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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201610783361.7(22)申请日2016.08.31(71)申请人湖南恒凯环保科技投资有限公司地址410000湖南省长沙市高新区竹韵路68号恒凯环保集团科技产业园(72)发明人邹先军 毛永强 冉启洋 李贤 李晶 徐丽 (74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人魏娟(51)Int.Cl.C02F11/02(2006.01)C02F11/12(2006.01)F23G7/00(2006.01)(54)发明名称一种城镇污泥处理工艺(57)摘要本发明公开了一种城镇污泥处理工艺，该工艺是将污泥脱水后与调理剂及干化返料混合均匀，得到混合物料；混合物料采用多层立式混翻发酵塔进行高温好氧发酵；发酵物料通过带式干燥机干燥；干燥物料采用流化床焚烧炉进行焚烧处理；该方法能有效实现了污泥的稳定化、无害化、减量化和资源化处理，且处理过程不需要添加其他任何辅助燃料，运行成本低，装置占地面积小，能实现过程的全自动控制。权利要求书2页说明书6页附图1页CN106365399A2017.02.01CN106365399A1.一种城镇污泥处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：1)将污泥脱水后，与调理剂及干化返料混合均匀，得到含水率为60％～65％的混合物料；2)所述混合物料采用多层立式混翻发酵塔进行高温好氧发酵；所述高温好氧发酵的条件为：氧气体积浓度为20～30％，温度为55～65℃，时间为3～4天；3)发酵物料通过带式干燥机干燥；所述干燥采用80～90℃的低温热空气进行换热干燥，干燥物料含水率为40～50％；4)干燥物料采用流化床焚烧炉进行焚烧处理。2.根据权利要求1所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：所述污泥脱水至含水率为75％～80％后，与调理剂及干化返料按质量比100：5～15：10～20混合，得到含水率为60％～65％的混合物料；所述的调理剂包括谷壳和/或桔梗。3.根据权利要求1或2所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：所述的脱水通过隔膜压滤机或卧式离心机实现；所述的混合通过梨刀式污泥混合机实现。4.根据权利要求1所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：所述多层立式混翻发酵塔的塔体顶部设有布料门，塔体内部由上至下设有三层可翻转的发酵床，将塔体内部分隔成四个发酵室，塔体底部设有受料斗；每个发酵室的塔体外壁分别连接有用于排出氧化产物水的接水管和用于通入含氧空气的进风管，相邻两层发酵室的进风管进风方向相互垂直。5.根据权利要求4所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：所述混合物料由多层立式混翻发酵塔塔顶进入，依次经过三层发酵床连续高温好氧发酵后，从多层立式混翻发酵塔塔底排出。6.根据权利要求1所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：所述干燥物料从流化床焚烧炉的下部进入，在流化床焚烧炉底部喷入的高压空气作用下，呈悬浮状态进行焚烧；当流化床焚烧炉内温度高达820～870℃时，将焚烧混合产物从流化床焚烧炉的顶部排出，进入旋风分离器进行气固分离；分离出的高温烟气经一级空气换热器换热，温度降至570～630℃，再进入二级空气换热器换热，温度降至150～170℃；一级空气换热器产生的热空气作为流化床焚烧炉的助燃空气，二级空气换热器产生的低温热空气作为带式干燥机的干燥热源。7.根据权利要求1或6所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：所述的流化床焚烧炉采用分级送风技术，一次风通过流化床焚烧炉炉体底部的布风板送入流化床焚烧炉内，二次风通过流化床焚烧炉内流化床稀相区的下部送入流化床焚烧炉内。