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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201710061232.1(22)申请日2017.01.25(71)申请人云南水务投资股份有限公司地址650000云南省昆明市高新区海源中路1088号和成国际A座16楼(72)发明人罗宇煊 张传健 陈亮 邹新国 高伟 叶峰 (74)专利代理机构昆明正原专利商标代理有限公司53100代理人金耀生 于洪(51)Int.Cl.C02F11/12(2006.01)C02F11/14(2006.01)C02F11/10(2006.01)C10B53/00(2006.01)F23G7/06(2006.01)(54)发明名称一种污泥处理系统及处理工艺(57)摘要本发明涉及一种污泥处理系统及处理工艺，属于水处理技术领域。该工艺将污泥首先经污泥浓缩池稳定泥质泥量；之后进入污泥调理池通过调理剂的投加进行污泥破壁；而后进入高压机械板框压滤机压滤至含水率为55%~60%；接着进入污泥干燥炉，通过污泥炭化炉产生的低温烟气进行间接的热交换后，将脱水污泥干燥到含水量为10%以下；再进入污泥炭化炉，通过焚烧热风炉产生的高温烟气将干燥污泥热解产生生物炭及尾气；污泥干燥炉及污泥炭化炉产生的尾气进入尾气净化塔净化及分离，产生的可燃气体及废油至焚烧热风炉内进行焚烧；生物炭进行综合利用。本发明能够经济、高效地处理污水处理厂污泥，从而可实现污水处理厂污泥的综合利用。权利要求书1页说明书7页附图1页CN106746468A2017.05.31CN106746468A1.一种污泥处理系统，其特征在于，包括污泥浓缩池（1）、污泥调理池（2）、高压机械板框压滤机（3）、污泥干燥炉（4）、污泥炭化炉（5）、生物炭冷却设备（6）、调理剂加药系统（7）、焚烧热风炉（8）、尾气净化塔（9）、尾气风机（10）、贮气罐（11）和油水分离器（12）；所述的污泥浓缩池（1）的污泥出口与污泥调理池（2）的污泥进口通过管道相连；调理剂加药系统（7）的加药出口与污泥调理池（2）的加药口通过管道相连；污泥调理池（2）的污泥出口与高压机械板框压滤机（3）的入口通过管道相连；高压机械板框压滤机（3）的污泥出口与污泥干燥炉（4）的污泥入口通过管道相连；污泥干燥炉（4）的污泥出口与污泥炭化炉（5）的污泥入口通过管道相连；污泥炭化炉（5）的生物炭出口与生物炭冷却设备（6）通过管道相连；焚烧热风炉（8）的烟气出口与污泥炭化炉（5）的进气口通过管道相连；污泥炭化炉（5）的出气口与污泥干燥炉（4）的进气口通过管道相连；污泥干燥炉（4）的出气口与尾气净化塔（9）的进气口通过管道相连；尾气净化塔（9）的可燃气体出口与尾气风机（10）的进风口通过管道相连；尾气风机（10）的出风口与贮气罐（11）的进气口通过管道相连；贮气罐（11）的出气口与焚烧热风炉（8）的进气口通过管道相连；尾气净化塔（9）的含油废水出口与油水分离器（12）的进水口通过管道相连；油水分离器（12）的废油出口与焚烧热风炉（8）的进油口通过管道相连。2.一种污泥处理工艺，采用权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1），污水处理厂在水处理过程中产生的污泥进入污泥浓缩池（1）中稳定泥质泥量并使其含水率达到98%~99%，之后污泥进入污泥调理池（2），通过调理剂加药系统（7）投加调理剂至污泥絮体和污泥细胞膜发生破壁效果；步骤（2），将经步骤（1）调理得到的污泥进入高压机械板框压滤机（3）压滤至含水率降低至55%~60%，得到脱水污泥；步骤（3），将步骤（2）得到的脱水污泥送入污泥干燥炉（4）中，利用污泥炭化炉（5）输送来的温度为359℃~400℃的低温烟气进行干燥，干燥至污泥含水量为10%以下；步骤（4），经步骤（3）干燥的污泥进入污泥炭化炉（5）中，通过焚烧热风炉（8）输送来的温度为700℃~800℃高温烟气进行热解，将经步骤（3）干燥的污泥热解成尾气和生物炭；步骤（5），步骤（4）得到的生物炭进入生物炭冷却设备（6）中进行冷却，冷却至40℃~50℃；冷却后的生物炭装袋运出进行综合利用；步骤（6），污泥干燥炉（4）中产生的尾气进入尾气净化塔（9）中，采用湿法脱酸的方法对进行尾气净化，得到可燃气体和含油废水；步骤（7），步骤（6）得到的可燃气体通过尾气风机（10）进入贮气罐（11）中，之后供给至用焚烧热风炉（8）进行焚烧；步骤（6）得到的含油废水通过油水分离器（12）进行油水分离，分离后的废油送入焚烧热风炉（8）进行焚烧处理，废水则排到污水厂进行处理。