降解有機質的熱水解,以破壞污泥細胞壁、溶解易降解且易造成后續利用會產生公害的有機物,如蛋白質、淀粉、脂肪等有機質;同時具備可釋出部分重金屬到水溶液中以便去除等功能。熱水解操作所需熱能也可完全由氧化釜產生的熱能供給。熱水解雖可釋出毛細水及吸附水,但大部分生化水存于有機質中仍無法釋出。此類生化水的釋出可由熱氧化釜的熱氧化作用來達成。熱氧化操作還可釋出有機質氧化后的熱能,供熱水解及預處理使用,以節省能源。在這些步驟之后便可進行固液分離。因毛細水、吸附水、生化水等均已釋出,故傳統的機械脫水設備便可將其輕易脫水。此項脫水,在常壓內(20Kg/cm2)的生化污泥處理可達到低于30%含水率。若高壓脫水,在60Kg/cm2情況下可達到低于25%含水率(如附圖4所示)。
【附圖說明】
[0043]圖1是本發明中一種用于有機物料深度脫水裝置的結構示意圖;
[0044]圖2是本發明中臥式的熱氧化釜結構示意圖;
[0045]圖3是本發明中立式的熱氧化釜結構示意圖;
[0046]圖4是本發明的水解及氧化作用對生化污泥脫水含水率與壓力的笛卡爾坐標系。
【具體實施方式】
[0047]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例,然而應當理解,可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反,提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開,并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0048]實施例一
[0049]參照圖1、圖2和圖3,一種用于有機物料深度脫水裝置,包括:
[0050]脫水預處理裝置2:包括離心機或壓濾設備以將含水率高于90%的有機顆粒物料脫水至85至90%的含水率。脫水預處理裝置2包含進料口 21及出料口 22,視需要可在進料前增置添加劑儲槽及其他進料口;
[0051]預處理槽3:預處理槽3為立式圓桶形槽,預處理槽3包含攪拌裝置34、進料口31、出料口 32、第一熱能回收設備10 (第一熱能回收設備10因有空氣及蒸汽的物料存在,其設備最佳選擇為熱管換熱器如圖所示,第一熱能回收設備10可以是內置在預處理槽3中以盤管形式設計,也可以是如圖示用熱管換熱器連通預處理槽3的出料口 32與熱水解釜4的進料口 41)、及添加劑進料口 35,用于將所述有機顆粒物料調整含水率至85%至90%、提溫至約90°C、充分攪拌混和,避免沉淀,并回收熱氧化釜5所產生的能源。所述預處理槽3的進料口 31與所述脫水預處理裝置2的出料口 22相連接;
[0052]熱水解釜4:可為臥式或立式釜,包含攪拌器44、進料口 41、出料口 42、第二熱能回收設備20 (第二熱能回收設備20可以是內置在熱水解釜4中,也可以是用于連通熱水解釜4的出料口 42與熱氧化釜5的進料口 51)、及催化劑進料口 43,用于將上述預處理后的有機顆粒物料進行熱水解,獲得熱水解產物;
[0053]熱氧化釜5:可為臥式或立式釜,包含氧化劑的助溶設備、固液氣三相攪拌器54(其設計含固液氣三相攪拌器,以及氣體緩升抑制及氣體迥流促進氧化劑溶解度的設計)、進料口 51、出料口 52、及氧化劑進料口 53 ;用于氧化所述熱水解產物,獲得熱氧化產物;
[0054]固液分離器7:用于將所述熱氧化產物進行固液分離,獲得深度脫水的固體氧化產物和液體氧化產物,所述熱氧化釜5的出料口 52與所述固液分離器7的進料口 71之間依次連接有第二熱能回收設備20、第一熱能回收設備10和中