申请日2010.05.11
公开(公告)日2010.12.29
IPC分类号C02F11/12; C02F11/18; C02F11/04
摘要
本实用新型公开了一种脱水污泥的处理系统，属于污泥处理技术领域。所述脱水污泥处理系统包括污泥预处理部分、厌氧发酵部分、气体处理部分和加热部分;本发明与现有技术相比：具有节能环保、能源利用率高、开拓新能源等优点，有效的解决了污泥处理的难题。
权利要求书
1.一种脱水污泥的处理系统，其特征在于：所述脱水污泥处理系统包括污泥预处理部分、厌氧发酵部分、气体处理部分和加热部分;其中：
所述污泥预处理部分包括清水池(1)、污泥水管(2)、污泥初调池(3)、污泥精调池(4)、消防水池(5);所述污泥初调池(3)和污泥精调池(4)通过管路相连;所述污泥水管(2)和污泥初调池(3)通过管路相连;所述清水池(1)分别污泥初调池(3)、污泥精调池(4)通过管路相连;所述消防水池(5)与清水池(1)通过管路相连;所述加热部分的锅炉(6)的蒸汽管路与污泥精调池(4)相连;
所述厌氧发酵部分包括生物反应罐(7);所述污泥预处理部分的污泥精调池(4)与厌氧发酵部分的生物反应罐(7)通过管路相连;所述生物反应罐(7)的外侧环绕着温水管，所述温水管与加热部分的锅炉(6)相连;
所述气体处理部分包括除沫分离器(24)、脱硫罐(21)、鼓风机(27)、脱碳系统(23)、放散装置(22);所述除沫分离器(24)与厌氧发酵部分的生物反应罐(7)通过管路相连;所述除沫分离器(24)与脱硫罐(21)通过管路相连，所述除沫分离器(24)与脱硫罐(21)之间为鼓风机(27);所述脱硫罐(21)分别通过管路与放散装置(22)和脱碳系统(23)相连;所述脱硫罐(21)与加热部分的锅炉(6)相连;
所述加热部分为锅炉(6)。
2.根据权利要求1所述的脱水污泥的处理系统，其特征在于：所述加热部分为锅炉(6)为燃气/燃油两用锅炉。
3.根据权利要求1所述的脱水污泥的处理系统，其特征在于：所述生物反应罐(7)为螺旋卷边罐体。
说明书
一种脱水污泥的处理系统
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，更具体地说，属于一种脱水污泥的处理系统。
背景技术
20世纪60年代，由于我国污水处理厂较少且处理量不大，因此污泥处理处置尚未成为问题。由于污水处理厂少，污泥量不多且成分简单，可简单处理作为农肥，如在上海、北京、天津，污泥作为资源使用。上海、北京、天津等城市的污泥受到农民的欢迎，作为农家肥施用。所以在此阶段污泥是资源，污泥处置尚未成为问题。从20世纪80年代至今，我国城市污水处理事业获得了跳跃性发展，城市污水处理厂从原先的400多座发展到2009年的1822座。因此这一时期污水处理事业的重点主要集中在城市污水厂的建设上，资金、技术、装备和土地集中在污水处理厂建设上，污泥处置的问题尚未突现，同时，更未能污水处理工程中对污泥处理处置进行详细的规划和设计，致使各个部门受认识、资金、技术、土地等条件的制约，在污泥处置方面仍以农田利用和堆放销纳为主，但由于重金属等污染问题，农业利用受到限制，污泥成为隐患。进入21世纪后，随着城市发展和环境污染的加剧，我国城镇污水处理厂的建设开始加速发展。2003年全国污水处理率为42.39%，2010年污水处理率将达到70%。大量污水处理厂投入运行，每天产生大量污泥，污泥处置问题迫在眉睫，污泥处理处置已成为行业面临的一个难题。
污泥含水率高，多达80%以上，这部分水难以焚烧，且使运输成本增高，堆放时占地面积增大。污泥中微生物、病原体含量高，不加处理，直接施用或弃置，会对环境造成危害。污泥污染环境，同时排放大量温室气体，同时含重金属，若不加控制施用或进入食物链，会危及人体健康。
目前，国内外污泥最终处置方式主要有：综合利用、填埋和投海。综合利用主要包括农田林地利用、污泥焚烧产物利用、低温热解制取可燃物、厌氧发酵/生物制气、建筑材料利用。
