專利名稱：一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污泥處理與資源化利用設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法和裝置。
背景技術(shù)：
污泥是市政污水處理產(chǎn)生的固體廢棄物，含有大量的有機物和致病菌等細菌群，如處理不當易對城市環(huán)境和居民健康產(chǎn)生重要影響。截至2009年底，全國共有城鎮(zhèn)污水處理廠3134座，總處理能力11160萬立方米/天，當年產(chǎn)生含水率80%的污泥2124萬噸/年。2015年我國城鎮(zhèn)污泥量預計將達3143萬噸/年。因此，對城市污泥進行安全、規(guī)范化處理處置，以實現(xiàn)污泥減量化、無害化和資源化，是我國城市發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)之一。國內(nèi)外目前處理污泥的方式主要有填埋、熱干化、焚燒、排海和堆肥農(nóng)用。在經(jīng)濟 發(fā)達和用地緊張的地區(qū)，污泥熱干化和焚燒以可大規(guī)模地實現(xiàn)污泥減量化，無害化，同時具有占地面積小、設(shè)備集中、運行管理自動化程度較高、對環(huán)境影響小等優(yōu)點，正獲得越來越多的實際應用。中國專利文獻CN1800062A描述了一種污泥干化與焚燒工藝及其系統(tǒng)裝置。焚燒爐采用鼓泡流化床焚燒爐，焚燒所產(chǎn)生的高溫煙氣分別用來加熱導熱油和冷空氣，被加熱后的導熱油通過循環(huán)泵送至流化床污泥干燥機干燥濕污泥。污泥經(jīng)干化焚燒后減容量達90%以上，可實現(xiàn)污泥的資源化、減量化和無害化。實踐上,我國污泥干化和焚燒處置時,通常存在下列問題。I.污泥熱干化我國污泥熱干化多采用熱風干燥，如CN1800062A描述的流化床干燥、CN101117261A描述的噴霧干燥、旋轉(zhuǎn)干燥、帶式干燥等。污泥熱風干燥存在兩個缺點1)易產(chǎn)生粉塵。當使用熱風干燥時，由于空氣在干燥機內(nèi)流動，將帶起干后污泥細小顆粒，在干燥機內(nèi)形成粉塵。粉塵存在將造成(1)需在干燥機排氣段配置除塵設(shè)備，特別對流化床和噴霧干燥，需配置大處理能力的除塵設(shè)備。(2)爆炸危險。由于熱空氣中氧氣存在，粉塵有爆炸危險，需監(jiān)控干燥機粉塵濃度和氧氣濃度，并配備必要防爆裝置，如氮氣保護裝置。因而，增加了污泥干化操作復雜性和設(shè)備總投資。2)熱風干燥使用大量熱風，加熱熱風需耗費大量熱量，造成污泥干化過程熱效率低。2.污泥焚燒熱值是污泥焚燒處理最重要的參數(shù)之一。我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥干基熱值為6700-18000千焦/千克，而部分發(fā)達國家和地區(qū)市政污泥熱值為16000-21000千焦/千克，與之相比，我國市政污泥熱值偏低。干污泥熱值低，將造成污泥焚燒溫度低、燃燒不徹底，易產(chǎn)生黑煙，不利于污泥的最終焚燒處理。為降低其影響，需要摻入煤、重油等輔助燃料助燃。餐廚廢油(俗稱“地溝油”)是一種餐廚廢棄垃圾料排放的衍生物。由于居民飲食結(jié)構(gòu)和風俗習慣的原因，我國每年的動、植物油消費總量較高，2010年大約是2250萬噸。但由于餐廚垃圾排放處理無序，導致提煉“地溝油”現(xiàn)象出現(xiàn)。目前我國每年回返餐桌的地溝油有200-300萬噸，嚴重危害我國居民飲食健康。地溝油經(jīng)過提煉，可生產(chǎn)生物柴油，也可加工成肥皂、橡膠、選礦藥劑、洗滌劑等化工產(chǎn)品，但生產(chǎn)成本較高。由以上論述可見，污水處理廠污泥和餐廚廢油是我國城鎮(zhèn)兩大廢棄物，其安全、規(guī)范化處理處置是城市環(huán)境保護工作的重要挑戰(zhàn)之一。以前，污泥和餐廚廢油都是分別處置。