一種基于旋風(fēng)干燥耦合熱解技術(shù)的污泥處置與利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥資源化領(lǐng)域。涉及一種基于旋風(fēng)干燥耦合熱解技術(shù)的污泥處置與利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年全國的污泥(含水率80%)產(chǎn)量約為4000萬噸/年。這些污泥如果不經(jīng)處理任意排放，不僅容易對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，還會(huì)造成污泥中有用能源的浪費(fèi)。
[0003]污泥傳統(tǒng)的處置方法主要包括衛(wèi)生填埋、焚燒和土地利用。衛(wèi)生填埋具有處理容量大、投資少、見效快、技術(shù)成熟，方法簡單，易行，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但存在穩(wěn)定性差，占用土地資源，資源化利用率低，有固定的服務(wù)年限，產(chǎn)生的滲濾液和氣體處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生二次污染，成本逐年增加等缺點(diǎn)；焚燒具有占地小，減容效果好，實(shí)現(xiàn)零排放等優(yōu)點(diǎn)，但存在投資大，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，產(chǎn)生飛灰、煙氣等污染環(huán)境，產(chǎn)生二噁英等劇毒物質(zhì)等缺點(diǎn)；土地利用不僅能耗低，還可以回收利用污泥中大量的植物養(yǎng)分，但對污泥品質(zhì)要求高，污泥中的重金屬等有害物質(zhì)限制其使用。
[0004]鑒于污泥的含水率之高(可高達(dá)99%以上)，在對污泥處置前都要進(jìn)行一定的干化處理。污泥干化技術(shù)主要有熱干化、太陽能干化、微波加熱干化、超聲波干化以及熱栗干化等。太陽能干化具有能耗小，運(yùn)行管理費(fèi)用低，符合可持續(xù)發(fā)展的要求等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大、處理效果受天氣和季節(jié)性條件約束等缺點(diǎn)；微波加熱、超聲波干化具有時(shí)間短、干燥速率大等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備及運(yùn)行成本較高；熱栗干化具有占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但存在工藝較復(fù)雜等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的污泥處理處置的方法，將旋風(fēng)干燥技術(shù)與熱解制炭技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)一步拓展了污泥處理處置的思路，提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的處理方法。
[0006]本發(fā)明為一種基于旋風(fēng)干燥耦合熱解技術(shù)的污泥處置與利用方法，按如下的步驟進(jìn)行:
步驟一、活化:往濕污泥中加入碳添加劑，混合后加入活化劑，攪拌、浸漬24?48h ; 步驟二、旋風(fēng)干燥:將活化后的污泥混合物經(jīng)旋風(fēng)干燥器干化脫水，含水率降至10%?
20% ；
步驟三、熱解:將干燥后的污泥置于熱解爐中熱解，得到顆粒物，油和氣；
步驟四、分離及洗滌:將步驟三得到的油類物質(zhì)與顆粒物分離并收集，將顆粒物反復(fù)洗滌，干燥后即為污泥基活性炭。
[0007]濕污泥含水率為40%?90%。
[0008]碳添加劑至少為農(nóng)作物秸桿、農(nóng)作物殼、木肩中的一種，其添加量為干污泥質(zhì)量的5% ?20% ；
活化劑至少為ZnCl2、H3P04、K0H中的一種，其添加量為干污泥質(zhì)量的50%?150%，活化劑投加可采用濕式投加和干式投加，并以干式投加為宜。
[0009]活化劑在污泥進(jìn)入旋風(fēng)干燥前加入。
[0010]熱解步驟以氮?dú)?、氦氣等惰性氣為保護(hù)氣體，升溫速率為10?20°C /min，升溫到500。。?800。。，保持 1 ?3h。
[0011]熱解爐中產(chǎn)生的帶有大量熱量的氣體回用至前段的旋風(fēng)干燥單元，用于旋風(fēng)干燥單元中污泥的加熱。
[0012]污泥熱解后的活化劑可回收利用。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、以污泥為原料制備活性炭，既解決了活性炭制備原料的來源和成本問題，又實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化利用，同時(shí)污泥基活性炭再用于廢氣、廢水等的處理，實(shí)現(xiàn)了污泥“變廢為寶、以廢治廢”的雙重效果，是一種節(jié)能環(huán)保技術(shù)。
[0014]2、在污泥旋風(fēng)干燥前加入活化劑，與傳統(tǒng)污泥干燥后加入活化劑相比減少了能耗，節(jié)約了成本，同時(shí)在旋風(fēng)干燥的過程中使污泥和活化劑充分混合，污泥破碎更完全，這將大大提尚污泥基活性炭的品質(zhì)。
[0015]3、污泥熱解過程中產(chǎn)生的具有能量的氣和油將用來干燥污泥，既合理利用了能量，又減少了污染。
[0016]4、該方法不僅占地面積小、工藝流程和反應(yīng)條件簡單，運(yùn)行成本較低，還能抑制二噁英的產(chǎn)生，固化重金屬，回收可再生能源。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的一種基于旋風(fēng)干燥耦合熱解技術(shù)的污泥處置與利用方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明更加詳細(xì)的描述內(nèi)容如下:
