[發(fā)明專利]污泥熱干化與污泥消化發(fā)酵聯(lián)合應(yīng)用的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910089908.3
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101628778A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉犇
• 申請（專利權(quán)）人: 劉犇
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12;C02F11/04
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種污泥熱干化與污泥消化發(fā)酵聯(lián)合應(yīng)用的方法，是利用干化城市污泥過程中產(chǎn)生的高溫蒸汽或高溫、高濕度氣體的熱能為污泥消化發(fā)酵系統(tǒng)加溫的技術(shù)，從而替代沼氣生產(chǎn)中加熱系統(tǒng)的作用，節(jié)約該系統(tǒng)的日常熱能消耗，降低運行成本。屬于環(huán)保和污染物處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化步伐的不斷加快及公眾對環(huán)境質(zhì)量的要求日益增強(qiáng)，全國大量的城市污水處理廠相繼建成并投入運行，面臨著如何處理每天產(chǎn)生的大量的剩余污泥問題，這些污泥如果處理不當(dāng)，將會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。其中有污泥中的致病菌超標(biāo)和重金屬超標(biāo)問題。因此近年來污水處理廠的脫水污泥無適當(dāng)出路的任意堆放已經(jīng)造成二次污染，污泥處置問題已經(jīng)成為我國許多污水廠亟待解決的問題。目前，業(yè)內(nèi)對污泥處理的方法主要有以下幾種：

1、填埋與海洋投棄：填埋法相對簡單、適應(yīng)性強(qiáng)，但是占地嚴(yán)重，在人口稠密的城市和地區(qū)非常不適用，如果垃圾防滲技術(shù)處理不好將產(chǎn)生潛在的土壤污染和地下水污染，因此盡管技術(shù)較為成熟，世界各發(fā)達(dá)國家采用填埋方式處理污泥的比例在迅速下降，且各國對填埋污泥處理要求標(biāo)準(zhǔn)越來越苛刻，污泥填埋并不能最終避免環(huán)境污染只是延緩了環(huán)境污染產(chǎn)生的時間，因此填埋不是污泥處理的最好辦法和手段。污泥海洋傾倒會使病原體繁殖及有臭味產(chǎn)生，而污染海洋環(huán)境。所以在歐洲許多地區(qū)已經(jīng)開始禁止污泥海洋投棄和污泥填埋處理。

2、農(nóng)用法：此種方法比較穩(wěn)定和衛(wèi)生，可以使污泥中部分有機(jī)物轉(zhuǎn)為土壤改劑成分，對土地復(fù)墾起到一定的修復(fù)作用，但仍有一定局限性。一是降解性差、含水率高、孔隙率低，需要添加大量的處理藥劑。許多污水廠污泥中存在重金屬污染，且污泥中重金屬、病原體、難降解有機(jī)物及N、P的滲流對地表和地下水造成污染。二是所需要的運輸費用比較高。

3、污泥焚燒處理：以焚燒為核心的污泥處理技術(shù)是最徹底的污泥專業(yè)化處理方法。它可以使污泥中有機(jī)物全部碳化、燒死病原體，可以對含有重金屬或化學(xué)污染物的污泥實現(xiàn)完全的惰性化處理。可最大限度減少污染。此種方法對污泥的處理規(guī)模較大，因此在西方發(fā)達(dá)國家和日本得到廣泛應(yīng)用。在日本和歐盟國家污泥焚燒達(dá)到處理總量的60％和20％，且焚燒后產(chǎn)生的焚燒灰可以用做改良土壤、制作建材等。但污泥焚燒處理投資和日常運行費用偏高，同時系統(tǒng)運行時的環(huán)保難度大。

4、污泥熱干化處理：是污泥處理技術(shù)中最為先進(jìn)和科學(xué)的一種處理方法。干化處理能使污泥顯著減容。現(xiàn)有的污泥熱干化系統(tǒng)主要是由熱油加熱爐、熱交換器及流化床組成的。經(jīng)過干化處理后的污泥體積可以減為原來的五分之一左右，產(chǎn)品穩(wěn)定無臭味、無病原體生物。干化處理后的污泥產(chǎn)品用途很多，可以用做肥料、土壤改良劑、替代能源等。

其中，污泥的干化處理具有以下優(yōu)點：

(1)可以最大限度地減少污泥的體積，從而減少了儲存、處置和運輸費用。

(2)干燥處理后的污泥產(chǎn)品既可以用做肥料和土壤改良劑也可以用做其他工業(yè)工藝過程中燃料。

(3)污泥干燥可以使污泥中的重金屬和有機(jī)污染物達(dá)標(biāo)排放，干燥后污泥無塵、無味，整個系統(tǒng)運行安全、高效，且與污泥焚燒相比其投資和運行成本較低。

(4)由于污泥干化裝置可以做成密閉系統(tǒng)，蒸發(fā)帶走的臭味可以收集，故環(huán)保性能好的污泥干化處理裝置可以在離居民區(qū)較近的地方建設(shè)。

由于上述優(yōu)點，污泥干化是污泥處理較好的方法，應(yīng)得到廣泛的應(yīng)用。但由于一噸污泥中的800kg水需要通過加熱蒸發(fā)完成干化處理，其處理能源消耗與能源費用很高，是推廣應(yīng)用的難題。

5、污泥消化發(fā)酵處理：通過厭氧消化的方法處理污泥的過程消耗污泥并產(chǎn)生沼氣，中溫厭氧消化工藝過程消耗大量的熱能維持工藝溫度，厭氧消化處理污泥可消耗污泥總量20％以上。采用中溫發(fā)酵工藝處理污泥，發(fā)酵溫度控制在35℃，由于污泥進(jìn)入發(fā)酵系統(tǒng)時的溫度，冬季為15℃；夏季在24℃以下，在厭氧消化處理過程中不產(chǎn)生熱量，須對整個系統(tǒng)加溫，維持正常的工藝溫度。對沼氣系統(tǒng)加溫消耗的總熱量大約是其產(chǎn)生沼氣所需燃料總熱量的70-80％。由于產(chǎn)生沼氣的總量較少，難以實現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)價值的沼氣利用。

綜上，污泥干化是污泥處理的一種方法，在國內(nèi)外廣泛得到應(yīng)用，經(jīng)過干化處理的污泥穩(wěn)定性好沒有臭味；體積和重量大幅減小易于運輸；經(jīng)過高溫處理后的污泥滅菌程度高；然而污泥干化與污泥制沼氣工藝分別是兩個獨立的工藝，彼此之間沒有銜接，能源沒有得到多次、有效的利用。

發(fā)明內(nèi)容：