污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题，污泥中含有大量植物生长所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良剂(有机腐殖质)，故污泥农田林地利用是最佳的最终处置方法，但污泥中也含有对植物及土壤有危害作用的病菌、寄生虫卵、难降解有机物、重金属离子以及N、P的流失对地表水和地下水的污染，甚至可能含有一些致癌物质，目前对重金属污染研究较多。因此，在作农田林地利用前，应进行堆肥处理以杀死病菌及寄生虫卵，同时还应去除这些有害物质。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求，处理成本无法和经济效益相平衡，化肥的普遍应用造成销售市场难以开发等，这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。我国有大量工业废水进入污水处理厂，污水中重金属离子约有50%以上转移到污泥中，污泥中的重金属离子含量一般都较高。为提高污泥的农用量可以采取一些措施：一是把污泥制成有机-无机复合肥料，适当添加钾肥以补充污泥肥料中钾的不足，这样可以提高肥效降低有害物的含量;二是在经济政策上优惠使用污泥复合肥料的单位或个人，如免费提供试用肥料样品，免费为施用污泥复合肥料的区域或地块作土壤营养状况分析等。
污泥焚烧产物利用：污泥中合有一定量的有机成分，经脱水干燥的污泥可用焚烧处理。在日本，该方法巳占污泥处理总量的60%以上、欧盟也在10%以上。为防止焚烧过程中产生二噁英等有毒气体，焚烧温度应高于850℃。污泥焚烧所产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性，因而可用于改良土壤、筑路等，也可作为砖瓦和陶瓷等的原料，另外，污泥灰也可以作为混凝土混料的细填料。将污泥转变成一种颗粒状燃料，可以很好燃烧，其热值和褐煤相当，燃烧释放的有害气体远低于焚烧过程，其残余物可用于建筑工业。污泥焚烧可以从废气中获得剩余能量，用来发电。在脱水污泥中加入引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂等添加剂制成合成燃料，该合成燃料可用于工业和生活锅妒，燃烧稳定，热工测试和环保测试良好，是污泥有效利用的一种理想途径。
低温热解制取可燃物：污泥热化学处理因其无害化和减量化彻底，地位已逐渐增强。污泥低温热解是一种发展中的能量回收型污泥热化学处理技术。它通过在催化剂作用下无氧加热干燥污泥至一定温度(<500℃)、由干馏和热分解作用使污泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭等可燃产物，最大转化率取决于污泥组成和催化剂的种类，正常产率为200～300L(油)/t(干泥)，其性质与柴油相似。
厌氧发酵/生物制气：用污泥生产沼气是在自动化控制的反应容器内，根据处理物的各种不同条件随时对容器里的厌氧环境进行调节，达到充分利用自然界普遍存在的微生物，参与有机物逐级发酵降解(水解、酸化、气化)，最终实现甲烷化。发酵产物(沼气)中主要是气态的甲烷和二氧化碳，将其收集后用作清洁燃料。排出的残渣(仅剩原总量的50%左右)中因存在环状化合物的聚合物——腐殖酸，可做田间粮食生产或城市绿化的基肥、土料。污泥的厌氧处理和沼气利用是欧美应用较多的污泥综合利用方式。
建筑材料利用：污泥可用于制砖和制纤维板材。污泥制砖的方法有两种。一种是用干化污泥直接制砖，另一种是用污泥灰渣制砖。用干化污泥直接制砖时，应对污泥的成分作适当调整，使其成分与制砖粘土的化学成分相当。当污泥与粘土按重量比1∶10配料时，污泥砖可达普通红砖的强度。利用污泥焚烧灰渣制砖时，灰渣的化学成分与制砖粘土的化学成分是比较接近的，制坯时只需添加适量粘土与硅砂。比较适宜的配料重量比为灰渣∶粘土∶硅砂=100∶50∶(15～20)。污泥制生化纤维板，主要是利用活性污泥中所含粗蛋白(有机物)与球蛋白(酶)能溶解于水及稀酸、稀碱、中性盐的水溶液这一性质，在碱性条件下加热、干燥、加压后，发生蛋白质的变性作用，从而制成活性污泥树脂(又称蛋白胶)，使之与漂白、脱脂处理的废纤维压制成板材。其品质优于国家三级硬质纤维板的标准。
