一種污水污泥深度處理方法
【專利說明】一種污水污泥深度處理方法
[0001 ] 本申請(qǐng)為申請(qǐng)?zhí)?01410381245.3、申請(qǐng)日2014年8月4日、發(fā)明名稱“污水污泥深度處理方法”的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及污水污泥處理領(lǐng)域，具體地說是一種污水污泥深度處理方法。
【背景技術(shù)】
[0003]污水處理過程中產(chǎn)生大量的污泥，其數(shù)量約占處理水量的0.3%-0.5%，污泥的處理投資及運(yùn)行成本非常巨大，用于污泥處理的費(fèi)用一般占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的20%_50%，給污水處理帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。污泥脫水的關(guān)鍵是改善污泥的脫水性能，當(dāng)前傳統(tǒng)的處理方法是通過投加絮凝劑先進(jìn)行調(diào)理，然后壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水，形成含水率60%左右的污泥外運(yùn)進(jìn)行填埋、發(fā)酵制肥等。投加絮凝劑預(yù)處理方法是通過絮凝劑的絮凝作用，減小了污泥和水的親和力，改變了污泥中水分的存在形式，中和污水中相反的電荷，壓縮雙電層，對(duì)已脫穩(wěn)的凝聚顆粒起吸附架橋的作用，使其快速形成大的絮體，從而使膠體脫穩(wěn)凝聚，實(shí)現(xiàn)固液分離。絮凝劑投加量以占污泥固體干重的百分比計(jì)，不同的絮凝劑投加量會(huì)有所區(qū)別。雖然通過投加絮凝劑的方法能顯著改善污泥的脫水性能，但是由于需要大量的絮凝劑，不僅增加污泥處理的成本，而且大量的絮凝劑會(huì)增加到脫水后的污泥中，加大污泥的處理量。其他預(yù)處理方法如超聲處理需要消耗的大量熱量，且需要增設(shè)超聲處理裝置;采用生物法和熱力學(xué)法需要消耗生物制劑及熱量。
[0004]采用冷凍方法對(duì)污泥進(jìn)行前期預(yù)處理，污泥經(jīng)過反復(fù)冷凍后可破壞污泥與水的結(jié)合力和破壞膠體的結(jié)構(gòu)(類似于冷凍后的內(nèi)置豆腐)，使膠體脫穩(wěn)凝聚且細(xì)胞膜破裂，使得用機(jī)械方法難以去除的細(xì)胞內(nèi)部水滲析出來形成機(jī)械方法易以去除的間隙水，污泥顆粒迅速沉降，脫水速度比冷凍前高幾十倍，采用冷凍方法不要添加藥劑，可節(jié)約藥劑成本，且不會(huì)額外增加后期的污泥處理量，再結(jié)合污泥后續(xù)處理方法，完成污泥深度減量化處理。
[0005]然而，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)污泥的冷凍主要依賴自然環(huán)境，即在寒冷的天氣下將污泥置于室外依靠自然環(huán)境降溫至-1o°c左右進(jìn)行冷凍和解凍，但效率低、耗時(shí)長(zhǎng)，且如果正在南方地區(qū)或者非冬天情況下無法操作，自然條件要求較為苛刻。另外，現(xiàn)有技術(shù)使用外力對(duì)污泥進(jìn)行冷凍和解凍需要對(duì)污泥進(jìn)行制冷和制熱雙重的能量，污泥干燥后的焚燒預(yù)熱無法回收利用，成本非常高，故難以推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的增加絮凝劑會(huì)增加污泥處理量以及冷凍效率低、無法回收焚燒余熱的問題，提供了一種處理過程不會(huì)增加污泥處理量，冷凍效率高且能量利用率高的污水污泥深度處理方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的污水污泥深度處理方法，基于污泥處理裝置，所述的污泥處理裝置包括污泥冷凍容器、干燥裝置、冷凍干燥能量循環(huán)系統(tǒng)和余熱回收裝置，所述的冷凍干燥能量循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器以及設(shè)置于污泥冷凍容器中的第一換熱器，壓縮機(jī)的出氣端與冷凝器連接，冷凝器經(jīng)節(jié)流元件與蒸發(fā)器連接，蒸發(fā)器經(jīng)第一換熱器與壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接;所述的冷凝器通過氣體管道與干燥裝置底部相連通，蒸發(fā)器與通過氣體管道與干燥裝置頂部相連通，同時(shí)所述的冷凝器與蒸發(fā)器通過氣體管道相連通;所述的余熱回收裝置包括余熱鍋爐和設(shè)置于余熱鍋爐內(nèi)的導(dǎo)熱油管，導(dǎo)熱油管的兩端延伸出余熱鍋爐，并與第二換熱器連接，導(dǎo)熱油進(jìn)入第二換熱器將熱量傳遞給空氣，加熱后的空氣被分別輸入干燥裝置和污泥冷凍容器，以供污泥的干燥和解凍；
所述的污水污泥處理方法包括以下步驟:
1)由冷凍干燥能量循環(huán)系統(tǒng)對(duì)污泥冷凍容器中的污泥進(jìn)行持續(xù)冷凍，持續(xù)冷凍后對(duì)污泥解凍，如此反復(fù)多次冷凍解凍；
2)在壓濾裝置中對(duì)經(jīng)冷凍解凍處理結(jié)束后的污泥進(jìn)行脫水，分壓濾階段和壓榨脫水階段，使污泥被壓濾成低含水率的大塊泥餅狀污泥；
3)大塊泥餅狀污泥在破碎裝置中進(jìn)行破碎，形成小的污泥顆粒；
