[發(fā)明專利]一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法和裝置

無效

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• 申請(qǐng)日: 2012-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN102701559A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳中華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/12
• 分類號(hào): C02F11/12
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 劉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污泥處理與資源化利用設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種污水處理廠污泥和餐廚廢油綜合處置方法和裝置。

背景技術(shù)

污泥是市政污水處理產(chǎn)生的固體廢棄物，含有大量的有機(jī)物和致病菌等細(xì)菌群，如處理不當(dāng)易對(duì)城市環(huán)境和居民健康產(chǎn)生重要影響。截至2009年底，全國(guó)共有城鎮(zhèn)污水處理廠3134座，總處理能力11160萬(wàn)立方米/天，當(dāng)年產(chǎn)生含水率80%的污泥2124萬(wàn)噸/年。2015年我國(guó)城鎮(zhèn)污泥量預(yù)計(jì)將達(dá)3143萬(wàn)噸/年。因此，對(duì)城市污泥進(jìn)行安全、規(guī)范化處理處置，以實(shí)現(xiàn)污泥減量化、無害化和資源化，是我國(guó)城市發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)之一。

國(guó)內(nèi)外目前處理污泥的方式主要有填埋、熱干化、焚燒、排海和堆肥農(nóng)用。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和用地緊張的地區(qū)，污泥熱干化和焚燒以可大規(guī)模地實(shí)現(xiàn)污泥減量化，無害化，同時(shí)具有占地面積小、設(shè)備集中、運(yùn)行管理自動(dòng)化程度較高、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，正獲得越來越多的實(shí)際應(yīng)用。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1800062A描述了一種污泥干化與焚燒工藝及其系統(tǒng)裝置。焚燒爐采用鼓泡流化床焚燒爐，焚燒所產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥謩e用來加熱導(dǎo)熱油和冷空氣，被加熱后的導(dǎo)熱油通過循環(huán)泵送至流化床污泥干燥機(jī)干燥濕污泥。污泥經(jīng)干化焚燒后減容量達(dá)90%以上，可實(shí)現(xiàn)污泥的資源化、減量化和無害化。

實(shí)踐上，我國(guó)污泥干化和焚燒處置時(shí)，通常存在下列問題。1.污泥熱干化：我國(guó)污泥熱干化多采用熱風(fēng)干燥，如CN1800062A描述的流化床干燥、CN101117261A描述的噴霧干燥、旋轉(zhuǎn)干燥、帶式干燥等。污泥熱風(fēng)干燥存在兩個(gè)缺點(diǎn)：1）易產(chǎn)生粉塵。當(dāng)使用熱風(fēng)干燥時(shí)，由于空氣在干燥機(jī)內(nèi)流動(dòng)，將帶起干后污泥細(xì)小顆粒，在干燥機(jī)內(nèi)形成粉塵。粉塵存在將造成：（1）需在干燥機(jī)排氣段配置除塵設(shè)備，特別對(duì)流化床和噴霧干燥，需配置大處理能力的除塵設(shè)備。（2）爆炸危險(xiǎn)。由于熱空氣中氧氣存在，粉塵有爆炸危險(xiǎn)，需監(jiān)控干燥機(jī)粉塵濃度和氧氣濃度，并配備必要防爆裝置，如氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置。因而，增加了污泥干化操作復(fù)雜性和設(shè)備總投資。2）熱風(fēng)干燥使用大量熱風(fēng)，加熱熱風(fēng)需耗費(fèi)大量熱量，造成污泥干化過程熱效率低。2.污泥焚燒：熱值是污泥焚燒處理最重要的參數(shù)之一。我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥干基熱值為6700-18000千焦/千克，而部分發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)市政污泥熱值為16000-21000千焦/千克，與之相比，我國(guó)市政污泥熱值偏低。干污泥熱值低，將造成污泥焚燒溫度低、燃燒不徹底，易產(chǎn)生黑煙，不利于污泥的最終焚燒處理。為降低其影響，需要摻入煤、重油等輔助燃料助燃。

餐廚廢油（俗稱“地溝油”）是一種餐廚廢棄垃圾料排放的衍生物。由于居民飲食結(jié)構(gòu)和風(fēng)俗習(xí)慣的原因，我國(guó)每年的動(dòng)、植物油消費(fèi)總量較高，2010年大約是2250萬(wàn)噸。但由于餐廚垃圾排放處理無序，導(dǎo)致提煉“地溝油”現(xiàn)象出現(xiàn)。目前我國(guó)每年回返餐桌的地溝油有200-300萬(wàn)噸，嚴(yán)重危害我國(guó)居民飲食健康。地溝油經(jīng)過提煉，可生產(chǎn)生物柴油，也可加工成肥皂、橡膠、選礦藥劑、洗滌劑等化工產(chǎn)品，但生產(chǎn)成本較高。

由以上論述可見，污水處理廠污泥和餐廚廢油是我國(guó)城鎮(zhèn)兩大廢棄物，其安全、規(guī)范化處理處置是城市環(huán)境保護(hù)工作的重要挑戰(zhàn)之一。以前，污泥和餐廚廢油都是分別處置。從資源綜合利用的角度考慮，我們將發(fā)現(xiàn)餐廚廢油在改善污泥干化和焚燒處置工藝中可發(fā)揮重要作用：（1）餐廚廢油為一種高熱值有機(jī)質(zhì)，易燃燒，將其添加到污泥熱處理過程中，可補(bǔ)充污泥熱處理所需要的熱量。（2）利用油炸方法去除有機(jī)質(zhì)水分也是一種常見脫水干燥方法，比如油炸食品加工。污泥油炸脫水不使用熱風(fēng)，不產(chǎn)生粉塵，無爆炸危險(xiǎn)。同時(shí)，采用油炸方式處理污泥，油炸時(shí)間短，污泥得到快速干燥。污泥浸沒在油料中，高溫油料熱量可充分傳遞給污泥，干燥能耗低。因此，油炸方法也可用于污泥熱干燥過程。（3）油炸后的污泥，熱值可達(dá)21000-24000千焦/千克。污泥熱值高，并由于油的存在，產(chǎn)品更易起燃，燃燒溫度可達(dá)800℃以上，燃燒更徹底。

可見，餐廚廢油在污水廠污泥熱處理過程可發(fā)揮重要作用，兩者存在資源綜合利用的基礎(chǔ)。因此研究一種污泥和餐廚廢油綜合處理方法和裝置，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用的協(xié)同效益，降低污泥處理成本，是亟需解決的一個(gè)問題。

日本PROREX株式會(huì)社提出一種污泥和餐廚廢油制成生物固體燃料方法，即將污泥和餐廚廢油按一定比例預(yù)先混合。混合料進(jìn)入干燥機(jī)，在干燥機(jī)內(nèi)用蒸汽間接加熱升溫至85-90℃，然后抽真空至34kPa,在減壓情況下，混合料邊沸騰邊干燥。接近干燥終點(diǎn)時(shí)，壓力變得更低。干燥后的生物固體燃料可供其他企事業(yè)單位，作為熱水鍋爐燃料。