一種工業(yè)污泥處理方法以及實(shí)施該方法的熱泵-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工業(yè)污泥處理領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)污泥處理方法以及實(shí)施該方法的熱泵?太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)。該方法是將污水采用污水源熱泵收集的熱量、污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣采用氣源熱泵收集熱量以及太陽(yáng)能真空管收集的熱量用于工業(yè)污泥的干化，污泥干化至含水量為40％以下，并制成毫米級(jí)顆粒后進(jìn)行炭化，制得炭化污泥。并提供了相應(yīng)的熱泵?太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了本方法的安全節(jié)能的運(yùn)行。本發(fā)明利用污水廠自有資源以及太陽(yáng)能應(yīng)用到污泥干化中，大大降低污泥干化過(guò)程的耗能，達(dá)到節(jié)能的目的；污泥炭化技術(shù)不僅能有效處理污泥，還能將其制成具有高附加值的活性炭，真正實(shí)現(xiàn)了污泥處置的減量化、無(wú)害化等資源化處置。
【專利說(shuō)明】
一種工業(yè)污泥處理方法以及實(shí)施該方法的熱泵-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)污泥處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種工業(yè)污泥處理方法以及實(shí)施該方法的熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)污泥是指工業(yè)廢水處理站產(chǎn)生的污泥，一般無(wú)機(jī)污泥較多，含有生產(chǎn)廢水中的化學(xué)成分，屬于危廢類。工業(yè)污泥的處理方式一般為:脫水一選擇處置方式一一回收利用、隔離填埋、無(wú)害化焚燒。但是處理后的工業(yè)污泥填埋或者焚燒，不僅工作量大，并會(huì)對(duì)地表造成潛在的危害。
[0003]另外，現(xiàn)有污泥干化技術(shù)使用人工熱源，其操作溫度(對(duì)污泥顆粒而言)通常大于100°C，通過(guò)滲濾或蒸發(fā)等作用，從污泥中去除大部分含水量從而達(dá)到深度脫水(其含水率可控制在20%以下)，進(jìn)而便于填埋。因此，污泥干化過(guò)程是一個(gè)能量?jī)糁С龅倪^(guò)程，能量支出尚。
[0004]有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的在于提供一種工業(yè)污泥處理方法，該工藝收集污水、廢氣以及太陽(yáng)能的熱量，收集的該熱量用于工業(yè)污泥的干化，節(jié)約能源；并且干化后的污泥進(jìn)行炭化，污泥中的有機(jī)物被炭化，炭化后的污泥性質(zhì)類似于活性炭，可以廣泛用于吸附除臭脫水等用途，并且炭化后的污泥體積大大減小，污泥中無(wú)有毒氣體等，不會(huì)造成二次污染，實(shí)現(xiàn)了資源化處理。
[0006]本發(fā)明的第二目的在于提供一種實(shí)施所述的工業(yè)污泥處理方法的熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)，該裝置設(shè)置簡(jiǎn)單，收集能量效果好，易于工業(yè)化應(yīng)用。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種工業(yè)污泥處理方法，將工業(yè)污泥干化，所述干化所使用的熱量來(lái)源于污水采用污水源熱栗收集的熱量、污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)太陽(yáng)能加熱后用氣源熱栗收集的熱量以及太陽(yáng)能真空管收集的熱量；
[0009]污泥干化至含水量為40%以下，并制成毫米級(jí)顆粒后進(jìn)行炭化，制得炭化污泥。
