[发明专利]污泥置换脱水的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低传统污泥热干燥能耗的污泥处理方法，属于污泥处理和固体废弃物处理领域的污泥处理技术的污泥置换脱水的方法及装置。

背景技术

随着社会经济的发展与城市化进程的加快，城镇污水及其污泥数量快速增加。我国城镇年产湿污泥统计已高达1200万吨，实际湿污泥产量可能要远远高于此数值，而且其年增长速度达10-15％。由于污泥处理成本占污水处理厂处理成本的50％左右，成本很高，因此我国许多污水处理厂往往只处理到污水而避开了污泥处理。目前我国的污泥处理往往是通过简单机械脱水后进行填埋或堆放。由于污水厂生物污泥中含有大量的有毒、有害物质，容易引发严重的环境污染问题。因此，如何将产量巨大、成分复杂的污泥经过科学处理处置，使其达到稳定化、减量化、无害化、资源化的目的，成为环境领域共同关注的课题。

污水厂污泥是一种不均匀的、复杂的分散系，含水率高达99％以上，体积和数量庞大，易发臭，因此，必须进行及时处理，进行脱水减量，以利于后继处理与处置。另外，污泥中含有大量的有机成分，蕴藏着大量的资源。污泥通过浓缩、机械脱水后其含水率通常为75％～87％。此时污泥中的含水率仍然较高，既不能达到污泥的稳定化处理要求，减量化也不充分，稳定化更无从谈起，无论作为生物肥料还是作为能源资源(如热解制燃气、油、半焦固体等或直接燃烧)均远未达到资源化技术对污泥含水率的较高要求，因此，污泥必须进一步脱水。此时污泥脱水常采用的方法为热干燥技术。在污水污泥脱水的整个过程中，热干燥的能耗约占总的脱水过程能耗的90％以上，热干燥是污泥深度脱水过程中能耗消耗最大的环节，制约热干燥技术在污泥处理中的应用，也是污泥脱水干化节能的关键所在。

目前，人们在降低热干燥能耗所做的工作大体可以分为三个途径：1、通过利用工业过程中的余热(如烟气余热、废蒸汽、废热水等)和自然界能量(如太阳能、地热等)进行污泥的干化，以减少电能、煤炭、燃油、燃气或其他宝贵能源的消耗，达到节约能源的目的；2、开发设计新型的干化设备来改善污泥干化的速率或提高其热利用率，如喷雾干燥、薄层干燥、流化床干燥等设备；3、探索新的干燥技术，提高能源利用效率，达到降低干燥能耗的目的，如微波干燥技术，红外加热技术，冻干技术，电场脱水技术，电磁加热干燥技术等。从传统的干燥理论看，很显然，以上干燥研究工作往往注重于物料干燥的外部因素和物料颗粒性质因素在干燥过程中的作用，而对污泥中待蒸发物质(污水污泥中指水分)的特性考虑不多。实际上，污水污泥干化之所以能耗较大是由于污泥中的水分的特殊物理化学性质决定的，如具有比热高，潜热大，表面张力大，粘度大等。所以，如何改变或降低污泥中水分的这些性质就是降低污泥干化能耗的关键。

为此，本发明从全新的角度，提出了污水污泥水分置换脱水降低热干燥能耗的技术方法和装置。该新型的污泥热干燥发明可以节约能耗达60-90％以上，可以为污水污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化处理处置提供良好的技术支撑，该发明具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低污泥干燥能耗的技术方法及装置，为污泥处理和资源化利用降低经济成本。

本发明的方法如下：

本发明的污泥置换脱水的方法，是将经过机械脱水的污水污泥用与水不混溶的溶剂置换，在20-60℃的温度下搅拌，并进行真空沥液置换，污水污泥与溶剂的体积比是1∶1～7。

可以将排除的置换污泥在带式压滤过滤装置中进行过滤，使污泥含湿量降至75-82％，过滤污泥送往干燥设备进行干燥。

将过滤污泥送入热干燥系统进行热干燥，干燥方法采用间接式干燥或直接热风干燥，干燥时间20分钟至180分钟，得到干化污泥，作为后续资源化利用原料。

本发明经过置换过程中的沥出液，再经过过滤滤液以及热干燥中冷凝液收集在密闭的溶剂分层池中，并使溶液分层出置换溶剂层和水层，以便置换溶剂的循环利用，剩余废水通过废水出口送入污水处理系统进行处理。

所述的与水不混溶的溶剂为：戊烷、己烷、2-甲基戊烷、2、2-二甲基丁烷、2，3-二甲基丁烷、庚烷、庚烷异构体、辛烷及辛烷异构体、石油醚、汽油、煤油或乙醚的一种或几种的混合物。

本发明的污泥置换脱水方法的装置，包括污泥置换池6、滤液池12、溶剂分层池16，其中在污泥置换池上设置有污泥进口5、温度调节装置7和搅拌装置8；污泥置换池后面连接滤液池12，滤液池上设置有9真空装置和沉积污泥出口13；连接管道15将滤液池12和溶剂分层池16连接，经过置换溶剂循环泵17将连接污泥置换池和溶剂分层池，溶剂分层池下面设置有废水出口21。