[發明專利]一種污泥熱水解-干化一體化的新工藝

無效

• 申請號: 201210266371.5
• 申請日: 2012-07-21
• 公開（公告）號: CN103570207A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 吳植仁;周群龍
• 申請（專利權）人: 寧波互聯聚能環保技術有限公司
• 主分類號: C02F11/10
• 分類號: C02F11/10;C02F11/12;C02F1/06
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• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種城市污泥穩定化、減量化、無害化和資源化的新方法，是將濕污泥在一個系統中實現水解和干化一體化作業的新工藝。

背景技術

隨著我國社會經濟和城市化的發展，城市污水的產生及其數量在不斷增長。預計到2015年，我國污水處理能力將達到475億噸/年，按污泥產率5噸/1萬噸污水，污泥含水率80％計算，濕污泥產生量將達到2375萬噸/年。2020年污水排放量達到536億噸/年，濕污泥產生量將達到2680萬噸/年。

污泥是污水處理后的附屬品、是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。污泥量通常占污水量的0.3％～0.5％(體積)或者約為污水處理量的1％～2％(質量)。污水處理效率的提高，必然導致污泥數量的增加。目前我國污水處理量和處理率雖然不高(4.5％)，但城市污水處理廠每年排放干污泥大約30萬噸，而且還以每年大約10％的速度增長。調研結果顯示，我國污水處理廠所產生的污泥，有80％沒有得到妥善處理，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經凸顯出來，并且引起了社會的關注。“十二五”期間，我國將重點放在污泥處置方面。鼓勵污泥無害化后進行綜合利用。由此可見，“十二五”期間，污泥處理處置市場將得到進一步發展，其也將成為繼污水處理之后的下一個技術攻關和投資熱點。

污泥無害化處理及循環利用應是城市管理和公共服務的重要組成部分，對提高城鄉環境質量、保障城市安全運行有著重要意義，是一項基礎性的公益事業。城市污泥主要來源于生活污水，是含有一定的熱能和營養成分的寶貴資源，且重金屬、有毒有機物等有害物質含量較低，資源化循環利用潛力較大。

污泥不僅產量巨大，而且含有重金屬、病原菌、寄生蟲以及某些難分解的有機毒物，如果處理不當，排放后會對環境造成嚴重污染，因此，將污泥經過科學處置，達到穩定化、減量化、無害化和資源化的目標，已成為全世界普遍關注的重要課題。

污泥填埋要占用寶貴的土地資源，會產生污染嚴重的滲濾液，污染水源。由于污泥的含水量很大，運輸成本很高，我國污泥使用填埋可能性不大：一是污泥數量和體積特別大，而且主要集中在城市周邊，沒有適合污泥填埋的空間；二是由于生活污水和工業廢水合并處理，使得污泥成分復雜，特別是重金屬和有機污染物含量較高，污泥利用存在很大的環境風險。

干化焚燒是將濕污泥干化脫水到40％以下(一般要求其熱值≥1000kj/kg)，單獨或摻入動力煤中混燒。其優點是可充分利用有機物的熱能，最大限度地減少污泥體積(可達90％)；自動化水平高，不受外界條件影響；能有效的殺死病原體；焚燒后的無機物灰渣，體積和毒性小，可方便地填埋處置。

但污泥在焚燒前必須經干化脫水，目前國內大多用150℃的蒸汽作為熱源，在園盤或漿葉式干化機中干化脫水，能耗高(干化1kg水一般需耗汽1.1-1.2kg)；固定資產投資大；運行費用高，干化焚燒成本一般是其它工藝的2-4倍。高濕、高灰份的尾氣量大，易發生“灰堵”，作業率低，操作條件惡劣，運行費用高；盡管由于采用了申請人發明的(ZL2010101519277，ZL2011201652803，ZL2011201545680)一系列專利有所緩解。但干化產品仍存在下列缺點：這類干化過程主要任務是脫水，惡臭成分(主要是H₂S)未被分解，干污泥的結構基本沒有變化，仍為親水性，亟易吸濕回潮，大多數病菌、孢籽未被殺滅。國內已投運的一些污泥干化系統實踐表明，盡管干污泥倉的底部排料錐的錐角遠小于干污泥的自然堆角，但干污泥倉仍有死角，倉內干污泥的料面呈漏斗狀，在死角處結塊，霉變，具惡臭又成為致病毒源的載體。招致立項時承諾與燃煤混燒的發電企業不愿混燒。

針對這一問題，申請人提出了一項“變性爐”專利(CN2012200037750)申請，中試結果表明，可有效解決于污泥有惡嗅、反潮結塊、有毒、有害等問題，結構簡單，運行流暢，能量自持有余。

即便如此，干化-熱解-焚燒仍存在濕污泥要先經干燥脫水，故仍有能耗高的缺點。干化-熱解-焚燒的另一些缺點是：由于需要蒸汽，干化過程不能在污水處理廠內實施，需依附在有汽源的發電廠附近，濕污泥只能以半成品形式外運，且含水量大，增加了不合理的運費。而且流程長、投資大、能耗高。

因此，熱水解技術的研究、應用倍受關注。目前，已成為國內外研究的熱點，發表了大量論文，公開了大量專利。