[0010]本發(fā)明利用污水廠自有資源進(jìn)行產(chǎn)能，具體地，綜合提取廢氣、廢水中的低位能，轉(zhuǎn)換成高位熱能，應(yīng)用到污泥干化中，大大降低污泥干化過(guò)程的耗能，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0011]具體地，污水是一種蘊(yùn)含豐富低位熱能的可再生熱能資源，采用熱栗將這種低位熱能轉(zhuǎn)換成高位熱能，并利用這一熱能對(duì)廠內(nèi)污泥進(jìn)行干化，將熱能就近利用。不僅污水的熱能可以利用，污水廠所散發(fā)廢氣中的熱能也能進(jìn)行利用。污水廠在運(yùn)行過(guò)程中，各處理單元都會(huì)產(chǎn)生臭氣，廢氣的處理也越來(lái)越受到技術(shù)人員的重視，現(xiàn)在較為普遍的做法是加蓋，由引風(fēng)機(jī)引至廢氣處理系統(tǒng)。而本發(fā)明在廢氣處理之前將收集的廢氣經(jīng)太陽(yáng)能升溫，再通過(guò)熱栗技術(shù)將此熱能運(yùn)用于污泥干化，此技術(shù)的運(yùn)用也能降低后續(xù)臭氣處理裝置的負(fù)荷，并且，太陽(yáng)能作為輔助能源為污水廠提供能量，安全清潔。另外還設(shè)置太陽(yáng)能真空管，收集的熱量也同時(shí)用于污泥的干化。本發(fā)明利用熱栗-太陽(yáng)能技術(shù)耦合所產(chǎn)熱能對(duì)污泥進(jìn)行干化處理，污泥含水率大大降低，整個(gè)過(guò)程最大限度的利用了污水廠自身流失的能量以及太陽(yáng)能的熱量，實(shí)現(xiàn)了污泥干化過(guò)程的清潔節(jié)能生產(chǎn)。
[0012]另外，本發(fā)明還將干化后的污泥中的有機(jī)物炭化，炭化后的污泥性質(zhì)類似于活性炭，可以廣泛用于吸附除臭脫水等用途，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。而且炭化后的污泥體積小，污泥中無(wú)有毒氣體等，不會(huì)造成二次污染。所以污泥炭化是一種既不會(huì)損壞環(huán)境又能資源回用的經(jīng)濟(jì)型處理技術(shù)。污泥炭化技術(shù)不僅能有效處理污泥，還能將其制成具有高附加值的活性炭，真正實(shí)現(xiàn)了污泥處置的減量化、無(wú)害化等資源化處置。
[0013]就目前而言，主要的技術(shù)攻關(guān)點(diǎn)在于提高太陽(yáng)能利用，菲涅爾透鏡作為一種太陽(yáng)能聚光鏡可大大提高太陽(yáng)光的聚焦，以此提高太陽(yáng)能利用率。優(yōu)選地，加熱所述廢氣的熱源主要來(lái)源于菲涅爾透鏡聚集太陽(yáng)光收集的熱量。
[0014]由于污水成分復(fù)雜且不穩(wěn)定，采用的污水一般是經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的，盡管如此，由于熱栗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，不易清洗，因此，本發(fā)明將污水先經(jīng)過(guò)離心污水換熱器處理，它良好地解決了含有較大懸浮物、顆?；蛭矬w的介質(zhì)造成污水源熱栗堵塞的情況，同時(shí)避免了耗時(shí)耗力的清洗工作，并且使廢水中低品位的熱量充分應(yīng)用。優(yōu)選地，所述污水先經(jīng)過(guò)離心污水換熱器處理，再采用污水源熱栗收集熱量。
[0015]進(jìn)一步地，所述炭化在無(wú)氧條件下進(jìn)行，所述炭化采用的溫度為700-800°C，所述炭化的時(shí)間為30_60min。
[0016]污泥炭化技術(shù)是將污泥在炭化機(jī)中進(jìn)行無(wú)氧或微氧的條件下的“干溜”，使污泥中的水分蒸發(fā)出來(lái)，同時(shí)又最大限度地保留了污泥中的碳值過(guò)程。污泥中的有機(jī)物被炭化，炭化后的污泥性質(zhì)類似于活性炭，可以廣泛用于吸附除臭脫水等用途。而且炭化后的污泥體積小，污泥中無(wú)有毒氣體等，不會(huì)造成二次污染。所以污泥炭化是一種既不會(huì)損壞環(huán)境又能資源回用的經(jīng)濟(jì)型處理技術(shù)。污泥炭化技術(shù)不僅能有效處理污泥，還能將其制成具有高附加值的活性炭，真正實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化處置。
