污泥处理的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种污泥处理的系统。该反应系统包括原料输送单元、分解裂化反应单元、重整合成反应单元、冷却单元、产品分离单元、产品罐。原料输送单元与分解裂化反应单元连接；分解裂化反应单元与重整合成反应单元连接；重整合成反应单元与冷却单元连接，冷却单元与产品分离单元连接，产品分离单元与产品罐连接。本发明专利技术提供的污泥连续处理反应系统，可以实现污泥的连续无害化处理，同时使得污泥的体积极大的减少，能够极大的缓解目前污泥处理的困境，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
污泥处理的系统
本专利技术属于有机固体废弃物处理领域，特别涉及到一种污泥处理的系统。
技术介绍
污泥是在城市生活污水、工业废水处理过程中产生的副产物。近年来，城市污水处理工业发展迅速，生物处理技术正在被广泛应用，因此导致污泥产量的大幅提高。另一方面，污泥具有含水率高、易腐烂、有强烈的臭味的特点，并且含有寄生虫卵、病原微生物以及重金属等物质。这些物质随意排放会对环境产生二次污染，严重制约着污泥的有效处理处置。目前为止，污泥处置方式有卫生填埋、海洋倾倒、焚烧等，因卫生填埋具有投资低、见效快、容量大等优点，是我国目前主要采用的污泥处理处置方式。但是污泥填埋占地面积大，填埋渗滤液中存在大量重金属及难降解有机物，容易污染土壤、地下水。此外填埋场里面的污泥会发生厌氧发酵，产生大量甲烷，若不适当采取措施处理，极有可能引起爆炸和起火。基于此，卫生填埋法处理处置污泥受到很大的使用限制。针对上述问题，一种解决措施是利用热化学转化技术对污泥进行处理。经过热处理后，污泥中的有机物转化率达到90％以上，体积减少达80％以上。但是相关研究均在间歇式反应器中进行。间歇式操作存在需反复拆卸装置导致操作复杂、需反复加热、冷却导致能耗高，日处理量受限等问题，这极大地限制了污泥热化学转化的进一步推广应用。为了进一步推广污泥热化学转化技术的使用，需要研发连续装置。目前关于污泥热化学转化反应装置的研究较少，尚未有一种方案能够较好的实现污泥的热化学转化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种污泥处理的系统，以使得污泥能够被连续处理，并实现污泥处理的无害化、减量化。本专利技术提供的污泥处理的系统，包括原料输送单元1、分解裂化反应单元9、重整合成反应单元11、冷却单元15、产品分离单元16和产品罐17；其中，所述原料输送单元1与所述分解裂化反应单元9连接；所述分解裂化反应单元9与所述重整合成反应单元11连接；所述重整合成反应单元11与所述冷却单元15连接；所述冷却单元15与所述产品分离单元16连接；所述产品分离单元16与所述产品罐17连接。上述反应系统中，所述原料输送单元1包括原料储存罐1、固体半固体原料推进器3；所述原料储存罐1的出料口与所述固体半固体原料推进器3的进料口连接，所述固体半固体原料推进器3的出料口与所述分解裂化反应装置9的进料口连接；所述分解裂化反应单元包括分解裂化反应装置9及泵10；所述分解裂化反应装置9的出料口与所述泵10的进料口连接；所述泵10的出料口与重整合成反应装置11的进料口连接；所述重整合成反应单元包括所述重整合成反应装置11；所述重整合成反应装置11的出料口与产品管14的进料口连接；所述冷却单元包括冷却装置15、产品管14与背压阀19；所述产品14的出料口与所述背压阀19的进料口连接；所述产品分离单元16包括气体收集罐18、废料收集罐20、产品分离装置16；所述产品分离装置16的进料口与所述背压阀19的出料口连接；所述产品分离装置16的出料口与所述产品罐17连接；所述产品分离装置16具体包括进料口、出料口、气体放空阀22和废料排放阀21；所述产品分离装置的气体放空阀22与所述气体收集罐20的进料口连接，所述产品分离装置16的废料排放阀21与所述废料收集罐20的进料口连接。所述污泥为人类污泥和/或畜禽污泥。所述污泥作为原料时，含水率为1％-99％。具体可为80％；所述分解裂化反应装置的反应温度在100-250℃之间，具体可为160℃-180℃或245℃，反应停留时间为1-2880min；具体可为30min-45min；所述重整合成反应装置的反应温度在250-500℃之间；具体可为270℃-400℃或380℃；反应停留时间为1-2880min之间。具体可为15min-45min或120min；所述分解裂化反应装置还包括温度控制系统及压力表，以使得生物质在分解裂化反应装置中能够在设定的温度下进行反应；所述重整合成反应装置还包括温度控制系统及压力表，以使得上述分解裂化产物能够在重整合成反应装置中以设定的温度进行重整合成反应生成产物。具体的，所述分解裂化反应装置分为两部分，在反应器内部两部分连接处设有使物料通过的阀门，在反应器外部两部分通过平衡管道连接，平衡管道上设有平衡阀门；顶部设有气体放空阀。所述冷却单元的进料口与出料口应分别设有温度测定装置，以实时监测冷却装置进料口与出料口的温度，并通过调节冷却剂流量的方式保证出料口温度低于100℃。另外，上述本专利技术提供的反应系统在污泥连续处理中的应用，也属于本专利技术的保护范围。本专利技术还要求保护一种污泥连续处理的方法，该方法包括：将所述反应系统的原料储存罐中的污泥经过所述固体半固体物料推进器输送进入所述分解裂化反应装置中，加热至100-250℃之间停留1-2880min，得到分解液(也即分解裂化反应液)；将所述分解液经所述泵输送进入所述重整合成反应装置，加热至250-500℃停留1-2880min，得到产物；再将所述产物进入所述冷却单元，通过冷却将温度降低至100℃以下，温度降低至100℃以下的产物经过所述背压阀进入所述产品分离单元，经过分离，气体产物进入气体收集罐，水相产物、固体残余物经废料排放阀进入废料收集罐，有机产物进入产品罐。与现有的技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：(1)本专利技术提供的一种环保的污泥连续处理反应系统，包括原料输送单元、分解裂化反应单元、重整合成反应单元、冷却单元、产品分离单元、产品罐；作为原料的污泥经原料输送单元进入分解裂化反应单元，发生分解裂化反应生成分解液；分解液经泵输送进入重整合成反应单元，发生重整合成反应生成产物；生成的产物进入冷却单元，经过水冷后冷却至100℃以下；冷却后的产物经过背压阀进入产物分离单元，其中气体产物经气体放空阀进入气体收集罐；水相产物、固体残余物经废料排放阀进入废料收集罐；有机物经产品分离装置出料口进入产品罐。本专利技术可以高效的实现污泥的连续热化学转化，使得整个污泥连续处理反应系统运行稳定可靠，反应效率高。(2)本专利技术的反应系统可以对原料直接进行连续处理，无需预处理；其中固体、半固体物料推进器可以输送固体、半固体、液体物料；分解裂化反应装置的设置可以实现污泥在分解裂化反应装置中的液化，增强其流动性，利于输送；重整合成反应装置的设置可以使得分解液中的小分子有机物重聚为烃类有机物、含N/O/S杂原子的有机物，降低处理后废水的BOD、COD，减轻后续废水处理的压力；固体、半固体物料推进器、泵设置有变频控制器；通过固体、半固体物料推进器、泵实现进料量及系统中物料流量的控制；通过固体、半固体物料推进器、泵调节物料在分解裂化反应装置、重整合成反应装置的停留时间，不仅使得整个反应过程是连续的，更使得每一步反应均实现充分进行，如此，可实现污泥中有机物的最大化利用，并能充分杀灭污泥中含有的病原微生物及其他有毒有害物质，最终实现污泥的无害化、减量化处理。冷却单元使得产物的经过冷却单元后温度能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥处理的反应系统，包括原料输送单元、分解裂化反应单元、重整合成反应单元、冷却单元、产品分离单元和产品罐；其中，所述原料输送单元与所述分解裂化反应单元连接；所述分解裂化反应单元与所述重整合成反应单元连接；所述重整合成反应单元与所述冷却单元连接；所述冷却单元与所述产品分离单元连接；所述产品分离单元与所述产品罐连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种污泥处理的反应系统，包括原料输送单元、分解裂化反应单元、重整合成反应单元、冷却单元、产品分离单元和产品罐；其中，所述原料输送单元与所述分解裂化反应单元连接；所述分解裂化反应单元与所述重整合成反应单元连接；所述重整合成反应单元与所述冷却单元连接；所述冷却单元与所述产品分离单元连接；所述产品分离单元与所述产品罐连接。


