申请日2006.06.28
公开(公告)日2009.04.08
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C02F11/02
摘要
污泥载体干燥工艺，主要包括污泥预处理、污泥特性调理、好氧熟化、干燥工艺流程，污泥的特性调理工艺是指把预处理过的污泥与污泥干粉按质量比1∶1-5混合，用高速对辊搅拌机搅拌。搅拌速度控制在50-150转/分，线速度78.54-235.62米/分，特性调理后的污泥呈颗粒状，本发明的有益效果是设备简单，占地面积少，日处理600吨污泥的厂房仅需10亩用地;能耗少，每吨耗煤仅大约60公斤，且处理过程无臭气、废水产生。
权利要求书
1、污泥载体干燥工艺，其特征在于包括以下工艺流程：
1)污泥预处理：对污泥进行除臭和重金属钝化处理;
2)污泥特性调理：把预处理过的污泥与污泥干粉按质量比1∶1-5 混合，用高速对辊搅拌机搅拌，搅拌速度50-150转/分，线速 度78.54-235.62米/分;
3)好氧熟化;经特性调理的污泥送进堆放场，用翻料机每6-10 小时翻拌一次，直到污泥含水量为20-25%;
4)干燥：好氧熟化后的部分用作循环料的污泥，送入热风干燥系 统干燥，热风通风量为10000m3/h-15000m3/h，物料停留时间 3-6分钟，控制出料污泥干粉含水量小于10%。
2、如权利要求1所述的污泥载体干燥工艺，其特征在于：污泥与污 泥干粉按质量比1∶1-3混合;搅拌速度控制在75-100转/分，线速 度117.81-157.06米/分;热风通风量为11500m3/h-12500m3/h。
3、如权利要求2所述的污泥载体干燥工艺，其特征在于：污泥与污 泥干粉按质量比1∶2混合;搅拌速度90转/分，线速度141.4米/ 分;热风通风量为12000m3/h。
4、如权利要求2所述的污泥载体干燥工艺，其特征在于：污泥与污 泥干粉按质量比1∶2.4混合;搅拌速度120转/分，线速度188.5米 /分;热风通风量为13000m3/h。
5、如权利要求1至4任一权利要求所述的污泥载体干燥工艺，其特 征在于：经调理后的污泥是颗粒状。
6、如权利要求1至4任一权利要求所述的污泥载体干燥工艺，其特 征在于：在干燥工序首次启用热风干燥系统时，用作循环料的污泥要 添加含水量小于25%的粘土。
7、如权利要求6所述的污泥载体干燥工艺，其特征在于：粘土的添 加量为污泥的30-40%。
8、如权利要求6所述的污泥载体干燥工艺，其特征在于：粘土为河 流或湖泊疏浚的底泥。
说明书
污泥载体干燥工艺
技术领域：
本发明涉及污泥的干燥方法，特别是污泥载体干燥工艺。
背景技术：
污泥指城市生活污水和工业废水经污水处理厂进行污水处理后 产生的以弹性固体形态存在的生物物料，也包括河流湖泊疏浚时产生 的底泥。污泥一般含水80%以上，有机质6-16%，无机质4-12%及少 量的重金属和大量的细菌。污泥对环境的危害是人所共知的，所以必 须进行无害化处理。目前国内外应用的污泥处理技术主要是堆肥、焚 烧和干化。由于污泥含有重金属，用作肥料有重金属在农作物中富集 的危险，故欧美发达国家已对此方法的使用有严格的限制或逐渐放弃 使用这种方法，越来越多的选择焚烧和干化的方法。国内也有些大城 市采用这种方法，将焚烧后的余渣用作建筑材料。但是，含水量高达 80%的污泥不能直接点燃。所以污泥的深度脱水干化是污泥处理和综 合利用必经的关键环节。如中国发明专利申请号200510200271.2公 开的污泥脱水和稳定化处理方法，就公开了第一步加热干燥处理;中 国专利“湖泊及城市污泥无害化综合利用的工艺”(ZL01108478.2) 就要求污泥干燥后的含水量为2-15%，然后才能在“干燥后的污泥加 入固硫、固氮剂进行配料，配好的物料进入熔融炉熔融焚烧”。这种 干燥方法，其能耗巨大，污泥处理的成本高，经济较不发达的城市和 地区一般难以承受。而发明专利申请“三段式低温污泥干化成粒系统” (申请号200510049036.X)公开的方法就需要有斗带式提升机和三 个体积不同的回转烘干窑、冷却输送带、筛分设备，供热系统的沸腾 炉等，这种方法能耗还是较大，且设备投资及场地占用也较大，也就 是说，污泥的处理成本还是比较高。