[0017]炭化過(guò)程中，先是污泥逐步升溫，溫度達(dá)到200°C?500°C時(shí)約有75%的有機(jī)物分解成干化氣(水，二氧化碳，一氧化碳)，加溫到800°C時(shí)產(chǎn)生干餾氣和炭化物，其中干餾氣中含有一氧化碳、氰基、氨等。若將產(chǎn)生的氣體直接排放則會(huì)對(duì)環(huán)境造成損害，因此，優(yōu)選地，所述炭化過(guò)程的廢氣處理后進(jìn)行排放。
[0018]進(jìn)一步地，所述炭化過(guò)程產(chǎn)生的干餾氣用鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)入熱風(fēng)爐，并在850± 5 °C下完全燃燒進(jìn)行除臭。溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生新的廢氣;熱風(fēng)爐中的能源可來(lái)源于煤油和柴油燃燒。
[0019]而干化氣則經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的燃燒后即可排放，也可與干餾氣一起處理。
[0020]本發(fā)明還提供了實(shí)施所述的工業(yè)污泥處理方法的熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)，包括:污水源熱栗、廢氣源熱栗、太陽(yáng)能真空管、污泥干化裝置、炭化裝置；
[0021]所述污水源熱栗、廢氣源熱栗、太陽(yáng)能真空管分別與所述污泥干化裝置連接；
[0022]所述污泥干化裝置與所述炭化裝置連接。
[0023]本發(fā)明提供的實(shí)施所述的工業(yè)污泥處理方法的熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)，將各裝置依次設(shè)置，簡(jiǎn)單易行，為污泥的處理提供合理有效的處理裝置。
[0024]其中，污泥干化裝置一般采用干燥箱;炭化裝置采用炭化爐。
[0025]進(jìn)一步地，所述熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)還包括集氣裝置和菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡收集的能量用于所述集氣裝置中氣體的加熱，所述集氣裝置與所述廢氣源熱栗連接。
[0026]進(jìn)一步地，所述熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)還包括離心污水換熱器，所述離心污水換熱器與所述污水源熱栗連接。即污水先通過(guò)離心污水換熱器處理，再進(jìn)入污水源熱栗，這樣良好地解決了含有較大懸浮物、顆?；蛭矬w的介質(zhì)造成污水源熱栗堵塞的情況，同時(shí)避免了耗時(shí)耗力的清洗工作，并且使廢水中低品位的熱量充分應(yīng)用。
[0027]進(jìn)一步地，所述熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置與所述炭化裝置連接。冷卻裝置用于將炭化裝置中的炭化產(chǎn)物進(jìn)行冷卻。
[0028]進(jìn)一步地，所述熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)還包括鼓風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐，所述炭化裝置通過(guò)所述鼓風(fēng)機(jī)與所述熱風(fēng)爐連接；
[0029]所述熱風(fēng)爐還與所述炭化裝置連接。
[0030]本發(fā)明所使用的炭化爐設(shè)有內(nèi)筒和外筒，干化的污泥由投加機(jī)的螺旋進(jìn)料器送至炭化爐的內(nèi)筒中。炭化過(guò)程中，內(nèi)筒緩慢的轉(zhuǎn)動(dòng)，污泥在內(nèi)筒受熱進(jìn)行熱分解。
[0031 ]起先污泥溫度達(dá)到200 0C?500 0C時(shí)約有75 %的有機(jī)物分解成干化氣(水，二氧化碳，一氧化碳)，加溫到800 0C時(shí)產(chǎn)生干餾氣和炭化物，其中干餾氣中含有一氧化碳、氰基、氨等，干餾氣流出至外筒，然后用鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)入熱風(fēng)爐，熱風(fēng)爐排出的干餾氣會(huì)在850±5°C完全燃燒除臭。用于干餾氣燃燒的熱量可用煤油、柴油、LPG等作為輔助燃料。熱風(fēng)爐排出的氣體送至炭化爐外筒，從內(nèi)筒壁間接加熱污泥。這樣利用燃燒氣加熱污泥，可以大大減少能源成本。