2.根据权利要求1所述的反应系统，其特征在于：所述原料输送单元包括原料储存罐、固体半固体原料推进器；
所述原料储存罐的出料口与所述固体半固体原料推进器的进料斗连接，所述固体半固体原料推进器的出料口与所述分解裂化反应装置的进料口连接；
所述分解裂化反应单元包括分解裂化反应装置及泵；所述分解裂化反应装置的出料口与所述泵的进料口连接；所述泵的出料口与重整合成反应装置的进料口连接；
所述重整合成反应单元包括所述重整合成反应装置；所述重整合成反应装置的出料口与产品管的进料口连接；
所述冷却单元包括冷却装置、产品管与背压阀；所述产品管出料口与所述背压阀进料口连接；
所述产品分离单元包括气体收集罐、废料收集罐、产品分离装置；所述产品分离装置的进料口与所述背压阀的出料口连接；所述产品分离装置的出料口与所述产品罐连接；
所述产品分离装置具体包括进料口、出料口、气体放空阀和废料排放阀；所述产品分离装置的气体放空阀与所述气体收集罐的进料口连接，所述产品分离装置的废料排放阀与所述废料收集罐的进料口连接。


3.根据权利要求1或2所述的反应系统，其特征在于：所述污泥为人类污泥和/或畜禽污泥。


4.根据权利要求1-3中任一所述的反应系统，其特征在于：所述污泥作为原料时，含水率为1％-99％。

【专利技术属性】
技术研发人员：张景来，尹昭森，
申请(专利权)人：中国人民大学，
类型：发明
国别省市：北京;11