污泥填埋有填地与填海造地两种。污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式，经过消化后的污泥有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大，实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率，因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋;或者设置专用的污泥填埋场，根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋，但此法有占地较大、选址受阻及存在二次污染隐患等缺点。污泥填埋的操作要求与垃圾填埋相似。污泥填埋场的渗滤液属高浓度有机污水，必须集中加以处理;污泥填埋场四周应设围栏，并采取相应的防蚊蝇、防鼠措施，未经干燥焚烧处理的污泥，宜小规模分层填埋，生污泥泥层厚度应<0.5m，消化污泥泥层厚度应不大于3m，泥层上面铺砂土层为0.5m，彼此交替进行填埋，并设置通气装置，污泥焚烧灰渣填埋时，可不分层填埋。污泥填海造地，应遵守下列要求：①必须设护堤，渗水也必须集中进行处理，以防污泥和污水污染海水;②污泥或灰渣中的重金属含量应符合填海造地标准。
投海：沿海地区，尤其是有大江、大河入海口附近，可考虑把生污泥、消化污泥、脱水泥饼或焚烧灰渣投海。投海污泥最好是经过消化处理的污泥。投海方式可用管道输送或船运，其中管道输送较为经济。在污泥投海工程实施前，必须搞好投海区的选择(离海岸10km以外，水深25m左右)，以保证海水的稀释与自净作用。
总之，综合利用将是今后污泥处置的主要方式。填理由于占地多，潜在生物可利用率低，渗滤液可污染地下水，后续处理管理费用高等问题，应用受到限制。海洋投弃在海洋法中已被禁止。污泥含水率高，多达80%以上，这部分水难以焚烧，且使运输成本增高，堆放时占地面积增大。污泥中微生物、病原体含量高，不加处理，直接施用或弃置，会对环境造成危害。污泥污染环境，同时排放大量温室气体，同时含重金属，若不加控制施用或进入食物链，会危及人体健康。
发明内容
本发明为了解决以上问题，给出了一种脱水污泥的处理系统。
本发明的一种脱水污泥的处理系统包括污泥预处理部分、厌氧发酵部分、气体处理部分和加热部分;其中：
所述污泥预处理部分包括清水池、污泥水管、污泥初调池、污泥精调池、消防水池;所述污泥初调池和污泥精调池通过管路相连;所述污泥水管和污泥初调池通过管路相连;所述清水池分别污泥初调池、污泥精调池通过管路相连;所述消防水池与清水池通过管路相连;所述加热部分的锅炉的蒸汽管路与污泥精调池相连;
所述厌氧发酵部分包括生物反应罐、清化污泥缓冲池;所述污泥预处理部分的污泥精调池与厌氧发酵部分的生物反应罐通过管路相连;所述生物反应罐的外侧环绕着温水管，所述温水管与加热部分的锅炉相连;所述生物反应罐和清化污泥缓冲池相连;
所述气体处理部分包括除沫分离器、脱硫罐、鼓风机、脱碳系统、放散装置;所述除沫分离器与厌氧发酵部分的生物反应罐通过管路相连;所述除沫分离器与脱硫罐通过管路相连，所述除沫分离器与脱硫罐之间为鼓风机;所述脱硫罐分别通过管路与放散装置和脱碳系统相连;所述脱硫罐与加热部分的锅炉相连;
所述加热部分为锅炉。所述加热部分为锅炉为燃气/燃油两用锅炉。
所述生物反应罐为螺旋卷边罐体。
本发明与现有技术相比：具有节能环保、能源利用率高、开拓新能源等优点，有效的解决了污泥处理的难题。