[0032]本發(fā)明中的干燥箱下側(cè)配有熱栗供熱系統(tǒng)、膨脹閥、制冷劑、風(fēng)機(jī)以及管路，熱栗系統(tǒng)與干燥箱之間均有風(fēng)管連接，風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，熱栗系統(tǒng)中設(shè)有風(fēng)量傳感器，風(fēng)量傳感器與風(fēng)量調(diào)節(jié)閥均與控制器相連接;控制器上還設(shè)有對(duì)干燥箱的溫濕度傳感器，可以根據(jù)干燥箱內(nèi)的溫濕度來(lái)調(diào)節(jié)各個(gè)系統(tǒng)風(fēng)管上的風(fēng)量，使得干燥系統(tǒng)處于封閉循環(huán)的條件下，不與外界環(huán)境相連通。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0034](I)在污水處理廠現(xiàn)有基礎(chǔ)上，將熱栗-太陽(yáng)能技術(shù)耦合應(yīng)用于污水、廢氣的熱能收集并對(duì)污水處理廠產(chǎn)生的污泥進(jìn)行干化處理，實(shí)現(xiàn)了能源就近利用，是實(shí)現(xiàn)污水綜合利用的有效途徑;干化后污泥再進(jìn)行污泥炭化，所得到的炭化污泥類似于活性炭，實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化處置。
[0035](2)污水源熱栗將污水廠處理后排放的廢水即二沉池后的出水中提取其低溫?zé)崮埽ㄟ^(guò)污水源熱栗機(jī)組，將其提升為高溫?zé)崮苡糜谖勰喔苫?，由此?shí)現(xiàn)污水的二次利用，變廢為寶，提高資源的利用率。
[0036](3)污水處理廠的每個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，廢氣會(huì)散發(fā)惡臭，會(huì)對(duì)工作人員和周圍的居民造成不良影響，本發(fā)明將整個(gè)污水處理產(chǎn)生的廢氣收集起來(lái)，并利用菲涅爾透鏡更有效地將太陽(yáng)光的直射光和散射光充分利用，提高能量利用率，將氣體加熱，再將氣體作為熱源利用空氣源熱栗收集其低位熱源，將廢氣合理利用，并且減小了后續(xù)除臭裝置的負(fù)荷，達(dá)到預(yù)處理的目的。
[0037](4)—方面借助傳統(tǒng)溫室干燥技術(shù)，結(jié)合當(dāng)代自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，采用太陽(yáng)能這種清潔能源作為污泥干化的部分能量來(lái)源。
[0038](5)污泥炭化技術(shù)是將污泥在炭化機(jī)中進(jìn)行無(wú)氧或微氧的條件下的“干溜”，使污泥中的水分蒸發(fā)出來(lái)，同時(shí)又最大限度地保留了污泥中的碳值過(guò)程。污泥中的有機(jī)物被炭化，炭化后的污泥性質(zhì)類似于活性炭，可以廣泛用于吸附除臭脫水等用途。而且炭化后的污泥體積小，污泥中無(wú)有毒氣體等，不會(huì)造成二次污染。所以污泥炭化是一種既不會(huì)損壞環(huán)境又能資源回用的經(jīng)濟(jì)型處理技術(shù)。污泥炭化技術(shù)不僅能有效處理污泥，還能將其制成具有高附加值的活性炭，真正實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化處置。
【附圖說(shuō)明】
[0039]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，以下將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。
[0040]圖1為本發(fā)明提供的實(shí)施工業(yè)污泥處理方法的裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0042]一種工業(yè)污泥處理方法，將工業(yè)污泥干化，所述干化所使用的熱量來(lái)源于污水采用污水源熱栗收集的熱量、污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)太陽(yáng)能加熱后用氣源熱栗收集的熱量以及太陽(yáng)能真空管收集的熱量；