發(fā)明原理:本發(fā)明將污水處理后產(chǎn)生的污泥資源化利用，制備污泥基活性炭。本發(fā)明將污泥的干燥和熱解制炭工藝何為一體，建立了一套資源節(jié)約型，能源高效型的污泥處理處置方法。污泥干燥前加入活化劑，活化后的污泥經(jīng)干燥、活化后制備污泥基活性炭，同時(shí)活化過程中產(chǎn)生的帶有大量熱量的氣經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入旋風(fēng)干燥器干燥污泥，活化劑通過水洗方法進(jìn)行回收利用，制備的污泥基活性炭可用于處理廢氣和廢水。
[0019]方法步驟:
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明一種基于旋風(fēng)干燥耦合熱解技術(shù)的污泥處置與利用方法，按如下的步驟進(jìn)行:
步驟一、活化:往濕污泥(含水率40%?90%)中加入干污泥質(zhì)量的5%?20%的碳添加劑(農(nóng)作物秸桿、農(nóng)作物殼、木肩等)，混合后加入干污泥質(zhì)量的50%?150%的活化劑粉末(ZnCl2、H3P04、K0H 等)，攪拌、浸漬 24 ?48h ；
步驟二、旋風(fēng)干燥:將活化后的污泥混合物經(jīng)旋風(fēng)干燥器干化脫水，含水率降至10%? 20% ；
步驟三、熱解:將干燥后的污泥置于熱解爐中熱解，其工藝條件為:以氮?dú)狻⒑獾榷栊詺鉃楸Ｗo(hù)氣體，熱解爐的升溫速率為10?20°C /min，升溫500°C?800°C，保持1?3h，得到顆粒物，油和氣，其中產(chǎn)生的帶有大量熱量的氣體回用至前段的旋風(fēng)干燥單元，用于旋風(fēng)干燥單元中污泥的加熱；
步驟四、分離及洗滌:將步驟三得到的油類物質(zhì)與顆粒物分離并收集，將顆粒物反復(fù)洗滌，干燥后即為污泥基活性炭，洗滌液中的活化劑回用至前段的活化單元。
[0020]本發(fā)明制備的污泥基活性炭可用于處理工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)廢水，重金屬廢水以及有機(jī)工業(yè)廢氣等，同時(shí)也可以與其他處理方式聯(lián)合使用。
[0021]本發(fā)明不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下和不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于旋風(fēng)干燥耦合熱解技術(shù)的污泥處置與利用方法，其特征在于包括下述步驟: 步驟一、活化:往濕污泥中加入碳添加劑，混合后加入活化劑，攪拌、浸漬24?48h ; 步驟二、旋風(fēng)干燥:將活化后的污泥經(jīng)旋風(fēng)干燥器干化脫水，含水率降至10%?20% ; 步驟三、熱解:將干燥后的污泥置于熱解爐中熱解，得到顆粒物，油和氣； 步驟四、分離及洗滌:將步驟三得到的油類物質(zhì)與顆粒物分離并收集，將顆粒物反復(fù)洗滌，干燥后即為污泥基活性炭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于濕污泥含水率為40%?90%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于碳添加劑至少為農(nóng)作物秸桿、農(nóng)作物殼、木肩中的一種，其添加量為干污泥質(zhì)量的5%?20%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于活化劑至少為ZnCl2、H3P04、K0H中的一種，其添加量為干污泥質(zhì)量的50%?150%，活化劑投加可采用濕式投加和干式投加，并以干式投加為宜。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于活化劑在污泥進(jìn)入旋風(fēng)干燥前加入。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟三中的熱解步驟以氮?dú)?、氦氣等惰性氣為保護(hù)氣體，升溫速率為10?20°c /min，升溫到500°C?800°C，保持1?3h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于熱解爐中產(chǎn)生的帶有大量熱量的氣體回用至前段的旋風(fēng)干燥單元，用于旋風(fēng)干燥單元中污泥的加熱。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于污泥熱解后的活化劑可回收利用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于旋風(fēng)干燥耦合熱解技術(shù)的污泥處置與利用方法，在污泥干燥前加入活化劑，與傳統(tǒng)污泥干燥后加入活化劑相比減少了能耗，節(jié)約了成本，同時(shí)在旋風(fēng)干燥的過程中使污泥和活化劑充分混合，污泥破碎更完全，這將大大提高污泥基活性炭的品質(zhì)。另外，污泥熱解過程中產(chǎn)生的具有能量的氣和油將通過旋風(fēng)干燥器來干燥污泥，既合理利用了能量，又減少了污染。考慮到目前國內(nèi)污泥處理處置的思路還較為局限，本項(xiàng)目將旋風(fēng)干燥與熱解制炭技術(shù)很好的結(jié)合起來，進(jìn)一步拓展了污泥處理處置的思路，提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的處理方法。
【IPC分類】C10B53/00, C10B57/06, C01B31/12, C02F11/14, C02F11/10
【公開號(hào)】CN105314807
【申請?zhí)枴緾N201510090406
【發(fā)明人】劉軍, 戴昕, 宮建瑞, 袁道迎, 嚴(yán)建, 唐美
【申請人】南京萬德斯環(huán)保科技有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年2月28日