污泥处理系统及使用其处理污泥的方法技术方案

本发明专利技术提供一种污泥处理系统及使用其处理污泥的方法。本污泥处理系统包括蒸汽发生装置与热水解装置，热水解装置利用蒸汽发生装置输出的蒸汽将热水解装置预热，达到预热温度后接收污泥，并且利用蒸汽发生装置输出的蒸汽使热水解装置内的污泥热水解，经热水解的污泥然后经过能量回收装置降温和降压，排出的水解污泥经脱水干燥装置生成含固率在65％～78％的颗粒状生物碳土，处理过程还通过恶臭气体处理装置全程去除恶臭气体。本发明专利技术的污泥处理系统和方法使污泥热水解反应充分，无需加入化学试剂，脱水污泥含固率高，通过能量回收节约能量及用水量，且全程去除恶臭气体，卫生环保。

Sludge treatment system and method for treating sludge thereof

The invention provides a sludge treatment system and a method for treating sludge. The sludge treatment system includes a steam generating device and a hot water decomposition device. The hot water decomposition device preheates the hot water decomposition device by using the steam output from the steam generating device, and receives the sludge after reaching the preheating temperature. The sludge in the hot water decomposition device is decomposed by the steam output from the steam generating device, and then the sludge is decomposed by hot water. After cooling and pressure reduction by energy recovery device, the discharged hydrolytic sludge is dewatered and dried to produce granular Biocharcoal with solid content of 65%-78%. The odor gas is removed through odor gas treatment device in the whole treatment process. The sludge treatment system and method of the present invention make the sludge hydrolysis react sufficiently without adding chemical reagents, and the solid content of dewatered sludge is high. Energy and water consumption are saved by energy recovery, and odorous gas is removed throughout the process, which is hygienic and environmentally friendly.