[0043]污泥干化至含水量為40%以下，并制成毫米級(jí)顆粒后進(jìn)行炭化，制得炭化污泥。
[0044]1、污水源熱栗收集的熱量
[0045]污水源熱栗的主要工作原理如下:
[0046]借助污水源熱栗壓縮機(jī)系統(tǒng)，消耗少量電能，在冬季把存于水中的低位熱能“提取”出來(lái)，為用戶供熱，夏季則把室內(nèi)的熱量“提取”出來(lái)，釋放到水中，從而降低室溫，達(dá)到制冷的效果。其能量流動(dòng)是利用熱栗機(jī)組所消耗能量(電能)吸取的全部熱能(即電能+吸收的熱能)一起排輸至高溫?zé)嵩?，而起所消耗能量作用的是使介質(zhì)壓縮至高溫高壓狀態(tài)，從而達(dá)到吸收低溫?zé)嵩粗袩崮艿淖饔谩?br>[0047]本發(fā)明中采用污水一般為經(jīng)過(guò)二級(jí)處理后的工業(yè)污水。盡管如此，工業(yè)污水成分仍復(fù)雜且不穩(wěn)定，而由于熱栗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，不易清洗，因此，污水先經(jīng)過(guò)離心污水換熱器處理，它良好地解決了含有較大懸浮物、顆粒或物體的介質(zhì)造成污水源熱栗堵塞的情況，同時(shí)避免了耗時(shí)耗力的清洗工作，并且使廢水中低品位的熱量充分應(yīng)用。因此，本發(fā)明中的使用的經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的工業(yè)污水先經(jīng)過(guò)離心污水換熱器處理，再采用污水源熱栗收集熱量。
[0048]污水熱栗產(chǎn)能計(jì)算:
[0049]供暖用能系數(shù)1.33，供暖節(jié)能系數(shù)0，制冷用能系數(shù)0.66，制冷節(jié)能系數(shù)O。若單位污水量以105m3計(jì)，利用顯熱溫差為5°C，則可利用冷熱量為2.1 X 109KJ。由上述數(shù)據(jù)和公式可計(jì)算得:供暖時(shí)，可節(jié)省一次能源(燃煤)，相當(dāng)于71.3噸(22800元)燃煤?？晒?jié)省一次能源(燃?xì)?，相當(dāng)于40.7噸(48800元)燃?xì)?。制冷時(shí)，可節(jié)省一次能源(燃煤)，相當(dāng)于19噸(6100元)燃煤?？晒?jié)省一次能源(燃?xì)?，相當(dāng)于10.5噸(12600元)燃?xì)狻?br>[0050]以1000m3/h污水計(jì)算，當(dāng)污水溫差為5V時(shí)，可提取的熱量為5800kw，若通過(guò)燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤來(lái)產(chǎn)熱大約需消耗5000kg。按此計(jì)算處理10萬(wàn)噸的污水日產(chǎn)能可達(dá)580000000kw。
[0051]2、廢氣采用氣源熱栗收集熱量
[0052]污水廠在運(yùn)行過(guò)程中，各處理單元都會(huì)產(chǎn)生臭氣，廢氣的處理也越來(lái)越受到技術(shù)人員的重視，現(xiàn)在較為普遍的做法是加蓋，由引風(fēng)機(jī)引至廢氣處理系統(tǒng)。而本發(fā)明在廢氣處理之前將收集的廢氣經(jīng)太陽(yáng)能升溫，具體地，采用菲涅爾透鏡進(jìn)行收集太陽(yáng)能量，用菲涅爾透鏡作為一種太陽(yáng)能聚光鏡可大大提高太陽(yáng)光的聚焦，以此提高太陽(yáng)能利用率，加熱后的廢氣的溫度大概為40°C。菲涅爾透鏡沒(méi)有將收集的能量直接用于污泥的干化而是先加熱廢氣，再通過(guò)熱栗技術(shù)將此熱能運(yùn)用于污泥干化，這樣做的目的是提高污泥干化能源的穩(wěn)定供應(yīng)。另外，此技術(shù)的運(yùn)用也能降低后續(xù)臭氣處理裝置的負(fù)荷，并且，太陽(yáng)能作為輔助能源為污水廠提供能量，安全清潔。
[0053]經(jīng)計(jì)算，1mX 1m的菲涅爾透鏡加熱的廢氣經(jīng)過(guò)氣源熱栗可以收集的熱量為3870kwho
[0054]3、太陽(yáng)能真空管收集的熱量
[0055]還設(shè)置太陽(yáng)能真空管，收集的熱量也同時(shí)用于污泥的干化，盡可能多的利用太陽(yáng)能的清潔能源。