4)將破碎后的污泥顆粒輸送進(jìn)入到污泥干燥裝置內(nèi)進(jìn)行干燥，由冷凍干燥能量循環(huán)系統(tǒng)通過冷凝器放熱，將熱量傳遞給空氣，熱空氣進(jìn)入污泥干燥裝置對(duì)污泥顆粒進(jìn)行干燥。
[0008]5)干燥后的污泥顆粒被送入焚燒裝置中進(jìn)行焚燒，焚燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐，導(dǎo)熱油管吸收高溫?zé)煔獾臒崃浚鬟f至第二換熱器，被冷凝器加熱后的空氣進(jìn)入到第二換熱器繼續(xù)吸收熱量，形成高溫空氣，高溫空氣經(jīng)過風(fēng)機(jī)加壓后，分別通過熱氣管道進(jìn)入干燥裝置和污泥冷凍容器。從而將余熱鍋爐內(nèi)的熱量用于污泥解凍和污泥顆粒的干燥。
[0009]采用以上方法，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):采用本發(fā)明，利用了冷凍干燥能量循環(huán)系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)污泥冷凍容器內(nèi)污泥的冷凍和對(duì)干燥裝置內(nèi)的污泥的干燥，工質(zhì)在壓縮機(jī)作用下，輸出高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)，經(jīng)過冷凝器，工質(zhì)中的熱量被空氣吸收，將熱量傳遞給空氣，空氣溫度升高，工質(zhì)溫度降低，熱空氣通入干燥裝置內(nèi)對(duì)物料進(jìn)行干燥，工質(zhì)被冷凝變?yōu)楦邏阂簯B(tài)，高壓液態(tài)工質(zhì)經(jīng)過節(jié)流元件降壓后變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)工質(zhì)，低壓液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入到蒸發(fā)器，吸收蒸發(fā)器內(nèi)的空氣熱量(從物料頂部出來的空氣)，對(duì)空氣降溫，飽和空氣降溫后，其所能容納的水分降低，多余的水分凝結(jié)成液態(tài)水通過蒸發(fā)器的積水盤排走，工質(zhì)吸熱后由低壓液態(tài)變?yōu)榈蛪簹鈶B(tài)(如果工質(zhì)吸收空氣的熱量不夠多的話，只能保證部分液態(tài)的工質(zhì)蒸發(fā)成氣態(tài)工質(zhì)，而剩余部分的液態(tài)工質(zhì)以及氣態(tài)工質(zhì)形成兩相工質(zhì))進(jìn)入到第一換熱器，工質(zhì)吸收第一換熱器中污泥的熱量，將污泥降溫至所需要的冷凍溫度_10 °C?-15 °C (此溫度范圍較佳，但不限于這一數(shù)值范圍)，此時(shí)液體工質(zhì)則被氣化成氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)入到壓縮機(jī)內(nèi)。污泥冷凍容器內(nèi)污泥經(jīng)過多次冷凍解凍(解凍可自然解凍)，破壞了污泥的結(jié)構(gòu)，經(jīng)解凍的污泥進(jìn)入壓濾裝置，壓濾裝置將污泥壓成大塊餅狀污泥，再送入破碎裝置進(jìn)行破碎形成污泥顆粒，污泥顆粒在干燥裝置中進(jìn)行干燥，實(shí)現(xiàn)了污泥的階段性處理。由于不用污泥中加入化學(xué)制劑，故處理過程不會(huì)增加污泥處理量，工質(zhì)能量的循環(huán)利用大大提高了污泥的冷凍效率；只需通過花費(fèi)少量的壓縮機(jī)能量，工質(zhì)可將冷凍容器內(nèi)數(shù)倍于壓縮機(jī)能耗的熱量“搬運(yùn)”到干燥箱內(nèi)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥的冷凍及污泥干燥，即解決了冷凍需要的冷量來源，又解決了干燥需要的熱量來源，使得冷量及熱量達(dá)到一個(gè)非常好的平衡，大大提高了熱量使用效率，節(jié)能效果明顯;余熱鍋爐內(nèi)的熱量被回收用于污泥的解凍和污泥顆粒的干燥，進(jìn)一步提升了能量利用率。
[0010]作為優(yōu)選，所述的污泥冷凍容器為多個(gè)，第一換熱器與污泥冷凍容器一一對(duì)應(yīng)，多個(gè)污泥冷凍容器中的第一換熱器的兩端分別通過工質(zhì)換向閥與蒸發(fā)器和壓縮機(jī)連接，污泥冷凍容器的底部設(shè)有過濾結(jié)構(gòu)，多個(gè)污泥冷凍容器的底部通過液體換向閥并經(jīng)液體管道與壓濾裝置連通。這樣，在一個(gè)污泥冷凍容器中的污泥進(jìn)行冷凍之時(shí)，部分污泥冷凍容器的污泥進(jìn)行自然解凍，已經(jīng)解凍好的則直接輸送至壓濾裝置中，從而提高處理效率，能夠進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。
[0011]作為優(yōu)選，所述的干燥裝置包括干燥箱和污泥翻板機(jī)構(gòu)，所述的污泥翻板機(jī)構(gòu)，水平排布在干燥箱內(nèi)的不同豎直高度上，所述的污泥翻板機(jī)構(gòu)交錯(cuò)排布，最底部層的一個(gè)污泥翻板機(jī)構(gòu)伸出干燥箱外。這樣，污泥經(jīng)破碎后進(jìn)入干燥裝置，首先落入污泥翻板機(jī)構(gòu)最上層，隨著污泥翻板機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)，污泥落在下一層的污泥翻板機(jī)構(gòu)上，下一層的污泥翻板機(jī)構(gòu)再換向傳動(dòng)