【技术实现步骤摘要】
污泥处理系统及使用其处理污泥的方法
本专利技术涉及污泥处理系统，更具体地涉及用于处理城镇污水处理厂脱水污泥的污泥处理系统。本专利技术还涉及使用该污泥处理系统处理污泥的方法。
技术介绍
城镇污水处理厂脱水污泥是指城镇污水处理厂在处理过程中产生的污泥，经离心脱水机脱水后，得到一种含固率达到15％～20％的，由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。其特征是含水率高、寄生虫卵、病原微生物含量高，易腐烂，有强烈的臭味。如不加以妥善处理，易造成二次污染。目前污泥的处理技术包括干化、焚烧、填埋和农业利用等。其中水热碳化以其低能耗、有效提高污泥脱水性以及降低污泥生态危害性等优势，成为研究污泥减量化与资源化的热点。《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》中也推荐高温高压热水解预处理(ThermalHydrolysisPre-Treatment)。在现有高温高压热水解预处理技术中，主要有2种路线，一种是60℃～170℃热水解+厌氧消化工艺。利用温度升高来进行微生物细胞破壁，释放有机物，从而提高厌氧消化效率，提供更多热能，从而加热污泥，实现能源循环利用。例如康碧(Cambi)公司运用热水解+厌氧消化工艺，得到含固率40％左右的生物碳土。如果污泥最终焚烧处理，需要进一步干化。另一种是基于美拉德反应的180℃以上温度的水热碳化(HydrothermalCarbonization)。研究发现，当温度超过175℃后，会大幅提高美拉德反应，促使水解的蛋白质的氨基和多糖的醛基发生缩聚反应，生成缩聚氨酸、氨氮及类黑素和腐殖酸等褐色物质，形成高附加值的多功能炭基材料(当前国际上流行的专业名称为水热炭)，可应用于燃料、土壤改良、CO2固定、污染物吸附等诸多领域。因此出现了水热碳化(超过180度)+压滤相结合的工艺路线。但水热碳化技术发展时间较短，在工艺性能如处理效率、碳土含固率、产率、炭土性能、能量利用率，装置可靠性，自动化程度等上仍有很大的提升空间。苏伊士国际公司发表的专利CN106103402A-具有高干燥度的污泥的连续热水解方法、专利CN106795024A-通过水热碳化和过滤干燥方法和干燥装置、CN201680002327-优化能源效率的水热碳化方法和装置，提出了污泥的水热碳化+过滤干燥方法，它是对脱水物料在0.6至3.5兆帕的碳化压力，和在140至300℃的碳化温度下的水热碳化和过滤干燥。其压力和温度范围宽，碳土性能和含固率有待提高，过滤干燥有待优化。潍坊金原微生物肥料有限公司发表的专利CN201611104585-基于水热碳化的城市污泥处理方法，该方法高温加热后再低温保持，进行水热碳化反应，脱水后于焚烧炉内深度干化，制得干污泥颗粒。其与本专利技术技术路线、成品均不同。深圳先进技术研究院发表的专利CN201621176805-一种基于水热碳化的污泥处理系统，该系统针对经脱水机脱水后污水厂污泥处理，先均质，再水热碳化釜反应，分离脱水机脱水，成型机压榨成形，最后干燥机干燥的系统路线。此专利系统与本专利系统原理相似，但技术路线不同。湖南军信污泥处置有限公司发表的专利CN201611240853-一种污泥热水解产生的高浓度恶臭气体处理的方法与装置,使用S1：热水解臭气洗涤及换热；S2：焚烧除臭；S3：化学洗涤除臭；S4：生物除臭，最后臭气达标排放。与本工艺气体处理线不同。北京顺鸿金建环境科技发展有限公司发表的专利CN201710151691-一种水热碳化处理污泥的方法、CN201710151692-一种水热碳化处理污泥制备肥料的方法、CN201710151693-一种水热碳化处理污泥制备燃料的方法，其特征在于加入酸催化剂，例如加入浓硫酸、浓硝酸等。浓硫酸和硝酸属于危险化学品，本专利技术不使用，更安全、经济。因此，本专利技术与其反应机理不同，工艺路线和装置不同。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改进的解决上述问题和缺陷的污泥处理系统和方法。根据本专利技术的一方面，提供一种污泥处理系统，包括：蒸汽发生装置，用于输出蒸汽；一种污泥处理系统，其特征在于，包括：蒸汽发生装置，用于输出第一压力及第一温度的蒸汽；热水解装置，与蒸汽发生装置流体密封地连接，以利用蒸汽发生装置输出的蒸汽将热水解装置预热到第二温度，热水解装置还包括污泥接收开口，用于在热水解装置预热到第二温度后接收污泥，并且利用蒸汽发生装置输出的蒸汽使热水解装置内的污泥达到第二压力，温度达到第三温度，进行热水解反应。通过利用蒸汽发生装置输出的蒸汽将热水解装置预热到第二温度，可使接收的污泥首先通过蒸汽稀释，提高流动性，促进与将接收的污泥加热到第三温度的蒸汽混合均匀，并且由于热水解装置被预热到第二温度，使得接收的污泥更易于被加热到第三温度，使得污泥热水解的温度更精确地控制。优选地，热水解装置通过设置在底部的喷嘴与蒸汽发生装置流体密封地连接，通过设置在热水解装置中部的污泥接收开口接收污泥，并且在热水解装置内还包括搅拌器，用于在利用蒸汽发生装置输出的蒸汽使污泥达到第二压力，温度达到第三温度过程中，以及进行热水解反应过程中，搅拌热水解装置中的污泥。喷嘴设置在热水解装置底板，污泥接收开口设置在热水解装置中部，可使得污泥从热水解装置中部的污泥接收开口下落过程中，与向上喷的蒸汽充分接触，促进污泥与蒸汽的混合均匀，促进污泥的加热，使得污泥热水解的温度更精确地控制。搅拌器可促进热水解装置底部的污泥与蒸汽的混合均匀，促进污泥的加热，使得污泥热水解的温度更精确地控制。喷嘴能够以湍流形式在一定速度下快速注入，并且在高速湍流作用下与脱水污泥快速均匀地混合，使污泥快速升温，进行热水解反应。优选地，热水解装置还包括设置在内部且在喷嘴之上的导流筒，用于与搅拌器配合促进污泥与蒸汽混合均匀。导流筒可将热水解装置底部的污泥及蒸汽向上循环，并且将热水解装置底部的污泥向下循环，由此促进污泥与蒸汽的上下混合，促进污泥的加热，使得污泥热水解的温度更精确地控制。优选地，热水解装置还包括设置在内部的多个温度传感器，并且搅拌器的转速可调节，当多个温度传感器的温度不一致时，增大搅拌器的转速以促进污泥与蒸汽混合均匀。温度传感器的设置可直观地了解热水解装置内污泥的温度分布，当温度分布不均匀时，说明污泥和蒸汽需要进一步混合，此时增大搅拌器的转速可促进污泥与蒸汽混合均匀，使得污泥热水解的温度更精确地控制。优选地，热水解装置还包括喷嘴冲洗装置，用于在喷嘴被污泥堵塞时冲洗喷嘴。设置在底部的喷嘴可能被污泥堵塞，喷嘴冲洗装置可及时进行喷嘴及蒸汽管路的清洗，不影响本专利技术的系统和方法的运行。优选地，还包括在热水解装置上游的污泥预热罐，在污泥预热罐上游的污泥搅拌装置，以及分别与污泥预热罐及污泥搅拌装置流体密封地连接的低压蒸汽发生器，低压蒸汽发生器使用回收能量加热产生第三压力及第四温度的蒸汽，由此使污泥搅拌装置实现污泥的搅拌以及污泥与蒸汽的初次混合，使污泥预热装置实现污泥与蒸汽的二次混合。低压蒸汽发生器利用回收能量产生蒸汽，预热污泥搅拌装置，使污泥易于搅拌和输送，低压蒸汽发生器产生的蒸汽也可预热污泥预热罐，使得污泥温度进一步提高，流动性增强，为后序在热水解装置中热水解做好准备，促进在热水解装置中蒸汽与污泥的均匀混合，易于快速达到热水解反应温度，易于热水解温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥处理系统，其特征在于，包括：蒸汽发生装置，用于输出第一压力及第一温度的蒸汽；热水解装置，与蒸汽发生装置流体密封地连接，以利用蒸汽发生装置输出的蒸汽将热水解装置预热到第二温度，热水解装置还包括污泥接收开口，用于在热水解装置预热到第二温度后接收污泥，并且利用蒸汽发生装置输出的蒸汽使热水解装置内的污泥达到第二压力，温度达到第三温度，进行热水解反应。