[0056]太陽(yáng)能采用真空管吸熱，空氣作為載熱介質(zhì)與真空管發(fā)生熱接觸，帶走真空管吸收的太陽(yáng)熱浪。按照我國(guó)太陽(yáng)能資源中等地區(qū)區(qū)域計(jì)算，年太陽(yáng)輻射總量為5850?6680MJ/m2，想到與日福射量4.5?5.1kff.h/m2，真空管面積按照144m2來(lái)計(jì)算，每天可產(chǎn)生大約740kwh的熱量。按照標(biāo)準(zhǔn)燃煤的能量計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒產(chǎn)生的熱量為7000大卡/千克轉(zhuǎn)化為焦耳即 29260J/kg，740kwh 轉(zhuǎn)化為焦耳 740 XlO3X 3600J 得煤的噸數(shù)為:740 X 13 X 3600/(29260 X 1000) =91.0458 噸。
[0057]另外，菲涅爾透鏡以及太陽(yáng)能真空管可根據(jù)需求選擇合適的大小。
[0058]綜上可知，污水是一種蘊(yùn)含豐富低位熱能的可再生熱能資源，采用熱栗將這種低位熱能轉(zhuǎn)換成高位熱能，并利用這一熱能對(duì)廠內(nèi)污泥進(jìn)行干化，將熱能就近利用。不僅污水的熱能可以利用，污水廠所散發(fā)廢氣中的熱能也能進(jìn)行利用。污水廠在運(yùn)行過(guò)程中，各處理單元都會(huì)產(chǎn)生臭氣，廢氣的處理也越來(lái)越受到技術(shù)人員的重視，現(xiàn)在較為普遍的做法是加蓋，由引風(fēng)機(jī)引至廢氣處理系統(tǒng)。而本發(fā)明在廢氣處理之前將收集的廢氣經(jīng)太陽(yáng)能特別是菲涅爾透鏡收集的能量進(jìn)行升溫，再通過(guò)熱栗技術(shù)將此熱能運(yùn)用于污泥干化，此技術(shù)的運(yùn)用也能降低后續(xù)廢氣處理裝置的負(fù)荷，并且，太陽(yáng)能作為輔助能源為污水廠提供能量，安全清潔。另外還設(shè)置太陽(yáng)能真空管，收集的熱量也同時(shí)用于污泥的干化。
[0059]由此可見，本發(fā)明利用熱栗-太陽(yáng)能技術(shù)耦合所產(chǎn)熱能對(duì)污泥進(jìn)行干化處理，就近取材，綜合提取廢氣、廢水中的低位能，轉(zhuǎn)換成高位熱能，并使用太陽(yáng)能，應(yīng)用到污泥干化中，整個(gè)過(guò)程最大限度的利用了污水廠自身流失的能量以及太陽(yáng)能的熱量，大大降低污泥干化過(guò)程的耗能，達(dá)到節(jié)能的目的，實(shí)現(xiàn)了污泥干化過(guò)程的清潔節(jié)能生產(chǎn);并且還降低了后續(xù)廢氣處理裝置的負(fù)荷。
[0060]進(jìn)一步地，本發(fā)明將干化后的污泥中的有機(jī)物炭化，炭化后的污泥性質(zhì)類似于活性炭，可以廣泛用于吸附除臭脫水等用途，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。而且炭化后的污泥體積小，污泥中無(wú)有毒氣體等，不會(huì)造成二次污染。所以污泥炭化是一種既不會(huì)損壞環(huán)境又能資源回用的經(jīng)濟(jì)型處理技術(shù)。污泥炭化技術(shù)不僅能有效處理污泥，還能將其制成具有高附加值的活性炭，真正實(shí)現(xiàn)了污泥處置的減量化、無(wú)害化等資源化處置。
[0061 ] 實(shí)施例1
[0062]一種工業(yè)污泥處理方法，包括以下步驟:
[0063]取工業(yè)污泥，放于干燥箱中；
[0064]污水采用污水源熱栗收集的熱量、污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)菲涅爾透鏡聚集太陽(yáng)光收集的熱量加熱后用氣源熱栗收集的熱量以及太陽(yáng)能真空管收集的熱量導(dǎo)入干燥箱，用于污泥脫水干化；
[0065]污泥干化至含水量為40%以下，將干化的污泥制成毫米級(jí)顆粒，放入炭化爐，加熱至700 0C，時(shí)間為60min，冷卻得到炭化污泥。
[0066]按每噸污泥計(jì)算，得到的活性炭為40kg。
[0067]實(shí)施例2
[0068]一種工業(yè)污泥處理方法，包括以下步驟:
[0069]取工業(yè)污泥，放于干燥箱中；
[0070]污水經(jīng)離心污水換熱器處理后采用污水源熱栗收集熱量，收集的熱量通過(guò)導(dǎo)熱管通入干燥箱；
