[發明專利]一種基于熱水解技術的污泥脫水系統及工藝

有效

• 申請號: 201410133537.5
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103936251A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 王樹眾;錢黎黎;唐興穎;孫盼盼
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安市萬豐能源環保科技有限公司
• 主分類號: C02F11/10
• 分類號: C02F11/10;C02F11/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及污泥處理技術領域，特別涉及一種城市污泥脫水系統及工藝。

背景技術

城市污泥是城鎮污水處理過程中的副產物，是對采用常規方法處理城市污水所產生的少量沉淀物、顆粒物和漂浮物等物質的統稱。其主要具有以下幾個特點：

（1）產量大，無害化率低：污泥年產量為2800萬噸（含水率80%，2011年），3/4未有效處理。

（2）含水率高，水分難以脫除：傳統污泥機械脫水方式僅能將污泥含水率降低到80%左右。

（3）有害性和有用性：城市污泥存在多種有機污染物和重金屬，直接排放對環境有害，但是其熱值高（7500～15000kJ/kg干污泥），可以資源化利用。

目前，堆肥、填埋和焚燒是污泥處置常用的方法，這些方法都對污泥的含水率有一定要求。例如污泥填埋含水率需要低于60%，污泥堆肥需要添加膨松劑調整至含水率50％左右，污泥焚燒需要將污泥的含水率降低到30%左右。因此，含水率80%左右的濕污泥需要進一步的脫水處理。

污泥進一步的脫水可以采用熱干化方法，該方法可以將污泥的含水率降低到50%以下，減容效果好，產品穩定。但是該方法技術要求高，管理較復雜，耗費大量能源，處理成本較高。污泥熱干化法中蒸發每噸水需要消耗887025kcal的熱量，合熱值為8300kcal的天然氣107m³。如濕污泥的水分按80%，干化到10%，則每噸干污泥大約需消耗428m³的天然氣及300kW·h的電力，則每噸干污泥的干化成本達到1144.9元（不計人員工資，設備折舊等）。這就存在建的起，用不起問題。因此，急需一種經濟的方法代替傳統熱干化法。

污泥水熱處理技術是將污泥加熱，在一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機物水解，破壞污泥的膠體結構，改善脫水性能和厭氧消化性能的技術，也稱熱調質。水熱處理技術按照處理過程中是否加入氧化劑，把水熱處理分成熱水解和濕式氧化兩種。熱水解沒有通入氧化劑，而濕式氧化需要向反應器內通入氧化劑。

污泥熱水解技術可以進一步高效經濟地降低污泥的含水率，該技術是基于細胞破壁原理，可以低能耗、高效率地實現污泥的脫水干化。但是，傳統熱水解脫水工藝系統容易堵塞，且減量化效果不明顯。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于熱水解技術的污泥脫水系統及工藝，該污泥脫水系統/工藝可以有效降低脫水后污泥的含水率，從而達到減量化的要求，且系統不易堵塞。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于熱水解技術的污泥脫水系統，包括均質漿化單元、水熱單元、閃蒸反應器、余熱回收單元和脫水機；

均質漿化單元包括污泥儲罐、污泥均質器和第一單螺桿泵；污泥儲罐下部連接污泥均質器下部的污泥入口端；污泥均質器上部的污泥出口端通過第一單螺桿泵連接水熱單元的入口端；

水熱單元的出口端連接閃蒸反應器上部的入口端，閃蒸反應器下部的閃蒸污泥出口端連接余熱回收單元的入口；

余熱回收單元的出口連接脫水機；脫水機的脫水濾液輸出管道連接第一低壓變頻泵的入口端，第一低壓變頻泵的出口端連接引射器的引射流體入口端；閃蒸反應器的閃蒸蒸汽出口連接引射器的被引射流體入口端，引射器的出口連接污泥均質器下部的引射混合物入口端，污泥均質器上部的廢蒸汽出口端連接脫水機的污泥稀釋液輸出管道。本發明進一步的改進在于：閃蒸反應器閃蒸污泥出口端連接第二單螺桿泵的入口端，第二單螺桿泵的出口端連接換熱器的殼側入口端；鍋爐給水管道和冷卻塔的冷卻水出口連接第二低壓變頻泵的入口端，第二低壓變頻泵的出口端連接換熱器的管側入口端；換熱器管側出口端一分為二，分別連接加熱爐的入口端和冷卻塔的入口端；換熱器殼側出口端連接脫水機。

本發明進一步的改進在于：污泥儲罐設置在污泥均質器的上方；污泥均質器設置在第一單螺桿泵的上方。

本發明進一步的改進在于：水熱單元為間歇式水熱單元或連續式水熱單元；

所述間歇式水熱單元包括水熱蒸汽加熱器、第一間歇式水熱反應器和第二間歇式水熱反應器；第一單螺桿泵的出口連接水熱蒸汽加熱器下部污泥入口端，加熱爐的水熱蒸汽出口端連接水熱蒸汽加熱器下部的水熱蒸汽入口端，水熱蒸汽加熱器上部出口端連接并聯的第一間歇式水熱反應器和第二間歇式水熱反應器，其中第一間歇式水熱反應器和第二間歇式水熱反應器并聯；第一間歇式水熱反應器和第二間歇式水熱反應器的入口端和出口端均設有電動截止閥；第一間歇式水熱反應器和第二間歇式水熱反應器的出口端均連接閃蒸反應器上部的入口端；