3.根据权利要求2所述的污泥处理工艺，其特征在于，所述的生物炭冷却设备（6）采用冷却循环水与生物炭进行热交换来冷却。4.根据权利要求2所述的污泥处理工艺，其特征在于，所述的调理剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铁和粉煤灰中一种或几种的混合物。权 利 要 求 书1/1页2CN106746468A2一种污泥处理系统及处理工艺技术领域[0001]本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种污泥处理系统及处理工艺，尤其涉及一种污水处理厂在水处理过程中产生的污泥的处理系统及处理工艺。背景技术[0002]随着我国污水处理工作的发展，水污染问题得到了有效缓解，但污水厂污泥产量却越来越大。污泥量占污水量的0.3％～0.5％(体积)或污水处理量的1％～2％，如果进行深度处理，污泥量会增加0.5～1倍。由于污泥处理技术难度高、投资大、回报不确定等因素，国内涉足此领域的企业少且规模小，与国外先进国家相比差距较大。在我国现有的污水处理设施中，有污泥稳定化处理设施的不到25％，处理工艺和配套设备完善的不到10％。污泥期特点是：(1)重金属含量高，污水处理过程中50％重金属转移至污泥中；(2)有机质及N、P含量高，有机质含量在25％～50％之间，N含量在2％～5％之间，P含量在0.5％～2％之间；(3)热值高，热值可达到9MJ/KG～20MJ/KG(污泥干基热值)。目前，污泥处理及资源化新技术的研究已成为国内外环保工作者极为关心的一项热门研究课题。[0003]目前，国内现有污泥的处理技术有如下4种：[0004](1)卫生填埋[0005]污泥的卫生填埋目前已发展成为一项比较成熟的污泥处置技术。其优点是投资少、容量大、见效快。基本方式是城市污泥经过简单的脱水及灭菌处理，直接倾倒于填埋场、低地或谷地制造人工平原。它对前期的污泥处理技术要求较低，一般进行消化减容或让其自然干化即可。因此它需要大面积的场地和大量的运输费用，且地基需作防渗处理以免污染地下水，故近年来污泥填埋处置所占比例越来越小，因为填埋并不能最终避免环境污染，而只是延缓了产生时间。[0006](2)焚烧[0007]焚烧可达最大限度减量的目的。焚烧可破坏全部有机质，杀死一切病原体。如果城市卫生要求高或污泥有毒物质含量高，则会使污泥无法再利用，但污泥自身的燃烧热值较大时，可采用焚烧方法进行处理。但污泥焚烧后的灰分，目前还没有合理的处理方法。焚烧过程中产生的烟气还会造成二次污染。此外，污泥焚烧处理消耗大量能源，不经济且成本昂贵。[0008](3)厌氧消化[0009]厌氧消化利用厌氧微生物的分解作用，使污泥中的有机物分解并趋于稳定。厌氧消化一般是在密闭的消化槽内，在30℃下贮停30天左右，主要是通过兼性厌氧细菌和厌氧细菌的作用使有机物分解，最终生成以甲烷为主的沼气。厌氧消化处理能达到污泥减量的目的，且可以回收一部分能源，也为后续处理减轻负担。但消化后污泥含水率较高，仍需进一步脱水。[0010](4)堆肥[0011]堆肥是利用污泥中的微生物进行发酵的过程。在污泥中加入一定比例的膨松剂和说 明 书1/7页3CN106746468A3调理剂(如秸杆、稻草、木屑或生活垃圾等)，利用微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖质。经过堆肥的污泥质地疏松，阳离子交换量(CEC)显著增加、容重减小、可被植物利用的营养成分增加、病原菌和寄生虫卵几乎全被杀灭。