[0071]菲涅爾透鏡聚集太陽(yáng)光收集的熱量加熱集氣裝置收集的廢氣，加熱后的廢氣用氣源熱栗收集熱量通過(guò)導(dǎo)熱管通入干燥箱；
[0072]太陽(yáng)能真空管收集的熱量通過(guò)導(dǎo)熱管導(dǎo)入干燥箱；
[0073]干燥箱通過(guò)控制不同來(lái)源的熱量用于其內(nèi)的污泥脫水干化；
[0074]污泥干化至含水量為40%以下，制成毫米級(jí)顆粒，放入炭化爐，加熱至800°C，時(shí)間為30min，冷卻得到炭化污泥；
[0075]炭化過(guò)程中產(chǎn)生的干餾氣用鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)入熱風(fēng)爐，并在850±5°C下完全燃燒進(jìn)行除臭；
[0076]同時(shí)熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱氣通入炭化爐中。
[0077]按每噸污泥計(jì)算，得到的活性炭為50kg。
[0078]實(shí)施例3
[0079]一種工業(yè)污泥處理方法，包括以下步驟:
[0080]取工業(yè)污泥，放于干燥箱中；
[0081]污水經(jīng)離心污水換熱器處理后采用污水源熱栗收集熱量，收集的熱量通過(guò)導(dǎo)熱管通入干燥箱；
[0082]菲涅爾透鏡聚集太陽(yáng)光收集的熱量加熱集氣裝置收集的廢氣，加熱后的廢氣用氣源熱栗收集熱量通過(guò)導(dǎo)熱管通入干燥箱；
[0083]太陽(yáng)能真空管收集的熱量通過(guò)導(dǎo)熱管導(dǎo)入干燥箱；
[0084]干燥箱通過(guò)控制不同來(lái)源的熱量用于其內(nèi)的污泥脫水干化；
[0085]污泥干化至含水量為40%以下，制成毫米級(jí)顆粒，放入炭化爐，加熱至750°C，時(shí)間為45min，冷卻得到炭化污泥；
[0086]炭化過(guò)程中產(chǎn)生的干餾氣用鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)入熱風(fēng)爐，并在850±5°C下完全燃燒進(jìn)行除臭；
[0087]同時(shí)熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱氣通入炭化爐中。
[0088]按每噸污泥計(jì)算，得到的活性炭為45kg。
[0089]本發(fā)明中的干燥箱下側(cè)配有熱栗供熱系統(tǒng)、膨脹閥、制冷劑、風(fēng)機(jī)以及管路，熱栗系統(tǒng)與干燥箱之間均有風(fēng)管連接，風(fēng)管上設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，熱栗系統(tǒng)中設(shè)有風(fēng)量傳感器，風(fēng)量傳感器與風(fēng)量調(diào)節(jié)閥均與控制器相連接;控制器上還設(shè)有對(duì)干燥箱的溫濕度傳感器，可以根據(jù)干燥箱內(nèi)的溫濕度來(lái)調(diào)節(jié)各個(gè)系統(tǒng)風(fēng)管上的風(fēng)量，使得干燥系統(tǒng)處于封閉循環(huán)的條件下，不與外界環(huán)境相連通。
[0090]本發(fā)明中，平均每噸污泥能產(chǎn)生140千克碳化污泥，在這140千克污泥中，固定碳占25%-40%,全部用作污泥活性炭，每噸污泥最終能產(chǎn)生140 X 25 % —140 X 40 % kg污泥活性炭，不僅大幅縮小了污泥的體積，還創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0091]本發(fā)明直接利用污水廠二級(jí)處理后的污水和所產(chǎn)廢氣作為熱栗的低溫?zé)嵩?，這樣靠近熱用戶，節(jié)省輸送熱量的能耗，從而提高其系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。作為輔助供能的太陽(yáng)能收集裝置采取用菲涅爾透鏡和太陽(yáng)能真空管，提升太陽(yáng)的利用率。在當(dāng)前這種能源危機(jī)，環(huán)境惡化的條件下，污泥碳化因其沒(méi)有二次污染，變廢為寶，因其實(shí)現(xiàn)資源的再生化必將會(huì)成為新一代污泥處理技術(shù)的新辟，既能實(shí)現(xiàn)減排又可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，一舉兩得。