【技术特征摘要】
1.一种污泥处理系统，其特征在于，包括：蒸汽发生装置，用于输出第一压力及第一温度的蒸汽；热水解装置，与蒸汽发生装置流体密封地连接，以利用蒸汽发生装置输出的蒸汽将热水解装置预热到第二温度，热水解装置还包括污泥接收开口，用于在热水解装置预热到第二温度后接收污泥，并且利用蒸汽发生装置输出的蒸汽使热水解装置内的污泥达到第二压力，温度达到第三温度，进行热水解反应。2.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，热水解装置通过设置在底部的喷嘴与蒸汽发生装置流体密封地连接，通过设置在热水解装置中部的污泥接收开口接收污泥，并且在热水解装置内还包括搅拌器，用于在利用蒸汽发生装置输出的蒸汽使污泥达到第二压力，温度达到第三温度过程中，以及进行热水解反应过程中，搅拌热水解装置中的污泥。3.根据权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于，热水解装置还包括设置在内部且在喷嘴之上的导流筒，用于与搅拌器配合促进污泥与蒸汽混合均匀。4.根据权利要求2或3所述的污泥处理系统，其特征在于，热水解装置还包括设置在内部的多个温度传感器，并且搅拌器的转速可调节，当多个温度传感器的温度不一致时，增大搅拌器的转速以促进污泥与蒸汽混合均匀。5.根据权利要求2或3所述的污泥处理系统，其特征在于，热水解装置还包括喷嘴冲洗装置，用于在喷嘴被污泥堵塞时冲洗喷嘴。6.根据前述权利要求中任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，还包括在热水解装置上游的污泥预热罐，在污泥预热罐上游的污泥搅拌装置，以及分别与污泥预热罐及污泥搅拌装置流体密封地连接的低压蒸汽发生器，低压蒸汽发器使用回收能量加热产生第三压力及第四温度的蒸汽，由此使污泥搅拌装置实现污泥的搅拌以及污泥与蒸汽的初次混合，使污泥预热装置实现污泥与蒸汽的二次混合。7.根据前述权利要求中任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，还包括在热水解装置下游与热水解装置流体密封连接的脱水干燥装置，用于将热水解后的污泥进行脱水压块，然后在负压下进一步冷却、干燥，得到含固率65％～78％的生物碳土。8.根据权利要求7所述的污泥处理系统，其特征在于，脱水干燥装置采用板框压滤机将热水解污泥脱水压块，得到块状泥饼，产生的泥饼掉入下面的冷却传输装置，冷却传输装置包括负压装置，在负压作用下，泥饼进一步冷却干燥。9.根据前述权利要求中任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，还包括恶臭气体处理装置，包括高压管路和常压管路，高压管路一端流体密封地连接到热水解装置，另一端流体密封地连接到汽水分离塔，气体从气水分离塔的水封冒出后进入化学反应塔进行化学处理，常压管路一端流体密封地连接到污泥处理系统的处于常压或负压下的除热水解装置之外的装置流体密封地连接，负压装置将收集的臭气排放到气水分离塔，气体从气水分离塔的水封冒出后进入化学反应塔进行化学处理。10.根据前述任一项权利要求所述的污泥处理系统，其特征在于，还包括能量回收装置，其用于从由热水解装置经管道输出的热水解的污泥回收能量。11.根据权利要求10所述的污泥处理系统，其特征在于，能量回收装置包括串联连接的多级热交换网，每一级热交换网包括冷却水管，由此每一级提供具有不同温度的回收能量后的冷却水，所述回收能量后的冷却水能够根据其温度用于蒸汽发生装置、低压蒸汽发生器或冲洗水系统的供水，以节约能量及用水量。12.在根据权利要求10所述的污泥处理系统，其特征在于，在从热水解反应器输出热水解污泥的管道经过能量回收系统之后的位置处，还包括热水解污泥排放泵，用于将热水解污泥排放到下游的脱水干燥装置，所述排放泵设置为使从管道输送的污泥经过排放泵后压力降低。13.根据权利要求12所述的污泥处理系统，其特征在于，所述排放泵包括高压侧和低压侧，该泵的高压侧与从热水解反应器输出热水解污泥的管道相连，其低压侧与脱水干燥装置相连。14.根据前述权利要求中任一项所述的污泥处理系统，其特征在于，所述污泥为城镇污水处理厂脱水污泥。15.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于，第一温度为230℃～250℃，第二温度为180℃～230℃，第三温度为180℃～230℃，所述第一压力为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕华，JL伯戴斯，PE帕尔多，刘田，李冬，
申请(专利权)人：苏伊士水务工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11