一种污泥原位循环利用系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及环保领域，公开了一种污泥原位循环利用系统装置，包括竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置、竖式无砂喷流炭化炉、粉碎真空液化装置、尾气湿法处理装置、除尘器、换热器、负压装置。本发明专利技术是将污泥通过生物干燥炭化节能资源化处理及原位循环利用技术，实现了污泥处理处置真正无缝衔接闭环，同时促进相关延伸产业的发展，真正达到了“绿色、循环、低碳”的要求。该技术是一种高集成度的新型污泥处理处置综合性体系，其具有运行成本低、占地面积小、自动化程度高、运行管理简单、无二次污染等技术优势。

A device of sludge in-situ recycling system

【技术实现步骤摘要】
一种污泥原位循环利用系统装置
本专利技术属于环保领域，具体涉及一种污泥原位循环利用系统装置。
技术介绍
城市污水处理中不可避免的会产生污泥，按照污泥占0.8‰的比例估算，全国的污泥(含水率80％)日产量约四千多万吨，由于含水量高这些污泥的有机质含量低，总热值不高，给回收利用带来较大困难。目前针对如何降低污泥中含水率开发了很多技术和装备，如高压板框压滤技术、热泵技术、薄层热干化技术、回转窑炉干化技术等，但这些技术仅仅实现了污泥的减量化目的。因此基于上述高效脱水技术基础上开了一种将脱水后的污泥进行生物堆肥的技术，产品作为有机肥回用与农田，但是水处理后的污泥制成的堆肥产品中存在的重金属和抗生素残留等问题。针对重金属和抗生素残留问题，又发展出污泥炭化技术。污泥炭化需要加热，高温炭化可使炭化物具有比面积及孔径大、活性高等特点但燃料成本高，中低温炭化虽然控制了燃料成本，但炭化物比面积及孔径小、活性差，不能被原位循环应用于污水处理厂的水处理净化材料，最终只能被视为低品质的稳定化副产物实施无害化填埋或部分土壤改良材。而且污泥进行生物堆肥干化和炭化过程中的产生臭味尾气始终难以解决。
技术实现思路
为克服上述技术问题，本专利技术提供了一种高集成度的新型污泥处理处置技术，其运行成本低、占地面积小、自动化程度高、运行管理简单，实现了污泥处理处置的减量化、稳定化、无害化和资源化的污泥原位循环利用系统装置。为达到上述目的，本专利技术是通过以下的技术方案来实现的。一种污泥原位循环利用系统装置，包括竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置、竖式无砂喷流炭化炉、粉碎真空液化装置、尾气湿法处理装置、除尘器、换热器、负压装置；所述竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置，包括干化装置主体和搅拌装置；所述干化装置主体上部设有进料口、生物干化出气口，底部设有干化生物质出料口和进气口，所述搅拌装置位于干化装置主体内，生物干化出气口与负压装置连接；所述竖式无砂喷流炭化炉设有有机废弃物喷射口、点火燃烧器、空气喷口、循环排气进口和炭化物出口、炭化排气出口；所述粉碎真空液化装置包括气流粉碎机、真空脱气液化装置、液化水罐、真空装置、液化水提升泵、出料装置；气流粉碎机与真空脱气液化装置通过进料管道连接，液化水罐与液化水提升泵连接，液化水提升泵出口接入进料管道，真空脱气液化装置顶部连接真空装置、底部连接出料装置；所述尾气湿法处理装置包括炭化排气进口、生物干化尾气进口、喷淋混合装置、溶解液储罐、溶解液循环泵；炭化排气进口、生物干化尾气进口接入喷淋混合装置，溶解液循环泵连接溶解液储罐与喷淋混合装置；所述换热器以空气为介质冷却，设有冷空气进口、热空气出口、热炭化气进口、冷炭化气出口；所述干化生物质出料口与有机废弃物喷射口连接，炭化物出口与气流粉碎机连接；所述生物干化出气口经气液分离单元后连接压装置，气液分离单元的气体出口与尾气湿法处理装置的生物干化尾气进口连接；所述炭化排气出口分两路，一路与热炭化气进口连接，另一路与循环排气进口连接；冷炭化气出口经除尘器与尾气湿法处理装置的炭化排气进口连接；所述换热器的热空气出口分两路，一路与竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置的进气口连接，另一路与竖式无砂喷流炭化炉的空气喷口连接。将污水处理后得到的有机物含量＞40％(如不能满足上述条件的污泥泥质，可根据实际情况就地取材定量补加如食物油、餐厨垃圾、家禽粪、木屑等有机废弃物来满足要求)，含水率不高于80％或者含水率50～60％的脱水污泥送入竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置利用生物发酵热和炭化回收热在负压状态下进行快速干燥至含水率40％以下，干燥后的污泥进入竖流式无砂喷流炭化段进行热解炭化，热解炭化后形成固态的炭化物和气态的热解气，炭化物经过活化改性后形成污泥脱水助剂、污水处理剂、除臭剂等十四方面功能材料制品，热解气作为燃料通过充分燃烧为炭化炉和生物干化装置提供能源。