從資源綜合利用的角度考慮，我們將發(fā)現(xiàn)餐廚廢油在改善污泥干化和焚燒處置工藝中可發(fā)揮重要作用(I)餐廚廢油為一種高熱值有機質(zhì)，易燃燒，將其添加到污泥熱處理過程中，可補充污泥熱處理所需要的熱量。(2)利用油炸方法去除有機質(zhì)水分也是一種常見脫水干燥方法，比如油炸食品加工。污泥油炸脫水不使用熱風，不產(chǎn)生粉塵，無爆炸危險。同時，采用油炸方式處理污泥，油炸時間短，污泥得到快速干燥。污泥浸沒在油料中，高溫油料熱量可充分傳遞給污泥，干燥能耗低。因此，油炸方法也可用于污泥熱干燥過程。(3)油炸后的污泥，熱值可達21000-24000千焦/千克。污泥熱值高，并由于油的存在，產(chǎn)品更易起燃，燃燒溫度可達800°C以上，燃燒更徹底?？梢?，餐廚廢油在污水廠污泥熱處理過程可發(fā)揮重要作用，兩者存在資源綜合利用的基礎(chǔ)。因此研究一種污泥和餐廚廢油綜合處理方法和裝置， 實現(xiàn)資源綜合利用的協(xié)同效益，降低污泥處理成本，是亟需解決的一個問題。日本PROREX株式會社提出一種污泥和餐廚廢油制成生物固體燃料方法，即將污泥和餐廚廢油按一定比例預先混合。混合料進入干燥機，在干燥機內(nèi)用蒸汽間接加熱升溫至85-90°C，然后抽真空至34kPa，在減壓情況下，混合料邊沸騰邊干燥。接近干燥終點時，壓力變得更低。干燥后的生物固體燃料可供其他企事業(yè)單位，作為熱水鍋爐燃料。上述工藝有兩個突出特點1.污泥和餐廚廢油預先混合，然后采用真空低溫干燥。真空干燥需采用抽真空裝置，增加操作復雜性和設(shè)備成本；另外，抽真空將耗費大量能源，增加污泥處理成本。2.污泥干燥過程采用外加蒸汽熱源，也增加了污泥處理成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種干燥時間短、產(chǎn)生廢氣量少、安全性高、資源綜合利用的污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法和裝置，實現(xiàn)資源綜合利用的協(xié)同效益。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，其特征在于包括以下步驟⑴污泥成型將污水處理廠經(jīng)機械脫水的污泥采用擠壓成型機擠壓成短圓柱體狀的污泥顆粒；⑵油炸脫水將短圓柱體狀的污泥顆粒輸送至油炸干燥裝置，采用餐廚廢油對污泥顆粒進行油炸脫水，餐廚廢油溫度控制在120-180°C，油炸時間為5-10分鐘，得到含油干污泥；⑶焚燒換熱將含油干污泥送至焚燒爐內(nèi)進行焚燒，形成渣料，焚燒產(chǎn)生的高溫煙氣進入換熱器，將熱量傳遞給換熱器導熱油，升溫后的導熱油進入油炸干燥裝置的加熱室加熱餐廚廢油，提供污泥油炸脫水所需熱量；⑷尾氣處理對油炸過程中排出的廢氣與換熱器排出的廢氣進行生物填料除臭及噴淋洗滌處理，除去廢氣中的臭氣和酸性氣體，尾氣再經(jīng)除濕塔進行除濕處理，達標后經(jīng)煙囪排放；(5)渣料收集焚燒爐產(chǎn)生的渣料從焚燒爐排渣口排出，經(jīng)螺旋輸送器進入儲渣罐，等待外運。
一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，其特征在于由污泥成型單元、油炸干燥單元、焚燒單元、熱交換單元、固體渣料處理單元、廢氣處理單元組成，污泥成型單元的出料口連接至油炸干燥單元的進料口，油炸干燥單元的出料口連接焚燒單元的進料口，焚燒單元的出渣口連接至固體渣料處理單元的進渣口，焚燒單元的高溫煙氣排出口連接熱交換單元，熱交換單元連接至油炸干燥單元的加熱室，油炸干燥單元及熱交換單元的廢氣排出口連接至廢氣處理單元。而且，所述的污泥成型單元由污泥料倉、螺旋擠壓成型機組成，污泥料倉的出料口與螺旋擠壓成型機的進料口相連通。而且，所述的油炸干燥單元由餐廚廢油儲罐、廢油輸送泵、油炸鍋及加熱室組成，餐廚廢油儲罐出口通過廢油輸送泵連接至油炸鍋，油炸鍋底部設(shè)置加熱室。