但堆肥后污泥中砷、铜、铬、汞等重金属和有毒有害物质无法去除，易造成污染物的转移。[0012]几种典型的国内外污泥处置工艺工程运用情况列表如表1所示。[0013]表1[0014][0015][0016]为了更合理综合利用污泥中的有机物及其热值，特别是解决污泥处理过程中重金属含量高、投资费用高、管理复杂、运行成本高的问题。必须采用能够满足更先进、更经济、更高效的垃圾渗滤液处理新工艺。因此如何克服现有技术的不足是目前水处理技术领域亟需解决的问题。发明内容[0017]本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种污泥处理系统及处理工艺，本发明工艺利用物化、干燥、炭化技术联用对污泥进行直接处理，可达到资源化利用。[0018]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：[0019]一种污泥处理系统，包括污泥浓缩池、污泥调理池、高压机械板框压滤机、污泥干燥炉、污泥炭化炉、生物炭冷却设备、调理剂加药系统、焚烧热风炉、尾气净化塔、尾气风机、贮气罐和油水分离器；说 明 书2/7页4CN106746468A4[0020]所述的污泥浓缩池的污泥出口与污泥调理池的污泥进口通过管道相连；调理剂加药系统的加药出口与污泥调理池的加药口通过管道相连；污泥调理池的污泥出口与高压机械板框压滤机的入口通过管道相连；高压机械板框压滤机的污泥出口与污泥干燥炉的污泥入口通过管道相连；污泥干燥炉的污泥出口与污泥炭化炉的污泥入口通过管道相连；污泥炭化炉的生物炭出口与生物炭冷却设备通过管道相连；[0021]焚烧热风炉的烟气出口与污泥炭化炉的进气口通过管道相连；[0022]污泥炭化炉的出气口与污泥干燥炉的进气口通过管道相连；[0023]污泥干燥炉的出气口与尾气净化塔的进气口通过管道相连；[0024]尾气净化塔的可燃气体出口与尾气风机的进风口通过管道相连；尾气风机的出风口与贮气罐的进气口通过管道相连；贮气罐的出气口与焚烧热风炉的进气口通过管道相连；[0025]尾气净化塔的含油废水出口与油水分离器的进水口通过管道相连；油水分离器的废油出口与焚烧热风炉的进油口通过管道相连。[0026]本发明还提供一种污泥处理工艺，采用上述的污泥处理系统，包括如下步骤：[0027]步骤(1)，污水处理厂在水处理过程中产生的污泥进入污泥浓缩池中稳定泥质泥量并使其含水率达到98％～99％，之后污泥进入污泥调理池，通过调理剂加药系统投加调理剂至污泥絮体和污泥细胞膜发生破壁效果；[0028]步骤(2)，将经步骤(1)调理得到的污泥进入高压机械板框压滤机压滤至含水率降低至55％～60％，得到脱水污泥；[0029]步骤(3)，将步骤(2)得到的脱水污泥送入污泥干燥炉中，利用污泥炭化炉输送来的温度为359℃～400℃的低温烟气进行干燥，干燥至污泥含水量为10％以下；[0030]步骤(4)，经步骤(3)干燥的污泥进入污泥炭化炉中，通过焚烧热风炉输送来的温度为700℃～800℃高温烟气进行热解，将经步骤(3)干燥的污泥热解成尾气和生物炭；[0031]步骤(5)，步骤(4)得到的生物炭进入生物炭冷却设备中进行冷却，冷却至40℃～50℃；冷却后的生物炭装袋运出进行综合利用；[0032]步骤(6)，污泥干燥炉中产生的尾气进入尾气净化塔中，采用湿法脱酸的方法对进行尾气净化，得到可燃气体和含油废水；[0033]步骤(7)，步骤(6)得到的可燃气体通过尾气风机进入贮气罐中，之后供给至用焚烧热风炉进行焚烧；步骤(6)得到的含油废水通过油水分离器进行油水分离，分离后的废油送入焚烧热风炉进行焚烧处理，废水则排到污水厂进行处理。[0034]进一步，优选的是，所述的生物炭冷却设备采用冷却循环水来对生物炭进行冷却。[0035]进一步，优选的是，所述的调理剂为聚丙烯酰胺、聚合氯化铁和粉煤灰中一种或几种的混合物。当为混合物时，各组分之间的比例没有要求。本发明所采用的调理剂不限于此，本领域中常规使用的污水调理剂均可。[0036]污泥干燥炉：通过焚烧热风炉焚烧产生的低温烟气与污泥进行间接的热交换，将经过高压机械板框压滤机脱水后的污泥进行干燥