8.根据权利要求1或6所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：干燥物料在流化床焚烧炉内停留时间大于2秒以上。9.根据权利要求1所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：所述流化床焚烧炉产生的高温烟气依次经过旋风除尘器回收粉尘、换热器回收热量、烟气净化系统净化处理后排空；所述烟气净化系统采用旋风除尘、活性炭吸附、布袋除尘器和碱溶液洗涤相结合的尾气净化方式。权 利 要 求 书1/2页2CN106365399A210.根据权利要求1所述的城镇污泥处理工艺，其特征在于：多层立式混翻发酵塔内排出的发酵尾气和带式干燥机产生的尾气，进入生物除臭系统；所述生物除臭系统通过含微生物的固体填料对臭味物质进行吸收、分解。权 利 要 求 书2/2页3CN106365399A3一种城镇污泥处理工艺技术领域[0001]本发明涉及一种城镇污泥处理工艺，特别涉及一种高温好氧发酵+带式干燥机干燥+流化床焚烧炉焚烧联合处理城镇污泥的工艺，属于污泥处理技术领域。背景技术[0002]目前国内城镇污水处理厂产生的污泥主要有以下几种处理处置工艺：[0003]1、浓缩+深度脱水+就地填埋[0004]工艺特点：[0005]该工艺是最简单、最直接的污泥处理工艺，由于调质剂的加入，污泥增重较多，同时污泥中的有效成分和能量未能加以利用，且填埋后可能对环境造成二次污染。[0006]2、浓缩+脱水+好氧发酵+土地利用[0007]工艺特点：[0008]好氧发酵的最终代谢物是CO2、H2O和热量，大量热量的释放使污泥维持持续高温，降低污泥的含水率，有效地杀灭病原体、寄生虫卵和杂草种子，使污泥达到减量化、稳定化、无害化、资源化目的。[0009]3、浓缩+脱水+干燥+焚烧(协同焚烧)[0010]工艺特点：[0011]①干化焚烧减量化和稳定化程度较高，占地面积较小；[0012]②含水率降低明显，减容量大，一般可减容80％～90％，可节约大量填埋场地和运输费用；[0013]③污泥中的病原体被彻底消灭，无害化程度高；[0014]④该方法容易受到外部条件的制约。[0015]4、浓缩+脱水+中温厌氧消化+压滤+土地利用。[0016]工艺特点：[0017]①可对有机物进行降解，使污泥稳定化，不会腐臭，避免在运输及最终处置过程中对环境造成不利影响；[0018]②通过厌氧过程对有机物进行降解，减少污泥量，同时可以改善污泥的脱水性能，减少污泥脱水的药剂消耗，降低污泥含水率；[0019]③可回收生物质能源(产沼气)，降低污水处理厂能耗及减少温室气体排放；[0020]④该方法一般适用于北方污泥，因其有机质含量较高，但对有机质含量较低的南方污泥就不太适用。[0021]目前，污泥的堆肥化技术发展较快，涌现了多种能提高污泥堆肥效率的新技术，随着研究的深入，污泥堆肥工艺及装置的局限性开始显现：占地面积大；堆肥周期长；臭气污染严重；有机质损耗大(好氧呼吸)，损耗达60％～70％；堆肥过程受环境气候的影响较大，技术风险大。说 明 书1/6页4CN106365399A4发明内容[0022]针对现有的处理城镇污泥的技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种能有效实现了污泥的稳定化、无害化、减量化和资源化处理的方法，该方法处理污泥过程不需要添加其他任何辅助燃料，运行成本低，装置占地面积小，能实现过程的全自动控制。[0023]为了实现上述技术目的，本发明提供了一种城镇污泥处理工艺，该工艺包括以下步骤：[0024]1)将污泥脱水后，与调理剂及干化返料混合均匀，得到含水率为60％～65％的混合物料；[0025]2)所述混合物料采用多层立式混翻发酵塔进行高温好氧发酵；所述高温好氧发酵的条件为：氧气体积浓度为20～30％，温度为55～65℃，时间为3～4天；[0026]3)发酵物料通过带式干燥机干燥；所述干燥采用80～90℃的低温热空气进行换热干燥，干燥物料含水率为40～50％；[0027]4)干燥物料采用流化床焚烧炉进行焚烧处理。[0028]传统的处理污泥过程为单纯处理过程，而本发明的技术方案实现了污泥的资源化综合利用。