而且，所述焚燒單元由回轉(zhuǎn)式焚燒爐、鼓風機構(gòu)成，鼓風機出風口連接至焚燒爐進 風口。而且，所述熱交換單元由換熱器及導熱油循環(huán)泵構(gòu)成，導熱油循環(huán)泵連接至油炸干燥單元的加熱室。而且，所述固體渣料處理單元由螺旋輸送器、儲渣罐組成，螺旋輸送器進口與焚燒單元的出渣口連接，螺旋輸送器的出渣口連接至儲渣罐進口。而且，所述廢氣處理單元由引風機、生物除臭塔，噴淋吸附塔、除濕塔、煙囪組成，引風機進風口通過管路連接油炸干燥單元及熱交換單元的煙氣排出口，引風機出風口連接至尾氣處理裝置進風口，尾氣處理裝置出風口連接至除濕塔，除濕塔出風口安裝煙囪。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為I.本污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，具有污泥干燥時間短，能源利用效率高的優(yōu)點。采用油炸方式處理污泥，污泥得到快速干燥，油炸時間短；污泥浸沒在油料中，高溫油料熱量可充分傳遞給污泥，干燥能耗低；同時由于焚燒尾氣余熱得到利用，因而能源利用效率高。2.本污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，具有產(chǎn)生廢氣量少的優(yōu)點，相對于污泥熱風干燥，采用油炸方式進行污泥脫水，避免使用大量熱空氣，因而干燥產(chǎn)生的廢氣量少，減輕了廢氣處理裝置的負荷。3.本污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，無爆炸危險。傳統(tǒng)污泥熱風干燥如流化床和旋轉(zhuǎn)干燥，易產(chǎn)生粉塵，并由于熱風中氧氣存在，有爆炸危險，而在本發(fā)明污泥油炸脫水時避免使用熱風，不產(chǎn)生粉塵，因而無爆炸危險。4.本污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，在進行污水廠污泥處理同時，也處置了另一城鎮(zhèn)廢棄物-餐廚廢油，實現(xiàn)資源綜合利用，有利于環(huán)境保護。5.本污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，采用常壓油炸方法干燥污泥，即污泥和餐廚廢油不預混合，污泥成型后進入油炸干燥裝置，進行浸沒式油炸。油炸溫度120-180°C，壓力為常壓。另外，污泥干燥熱源采用油炸污泥焚燒，焚燒產(chǎn)生的熱量經(jīng)導熱油傳熱，供給污泥油炸干燥過程使用。采用本發(fā)明工藝，可明顯降低污泥和餐廚廢油綜合處理的設(shè)備投資成本和運行成本。6.本發(fā)明方法和裝置設(shè)計科學合理，具有干燥時間短、產(chǎn)生廢氣少、無爆炸危險、安全性高、設(shè)備量少，并實現(xiàn)了城鎮(zhèn)兩大廢棄物-餐廚廢油和污水廠污泥資源化、減量化和無害化，有利于環(huán)境保護。


圖I是本發(fā)明的裝置布置示意圖。I-餐廚廢油儲罐、2-污泥料倉、3-螺旋擠壓成型機、4-廢油輸送泵、5-油炸鍋、6-導熱油循環(huán)泵、7-引風機、8-生物除臭塔、9氫氧化鈉溶液噴淋吸附塔、10-煙囪、11-除濕塔、12-換熱器、13-鼓風機、14-回轉(zhuǎn)焚燒爐、15-螺旋輸送器、16-儲渣罐、17-加熱室。
具體實施方式

