公布日：2022.03.01
申请日：2021.08.16
分类号：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/10(2006.01)I;C02F11/143(2019.01)I;C10B53/00(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统，包括污泥调节单元、污泥脱水单元以及高温热解单元。还公开一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用方法，包括以下步骤：(1)预处理；(2)脱水；(3)热解。优点在于：通过向污泥调节池内投加砂石来提高压裂返排液沉淀污泥的流动性，有效释放污泥内部包裹的水分，有利于泥水分离；通过隔膜压滤机脱水后，可大大降低脱水污泥中的含水率，减小高温热解炉的投资成本和运行成本；将脱水污泥送入高温热解炉进行高温热解处理，使脱水污泥中的有机质及胶体等物质通过高温分解，不产生有害性气体或有害性气体含量极低，砂石及部分矿物质形成玻璃体，可以用来作为砖厂的原材料等。
权利要求书
1.一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统，其特征在于，包括污泥调节单元、污泥脱水单元以及高温热解单元；所述污泥调节单元的污泥调节池的出泥口通过进泥管道与所述污泥脱水单元的隔膜压滤机的进泥口连通，所述隔膜压滤机的出泥口通过管道与所述高温热解单元的高温热解炉的进料口连通。
2.根据权利要求1所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统，其特征在于，所述污泥调节单元包括污泥调节池、砂石料仓以及搅拌机；所述砂石料仓的出料口与下料溜槽的进料端连通，所述下料溜槽的出料端置于所述污泥调节池的上方；在所述污泥调节池内设有所述搅拌机。
3.根据权利要求1所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统，其特征在于，所述污泥脱水单元包括隔膜压滤机、压榨泵和水箱；所述水箱的出水端与所述压榨泵的进水端连通，所述压榨泵的出水端与所述隔膜压滤机的压榨进水口连通。
4.根据权利要求3所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统，其特征在于，所述污泥脱水单元还包括空气压缩机；所述空气压缩机的出气口与所述进泥管道的出泥端连通，且空气压缩机的出气方向与所述进泥管道内的污泥走向相反。
5.根据权利要求1所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统，其特征在于，所述高温热解单元包括高温热解炉。
6.利用权利要求1-5任一所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)预处理：将压裂返排液沉淀污泥送入污泥调节池内，通过向污泥调节池内投加砂石来提高压裂返排液沉淀污泥的流动性，并由搅拌机进行搅拌，使砂石与压裂返排液沉淀污泥均匀混合，最终得到流动污泥；(2)脱水：将所述步骤(1)预处理中得到的流动污泥送入隔膜压滤机进行脱水处理，得到上清液和含水率低于48％的脱水污泥；(3)热解：将所述步骤(2)脱水中得到的脱水污泥送入高温热解炉进行高温热解处理，通过向高温热解炉内通入足量的空气，使脱水污泥中的有机质及胶体等物质通过高温分解，砂石及部分矿物质形成性质极稳定的主要成分为二氧化硅的玻璃体。
7.根据权利要求6所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤(1)预处理中，向污泥调节池内投加的砂石为粒径d10＝0.5-1.0mm、不均匀系数K60＜1.6的风化砂石，投加总量为压裂返排液沉淀污泥绝干泥量的50％-100％，搅拌机的转速为60-100rpm，压裂返排液沉淀污泥在污泥调节池内的停留时间为1-2h。
8.根据权利要求6所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤(2)脱水中，隔膜压滤机的进料压力为0.8Mpa，进料时间为1.5h；隔膜压滤机进料后，按照30Mpa的压力对流动污泥进行挤压，并保压时间6h；之后，采用高压水进行压榨，压榨时隔膜压滤机的运行压力为1.2MPa，压榨时间为0.5h。