[0092]盡管已用具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識(shí)到，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出許多其它的更改和修改。因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工業(yè)污泥處理方法，其特征在于，將工業(yè)污泥干化，所述干化所使用的熱量來(lái)源于污水采用污水源熱栗收集的熱量、污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)太陽(yáng)能加熱后用氣源熱栗收集的熱量以及太陽(yáng)能真空管收集的熱量； 污泥干化至含水量為40 %以下，并制成毫米級(jí)顆粒后進(jìn)行炭化，制得炭化污泥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)污泥處理方法，其特征在于，加熱所述廢氣的熱源來(lái)源于菲涅爾透鏡聚集太陽(yáng)光收集的熱量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)污泥處理方法，其特征在于，所述污水先經(jīng)過(guò)離心污水換熱器處理，再采用污水源熱栗收集熱量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)污泥處理方法，其特征在于，所述炭化在無(wú)氧條件下進(jìn)行，所述炭化采用的溫度為700-800°C，所述炭化的時(shí)間為30-60min。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)污泥處理方法，其特征在于，所述炭化過(guò)程的廢氣處理后進(jìn)行排放。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工業(yè)污泥處理方法，其特征在于，所述炭化過(guò)程產(chǎn)生的干餾氣用鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)入熱風(fēng)爐，并在850 ± 5 °C下完全燃燒進(jìn)行除臭。7.實(shí)施權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的工業(yè)污泥處理方法的熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)，其特征在于，包括:污水源熱栗、廢氣源熱栗、太陽(yáng)能真空管、污泥干化裝置、炭化裝置； 所述污水源熱栗、廢氣源熱栗、太陽(yáng)能真空管分別與所述污泥干化裝置連接； 所述污泥干化裝置與所述炭化裝置連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)還包括集氣裝置和菲涅爾透鏡，所述菲涅爾透鏡收集的能量用于所述集氣裝置中氣體的加熱，所述集氣裝置與所述廢氣源熱栗連接。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)還包括離心污水換熱器，所述離心污水換熱器與所述污水源熱栗連接； 優(yōu)選地，所述熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置與所述炭化裝置連接。10.根據(jù)權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)，其特征在于，所述熱栗-太陽(yáng)能耦合系統(tǒng)還包括鼓風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)爐，所述炭化裝置通過(guò)所述鼓風(fēng)機(jī)與所述熱風(fēng)爐連接； 所述熱風(fēng)爐還與所述炭化裝置連接。
【文檔編號(hào)】C02F11/12GK105948454SQ201610550244
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】王家樂(lè), 陳威, 周傳輝, 汪輝, 黃凡, 黃一凡, 許鈺彬, 王偌楠, 朱瑩, 徐晨翱, 周航
【申請(qǐng)人】武漢科技大學(xué)