本发明的技术方案将污泥进行初步脱水后，进行高温好氧发酵。在高温好氧发酵过程中，利用微生物代谢作用来分解污泥中的有机质，在升温过程中可有效杀灭病原菌，同时可使水分蒸发，因此污泥的高温好氧发酵既可以作为污泥利用的前处理手段，又可以降低污泥含水率、提高污泥热值；污泥高温好氧发酵完成后，其含水率可降低到55％左右；好氧发酵后的污泥可直接进行热干化将其含水率降低到45％左右；通过高温好氧发酵处理过的污泥在焚烧炉内能实现自持燃烧，不需要添加其他辅助燃料，污泥焚烧后减量化达90％左右，焚烧后的残渣用于生产建筑材料；以达到污泥处理减量化、稳定化、无害化和资源化的目的。[0029]优选的方案，所述污泥脱水至含水率为75％～80％后，与调理剂及干化返料按质量比100：5～15：10～20混合，得到含水率为60％～65％的混合物料。[0030]较优选的方案，所述干化返料为带式干燥机干燥后的干燥物料。干燥物料返回一部分进行配料。[0031]优选的方案，调理剂包括谷壳和/或桔梗。[0032]优选的方案，脱水通过隔膜压滤机或卧式离心机实现。[0033]优选的方案，混合通过梨刀式污泥混合机实现。[0034]优选的方案，所述多层立式混翻发酵塔的塔体顶部设有布料门，塔体内部由上至下设有三层可翻转的发酵床，将塔体内部分隔成四个发酵室，塔体底部设有受料斗；每个发酵室的塔体外壁分别连接有用于排出氧化产物水的接水管和用于通入含氧空气的进风管，相邻两层发酵室的进风管进风方向相互垂直。[0035]较优选的方案，所述混合物料由多层立式混翻发酵塔塔顶进入，依次经过三层发酵床连续高温好氧发酵后，从多层立式混翻发酵塔塔底排出。[0036]优选的方案，所述干燥物料从流化床焚烧炉的下部进入，在流化床焚烧炉底部喷入的高压空气作用下，呈悬浮状态进行焚烧；当流化床焚烧炉内温度高达820～870℃时，将焚烧混合产物从流化床焚烧炉的顶部排出，进入旋风分离器进行气固分离；分离出的高温说 明 书2/6页5CN106365399A5烟气经一级空气换热器换热，温度降至570～630℃，再进入二级空气换热器换热，温度降至150～170℃；一级空气换热器产生的热空气作为流化床焚烧炉的助燃空气，二级空气换热器产生的低温热空气作为带式干燥机的干燥热源。[0037]较优选的方案，流化床焚烧炉采用分级送风技术，一次风通过流化床焚烧炉炉体底部的布风板送入流化床焚烧炉内，二次风通过流化床焚烧炉内流化床稀相区的下部送入流化床焚烧炉内。[0038]较优选的方案，干燥物料在流化床焚烧炉内停留时间大于2秒以上。[0039]较优选的方案，所述流化床焚烧炉产生的高温烟气依次经过旋风除尘器回收粉尘、换热器回收热量、烟气净化系统净化处理后排空；所述烟气净化系统采用旋风除尘、活性炭吸附、布袋除尘器和碱溶液洗涤相结合的尾气净化方式。[0040]优选的方案，多层立式混翻发酵塔内排出的发酵尾气和带式干燥机产生的尾气，进入生物除臭系统；所述生物除臭系统通过含微生物的固体填料对臭味物质进行吸收、分解。[0041]本发明的技术方案中在高温好氧发酵过程中，达到55～65℃高温阶段的升温时间为3～5h。[0042]本发明的技术方案主要用于处理城镇污泥，特别是污水处理厂的污泥。污泥经过初步脱水至含水率在75％～80％后，置于特殊的多层立式混翻发酵塔中进行高温好氧发酵，使污泥含水率降低到55％左右，然后用低温热空气对污泥进行热干化，使污泥含水率降低到45％左右，最后将污泥进行焚烧处置，彻底达到无害化、稳定化、减量化和资源化的治理目标，经过处理的污泥减量化程度达到90％以上。[0043]本发明的技术方案中的采用的多层立式混翻发酵塔参见(CN 205420210U)公开的“一种多层立式混翻发酵塔”。采用多层立式混翻发酵塔，使其不受空间环境限制，灵活组合，完成污泥的好氧发酵；优化设计供氧装置，本装置采用环绕式供氧。污泥在好氧发酵过程中，经常会出现堆体中心区域缺氧，导致臭气的产生，使发酵不充分且效率低下，本装置的供氧系统，刚好处于堆体中心的位置，由中心向周围供氧，克服供氧不足的问题，同时，对发酵塔内部温度进行在线监测，并与发酵塔供风系统进行连锁，确保发酵塔内温度能长时间稳定在高温区55～65℃。[0044]本发明的技术方案对污泥调理工艺包括脱水及配入辅料。将污水处理厂产生的污泥先采用隔膜压滤机或卧式离心机