9.根据权利要求8所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用方法，其特征在于，隔膜压滤机进料后，通过高压空气对隔膜压滤机的进泥管道进行反吹，使进泥管道及隔膜压滤机内部中心进料孔内的泥浆反吹至污泥调节池内。
10.根据权利要求6所述的一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用方法，其特征在于，所述步骤(3)热解中，热解温度为1150℃-1200℃，热解时间为1-2h。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统；
本发明的第二个目的在于提供一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用方法；
本发明的第一个目的由如下技术方案实施：
一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用系统，包括污泥调节单元、污泥脱水单元以及高温热解单元；
所述污泥调节单元的污泥调节池的出泥口通过进泥管道与所述污泥脱水单元的隔膜压滤机的进泥口连通，所述隔膜压滤机的出泥口通过管道与所述高温热解单元的高温热解炉的进料口连通。
进一步的，所述污泥调节单元包括污泥调节池、砂石料仓以及搅拌机；
所述砂石料仓的出料口与下料溜槽的进料端连通，所述下料溜槽的出料端置于所述污泥调节池的上方；在所述污泥调节池内设有所述搅拌机。
进一步的，所述污泥脱水单元包括隔膜压滤机、压榨泵和水箱；
所述水箱的出水端与所述压榨泵的进水端连通，所述压榨泵的出水端与所述隔膜压滤机的压榨进水口连通。
进一步的，所述污泥脱水单元还包括空气压缩机；
所述空气压缩机的出气口与所述进泥管道的出泥端连通，且空气压缩机的出气方向与所述进泥管道内的污泥走向相反。
进一步的，所述高温热解单元包括高温热解炉。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施：
一种压裂返排液沉淀污泥的资源化利用方法，包括以下步骤：
(1)预处理：将压裂返排液沉淀污泥送入污泥调节池内，通过向污泥调节池内投加砂石来提高压裂返排液沉淀污泥的流动性，并由搅拌机进行搅拌，使砂石与压裂返排液沉淀污泥均匀混合，最终得到流动污泥；
(2)脱水：将所述步骤(1)预处理中得到的流动污泥送入隔膜压滤机进行脱水处理，得到上清液和含水率低于48％的脱水污泥；
(3)热解：将所述步骤(2)脱水中得到的脱水污泥送入高温热解炉进行高温热解处理，通过向高温热解炉内通入足量的空气，使脱水污泥中的有机质及胶体等物质通过高温分解，砂石及部分矿物质形成性质极稳定的主要成分为二氧化硅的玻璃体。
进一步的，所述步骤(1)预处理中，向污泥调节池内投加的砂石为粒径为d10＝0.5-1.0mm、不均匀系数K60＜1.6的风化砂石，投加总量为压裂返排液沉淀污泥绝干泥量的50％-100％，搅拌机的转速为60-100rpm，压裂返排液沉淀污泥在污泥调节池内的停留时间为1-2h。
进一步的，所述步骤(2)脱水中，隔膜压滤机的进料压力为0.8Mpa，进料时间为1.5h；隔膜压滤机进料后，按照30Mpa的压力对流动污泥进行挤压，并保压时间6h；之后，采用高压水进行压榨，压榨时隔膜压滤机的运行压力为1.2MPa，压榨时间为0.5h。
进一步的，隔膜压滤机进料后，通过高压空气对隔膜压滤机的进泥管道进行反吹，使进泥管道及隔膜压滤机内部中心进料孔内的泥浆反吹至污泥调节池内。
进一步的，所述步骤(3)热解中，热解温度为1150℃-1200℃，热解时间为1-2h。
本发明的优点：
本发明通过向污泥调节池内投加砂石来提高压裂返排液沉淀污泥的流动性，有效释放污泥内部包裹的水分，有利于泥水分离；通过隔膜压滤机脱水后，可大大降低脱水污泥中的含水率，减小高温热解炉的投资成本和运行成本；将脱水污泥送入高温热解炉进行高温热解处理，使脱水污泥中的有机质及胶体等物质通过高温分解，不产生有害性气体或有害性气体含量极低，砂石及部分矿物质形成性质极稳定的主要成分为二氧化硅的玻璃体，可以用来作为砖厂的原材料或作为道路垫层或底基层等的添加剂，从而实现循环利用。
（发明人：李买军;郑阳;党平;李战胜;李思序;余占军;张佳;赛世杰;王巧玲）