下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。為清楚說明本發(fā)明的污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，首先對本發(fā)明處置方法所使用的裝置進行說明。一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，如圖I中所示，由污泥成型單元、油炸干燥單元、焚燒單元、熱交換單元、固體渣料處理單元、廢氣處理單元組成，污泥成型單元的出料口連接至油炸干燥單元的進料口，油炸干燥單元的出料口連接焚燒單元的進料口，焚燒單元的出渣口連接至固體渣料處理單元的進渣口，焚燒單元的高溫煙氣排出口連接熱交換單元，熱交換單元連接至油炸干燥單元的加熱室，油炸干燥單元及熱交換單元的廢氣排出口連接至廢氣處理單元。本綜合處置裝置的具體結(jié)構(gòu)為污泥成型單元由污泥料倉2、螺旋擠壓成型機3組成，污泥料倉的出料口與螺旋擠壓成型機的進料口相連通。油炸干燥單元由餐廚廢油儲罐I、廢油輸送泵4、油炸鍋5、加熱室17及導熱油循環(huán)泵6組成，餐廚廢油儲罐出口通過廢油輸送泵連接至油炸鍋，油炸鍋底部設(shè)置加熱室。焚燒單元由回轉(zhuǎn)式焚燒爐14、鼓風機13構(gòu)成，鼓風機出風口連接至焚燒爐進風口。熱交換單元由換熱器12及導熱油循環(huán)泵6構(gòu)成，導熱油循環(huán)泵連接至油炸干燥單元的油炸鍋的加熱室。固體渣料處理單元由螺旋輸送器15、儲渣罐16組成，螺旋輸送器進口與焚燒單元的出渣口連接，螺旋輸送器的出渣口連接至儲渣罐進口。廢氣處理單元由弓I風機7、尾氣處理裝置包括生物除臭塔8、氫氧化鈉溶液噴淋吸附塔9、除濕塔11、煙囪10組成，引風機進風口通過管路連接油炸干燥單元及熱交換單元的煙氣排出口，引風機出風口連接至尾氣處理裝置進風口，尾氣處理裝置出風口連接至除濕塔，除濕塔出風口安裝煙囪。本發(fā)明各單件設(shè)備均為市售設(shè)備。一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，包括以下步驟⑴污泥成型污泥廠通過帶式擠壓脫水機或離心過濾機將污泥脫水到80%含水率。將脫水后的污水廠的污泥料裝入污泥料倉，將污水廠污泥采用螺旋擠壓成型機將膏狀污泥擠壓成短圓柱體狀的污泥顆粒。⑵油炸脫水將短圓柱體狀的污泥顆粒輸送至油炸干燥單元的油炸鍋，采用餐廚廢油對污泥顆粒進行油炸脫水，餐廚廢油溫度控制在120-180°C，油炸時間為5-10分鐘，得到含油干污泥。在油炸過程中，污泥水分降低，含油量升高，單位熱值升高，最終得到高熱值含油干污泥。⑶焚燒換熱將含油干污泥送至焚燒爐內(nèi)進行焚燒，焚燒爐溫度大于100(TC，形成渣料，焚燒產(chǎn)生的高溫煙氣進入換熱器，將熱量傳遞給換熱器導熱油，升溫后的導熱油進入油炸裝置的加熱室加熱餐廚廢油，提供污泥油炸脫水所需熱量。⑷尾氣處理對油炸過程中排出的廢氣與換熱器排出的廢氣在生物除臭塔8、氫氧化鈉溶液噴淋吸附塔9內(nèi)分別進行生物填料除臭，以及噴淋洗滌處理，除去廢氣中的臭氣和酸性氣體，如HCL和SOx等。尾氣再經(jīng)除濕塔進行除濕處理，達標后經(jīng)煙囪排放。(5)渣料收集焚燒爐產(chǎn)生的渣料從焚燒爐排渣口排出，經(jīng)螺旋輸送器進入儲渣罐，等待外運。以天津市紀莊子污水處理廠壓濾脫水后的污泥為實驗對象，測量污泥初始含水率為80%，干基低位熱值為12694千焦/千克。污泥經(jīng)擠壓成O Ilmm污泥顆粒，油炸溫度1400C，油炸時間為7分鐘，污泥含水率即可從80%降低到20%。油炸時間9分鐘，含水率降 至5%。炸后污泥含水率低于5%，含油率為30-35%左右，熱值約為21500千焦/千克。焚燒爐溫度大于1000°C。日處理污泥為10噸/天，需大豆油為主的餐廚廢油約I噸/天，即I噸餐廚廢油可處理濕污泥約10噸，產(chǎn)生廢渣約0. 8噸/天。盡管為說明目的公開了本發(fā)明的實施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本發(fā)明的范圍不局限于實施例和附圖所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，其特征在于包括以下步驟 ⑴污泥成型將污水處理廠經(jīng)機械脫水的污泥采用擠壓成型機擠壓成短圓柱體狀的污泥顆粒； ⑵油炸脫水將短圓柱體狀的污泥顆粒輸送至油炸干燥裝置，采用餐廚廢油對污泥顆粒進行油炸脫水，餐廚廢油溫度控制在120-180°C，油炸時間為5-10分鐘，得到含油干污泥； ⑶焚燒換熱將含油干污泥送至焚燒爐內(nèi)進行焚燒，形成渣料，焚燒產(chǎn)生的高溫煙氣進入換熱器，將熱量傳遞給換熱器導熱油，升溫后的導熱油進入油炸干燥裝置的加熱室加熱餐廚廢油，提供污泥油炸脫水所需熱量； ⑷尾氣處理對油炸過程中排出的廢氣與換熱器排出的廢氣進行生物填料除臭及噴淋洗滌處理，除去廢氣中的臭氣和酸性氣體，尾氣再經(jīng)除濕塔進行除濕處理，達標后經(jīng)煙囪排放； (5)渣料收集焚燒爐產(chǎn)生的渣料從焚燒爐排渣口排出，經(jīng)螺旋輸送器進入儲渣罐，等待外運。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，其特征在于由污泥成型單元、油炸干燥單元、焚燒單元、熱交換單元、固體渣料處理單元、廢氣處理單元組成，污泥成型單元的出料口連接至油炸干燥單元的進料口，油炸干燥單元的出料口連接焚燒單元的進料口，焚燒單元的出渣口連接至固體渣料處理單元的進渣口，焚燒單元的高溫煙氣排出口連接熱交換單元，熱交換單元連接至油炸干燥單元的加熱室，油炸干燥單元及熱交換單元的廢氣排出口連接至廢氣處理單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，其特征在于所述的污泥成型單元由污泥料倉、螺旋擠壓成型機組成，污泥料倉的出料口與螺旋擠壓成型機的進料口相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，其特征在于所述的油炸干燥單元由餐廚廢油儲罐、廢油輸送泵、油炸鍋及加熱室組成，餐廚廢油儲罐出口通過廢油輸送泵連接至油炸鍋，油炸鍋底部設(shè)置加熱室。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，其特征在于所述焚燒單元由回轉(zhuǎn)式焚燒爐、鼓風機構(gòu)成，鼓風機出風口連接至焚燒爐進風口。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，其特征在于所述熱交換單元由換熱器及導熱油循環(huán)泵構(gòu)成，導熱油循環(huán)泵連接至油炸干燥單元的加熱室。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，其特征在于所述固體渣料處理單元由螺旋輸送器、儲渣罐組成，螺旋輸送器進口與焚燒單元的出渣口連接，螺旋輸送器的出渣口連接至儲渣罐進口。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置裝置，其特征在于所述廢氣處理單元由引風機、生物除臭塔，噴淋吸附塔、除濕塔、煙囪組成，引風機進風口通過管路連接油炸干燥單元及熱交換單元的煙氣排出口，引風機出風口連接至尾氣處理裝置進風口，尾氣處理裝置出風口連接至除濕塔，除濕塔出風口安裝煙囪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法，包括以下步驟⑴污泥成型；⑵油炸脫水；⑶焚燒換熱；⑷尾氣處理；⑸渣料收集。本發(fā)明還涉及一種綜合處置裝置，由污泥成型單元、油炸干燥單元、焚燒單元、熱交換單元、固體渣料處理單元、廢氣處理單元組成，污泥成型單元的出料口連接至油炸干燥單元的進料口，油炸干燥單元的出料口連接焚燒單元的進料口，焚燒單元的出渣口連接至固體渣料處理單元的進渣口，焚燒單元的高溫煙氣排出口連接熱交換單元，熱交換單元連接至油炸干燥單元的加熱室，油炸干燥單元及熱交換單元的廢氣排出口連接至廢氣處理單元。本發(fā)明可實現(xiàn)城鎮(zhèn)兩大廢棄物-餐廚廢油和污水廠污泥資源化、減量化和無害化處理。
文檔編號C02F11/12GK102701559SQ20121016481
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月24日
發(fā)明者吳中華 申請人:天津科技大學