生物干化单元产生部分发酵氨气来提供炭化脱硫所需药剂，真正满足不外加燃料(除点火启动)进行污泥干燥和无需添加化学药剂进行系统尾气的达标处理之目的。炭化物颗粒及粉末，通过气流粉碎机粉碎成50目以上的粉末且能利用气体直接输送至真空脱气液化单元，途径管道上设置液化用水泵与其连接，泵送入的水与粉末污泥炭化物混合再进入真空脱气单元；利用真空将密闭容器中的空气进行抽出形成负压，本专利技术负压控制在0.03Mpa～0.098Mpa范围。负压状态下活性炭化物细孔中的气体被抽出，使得其亲水性降低，能够快速沉降于真空液化装置底部，通过螺杆泵被输出去污水厂或直接包装制成活性炭化液水处理净化剂产品外销。经过粉碎液化真空处理后的活性炭化液可以代替常规市场上的粉末活性炭被原位循环利用作高性价比功能材料，可作为曝气池生物载体、吸附/絮凝剂、污泥脱水助剂、二噁英处理剂、除臭剂、土壤改良材、融雪剂、污泥干化调节剂等。进一步地所述干化装置主体上部呈筒形，底部呈锥形，筒顶部设有盖板，盖板下部设有上轴承套，盖板上设有进料口和生物干化出气口，生物干化出气口与真空装置连接，在底部设有出料口、排液口，进气口；所述搅拌装置包括螺旋无动力输送装置、固体输送泵、进料管、回流管；所述螺旋无动力输送装置包括筒体、螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴上设置有等间距螺旋叶片，螺旋搅拌轴位于筒体内，螺旋无动力输送装置垂直安放于干化装置主体内，筒体顶部不与盖板接触，筒体底部设有下轴承套，下轴承套通过辐条与筒体底部固定连接，螺旋搅拌轴顶部套在上轴承套中，螺旋搅拌轴底部套在下轴承套中；在干化装置主体底部设有回流管；固体输送泵进口与回流管出口连接，进料管一端连接固体输送泵出口，进料管另一端由干化装置主体底部垂直向上进入与螺旋无动力输送装置筒体底部连接。通过进料口投入含水率＜80％的脱水污泥或其它可以发酵的有机废弃物，其有机物含量＞40％，添加好氧/兼性高温发酵微生物进行生物发酵，通过回流管、固体输送泵输送物料至螺旋无动力输送装置。其螺旋搅拌轴的旋转由固体输送泵输送的干化污泥在推力和重力压力下得以启动螺旋搅拌轴的自旋转，对干化发酵污泥实施连续或间隙式螺旋式从下向上的输送搅拌；螺旋搅拌轴起到了污泥输送和搅拌的双重作用：可以将底部发酵污泥通过螺旋搅拌轴输送出筒体顶部而重力跌落并覆盖至生物干化装置污泥层的上部，实现上下的均匀翻动混合。另外在螺旋输送过程中在筒体内部将局部污泥进行小范围均化混合，这样确保了整个内部发酵均匀，无死角、臭气不会逸散等。装置因为是竖式的，污泥生物干化停留时间短，约为3～12h，因此可做成占地面积小的可搬式装置。在生物干化装置顶部设置生物干化出气口，直接与负压装置连接构建成减压单元；由于含水污泥(如含水率80％-70％程度的污泥)在进料口连续或间隙投入，进料口处由于物料的堆积形成密封状态从而与外界空气隔断。利用负压装置吸引生物干化装置室内的空气将其减压成比大气压低的负压状态，本专利技术优选生物干化装置内的负压值为0.02～0.098Mpa，使水的沸点值下降为95℃～68℃，因为负压状态下污泥中含有的水分沸点变低，在连续搅拌和输出干化过程中污泥中的水分不断快速排出，即在干化装置的内部空间通过，此时污泥中的含水率大幅降低，可以协同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥原位循环利用系统装置，其特征在于，包括竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置、竖式无砂喷流炭化炉、粉碎真空液化装置、尾气湿法处理装置、除尘器、换热器、负压装置；/n所述竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置，包括干化装置主体和搅拌装置；所述干化装置主体上部设有进料口、生物干化出气口，底部设有干化生物质出料口和进气口，所述搅拌装置位于干化装置主体内，生物干化出气口与负压装置连接；/n所述竖式无砂喷流炭化炉设有有机废弃物喷射口、点火燃烧器、空气喷口、循环排气进口和炭化物出口、炭化排气出口；/n所述粉碎真空液化装置包括气流粉碎机、真空脱气液化装置、液化水罐、真空装置、液化水提升泵、出料装置；气流粉碎机与真空脱气液化装置通过进料管道连接，液化水罐与液化水提升泵连接，液化水提升泵出口接入进料管道，真空脱气液化装置顶部连接真空装置、底部连接出料装置；/n所述尾气湿法处理装置包括炭化排气