现有技术中，一般干燥工艺能耗大。如某污水厂采用日本三菱技 术的空心桨叶搅拌干燥机对污泥进行干燥，每吨能耗成本就达350 元以上。
现有技术的缺陷，是因为对污泥性状认识不足。污水污泥是由水 处理过程中的细菌胶团构成的凝胶状物质，其水相是自由水，双电层 吸附水，胶体表面吸附水和细胞水组成。除自由水外，其它形式的水 相的汽化由于要克服双电层、表面能和细胞壁的禁锢作用，其汽化潜 热均大于自由水。污泥表面板结部分质地致密坚硬，传热系数小，降 低了污泥颗粒“干燥前沿”的水分汽化的传热和传质效率，而且其干 燥前沿区域极窄，其内部的胶团的结构降低了水分子的热运动能力， 使得胶团所禁锢的水分难以通过热运动进行传导传热，从宏观的角度 表现为污泥干燥过程热传导效率很低。正因为现有技术没有消除污泥 胶体对水分的禁锢作用，使得污泥干燥过程中能耗大。
发明内容：
本发明的目的是提供一种大大降低污泥处理的能源消耗的污泥 载体干燥工艺。
污泥载体干燥工艺，主要包括以下工艺流程：
1)污泥预处理：用物理和化学的方法对污泥进行除臭和重金属钝 化处理;
2)污泥特性调理：把预处理过的污泥与污泥干粉按质量比1∶1-5 混合，用高速对辊搅拌机搅拌。搅拌速度控制在50-150转/分， 线速度78.54-235.62米/分，特性调理后的污泥呈颗粒状;
3)好氧熟化：上述经特性调理的污泥送到堆放场，用翻料机每6 -10小时翻拌一次，直到污泥含水量为20-25%。
4)干燥：好氧熟化后部分用作循环用料的污泥，送入热风干燥系 统干燥。热风通风量为10000m3/h-15000m3/h，物料停留时间为 3-6分钟，控制出料污泥含水量小于10%;作为首次启用热风干燥 系统，用作循环料的污泥要添加含水量小于25%的粘土，添加量为 污泥的30-40%，粘土可以是河流湖泊疏浚的底泥。
在干燥后，对排出的尾气还需除尘。
先对收集到的污泥进行预处理，接着进行污泥特性调理，将预处 理过的污泥与污泥干粉混合，用高速对辊搅拌机搅拌，目的是使污泥 与污泥干粉充分混合，消除污泥胶团对水分的禁锢作用，同时使混合 物料处于塑性区间以下，并呈颗粒状。这样可获得巨大的分散表面积， 大幅度提高干燥过程的热传导效率。好氧熟化工序是把特性调理后的 污泥送进堆放场，用翻料机不定时进行翻拌，消除了胶体双电层对水 的禁锢，汽化潜热大大降低;巨大的分散表面积及翻拌令污泥充分接 触氧化，使厌氧菌死亡，细胞壁破裂而失去对水的禁锢作用。污泥有 机物质的好氧熟化过程产生的高温加速了水分的蒸发，最后污泥含水 量已达到20-25%。经过好氧熟化后的污泥，大部分用作建材原料， 部分作为本工艺循环用料进入干燥工序。经过前述各工序处理的污 泥，凝胶状结构已彻底破坏并获得了巨大的分散表面积，所以干燥工 序的时间很短，物料停留时间为3-6分钟，最后得到含水量小于10% 的污泥干粉，用作特性调理的原料。
作为改进，污泥与污泥干粉按质量比1∶1-3混合;搅拌速度控 制在75-100转/分，线速度117.81-157.06米/分，热风通风量为 11500m3/h-12500m3/h。
作为进一步改进，污泥与污泥干粉按质量比1∶2混合;搅拌速 度90转/分，线速度141.4米/分，热风通风量为12000m3/h。
作为再进一步改进，污泥与污泥干粉按质量比1∶2.4混合;搅 拌速度120转/分，线速度188.5米/分，热风通风量为13000m3/h。
作为又一改进，粘土的添加量为污泥的30-40%。
作为另一改进，粘土为河流或湖泊疏浚的底泥。
本发明的有益效果是：本发明开发的污泥载体干燥工艺，设备简 单，占地面积少，日处理600吨污泥的厂房仅需10亩用地;能耗少， 每吨耗煤仅60公斤，且处理过程无臭气、废水产生。