进口、生物干化尾气进口、喷淋混合装置、溶解液储罐、溶解液循环泵；炭化排气进口、生物干化尾气进口接入喷淋混合装置，溶解液循环泵连接溶解液储罐与喷淋混合装置；/n所述换热器以空气为介质冷却，设有冷空气进口、热空气出口、热炭化气进口、冷炭化气出口；/n所述干化生物质出料口与有机废弃物喷射口连接，炭化物出口与气流粉碎机连接；/n所述生物干化出气口经气液分离单元后连接压装置，气液分离单元的气体出口与尾气湿法处理装置的生物干化尾气进口连接；/n所述炭化排气出口连接引风机，引风机出口分为两路，一路与热炭化气进口连接，另一路与循环排气进口连接；/n冷炭化气出口经除尘器与尾气湿法处理装置的炭化排气进口连接；/n所述换热器的热空气出口分两路，一路与竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置的进气口连接，另一路与竖式无砂喷流炭化炉的空气喷口连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种污泥原位循环利用系统装置，其特征在于，包括竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置、竖式无砂喷流炭化炉、粉碎真空液化装置、尾气湿法处理装置、除尘器、换热器、负压装置；
所述竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置，包括干化装置主体和搅拌装置；所述干化装置主体上部设有进料口、生物干化出气口，底部设有干化生物质出料口和进气口，所述搅拌装置位于干化装置主体内，生物干化出气口与负压装置连接；
所述竖式无砂喷流炭化炉设有有机废弃物喷射口、点火燃烧器、空气喷口、循环排气进口和炭化物出口、炭化排气出口；
所述粉碎真空液化装置包括气流粉碎机、真空脱气液化装置、液化水罐、真空装置、液化水提升泵、出料装置；气流粉碎机与真空脱气液化装置通过进料管道连接，液化水罐与液化水提升泵连接，液化水提升泵出口接入进料管道，真空脱气液化装置顶部连接真空装置、底部连接出料装置；
所述尾气湿法处理装置包括炭化排气进口、生物干化尾气进口、喷淋混合装置、溶解液储罐、溶解液循环泵；炭化排气进口、生物干化尾气进口接入喷淋混合装置，溶解液循环泵连接溶解液储罐与喷淋混合装置；
所述换热器以空气为介质冷却，设有冷空气进口、热空气出口、热炭化气进口、冷炭化气出口；
所述干化生物质出料口与有机废弃物喷射口连接，炭化物出口与气流粉碎机连接；
所述生物干化出气口经气液分离单元后连接压装置，气液分离单元的气体出口与尾气湿法处理装置的生物干化尾气进口连接；
所述炭化排气出口连接引风机，引风机出口分为两路，一路与热炭化气进口连接，另一路与循环排气进口连接；
冷炭化气出口经除尘器与尾气湿法处理装置的炭化排气进口连接；
所述换热器的热空气出口分两路，一路与竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置的进气口连接，另一路与竖式无砂喷流炭化炉的空气喷口连接。


2.根据权利要求1所述的一种污泥原位循环利用系统装置，其特征在于，所述干化装置主体上部呈筒形，底部呈锥形，筒顶部设有盖板，盖板下部设有上轴承套，盖板上设有进料口和生物干化出气口，生物干化出气口与真空装置连接，在底部设有出料口、排液口，进气口；所述搅拌装置包括螺旋无动力输送装置、固体输送泵、进料管、回流管；所述螺旋无动力输送装置包括筒体、螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴上设置有等间距螺旋叶片，螺旋搅拌轴位于筒体内，螺旋无动力输送装置垂直安放于干化装置主体内，筒体顶部不与盖板接触，筒体底部设有下轴承套，下轴承套通过辐条与筒体底部固定连接，螺旋搅拌轴顶部套在上轴承套中，螺旋搅拌轴底部套在下轴承套中；在干化装置主体底部设有回流管；固体输送泵进口与回流管出口连接，进料管一端连接固体输送泵出口，进料管另一端由干化装置主体底部垂直向上进入与螺旋无动力输送装置筒体底部连接。


3.根据权利要求2所述的一种污泥原位循环利用系统装置，其特征在于，所述竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置内设有进气管，进气管一端与进气口连接，进气管另一端与螺旋搅拌轴活动连接；进气管为多孔管，进气管伸入干化装置主体内部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴智仁，徐畅，蒋素英，刘志刚，泽井正和，
申请(专利权)人：艾特克控股集团股份有限公司，江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32