一种污泥干化处理装置及干化方法与流程

本发明涉及干化技术领域，具体涉及污泥干化处理技术。

背景技术：

污泥是指用物理法、化学法、物理化学法和生物法等方法处理废水时产生的沉淀物、颗粒物和漂浮物的统称。污泥中含有大量有机物、病原体、重金属等有毒有害物质，同时含水率极高的特点使得其占据的庞大的体积。因此，污泥减量化成为当前环境工程界的焦点问题。

污泥的固有特性导致污泥颗粒在过滤介质附近形成网状结构，从而阻碍了其沉降与压缩，而日益发展的水处理技术导致了污泥的复杂化，使得污泥脱水减量更加艰难。与此用时，各地政府出于节省能源、综合利用脱水污泥的考虑，制定了更为严格的地方标准，使得各方学者致力于开发更为科学的污泥干化方法。

目前，污泥的脱水一般需要采取化学调理措施改善污泥脱水性能才能进行有效的脱水。较为普遍的化学调理方法是一是投加混凝剂或絮凝剂（如石灰、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺），二是投加惰性助凝剂（如煤粉炉粉煤灰）。但是以上的调理方法仅对自由水的去除有显著的提高作用，对于结合水的影响并不明显。因此，通过投加上述调理剂后进行机械脱水，脱水后污泥含水率仅为70%~85%，就难以再进一步降低其含水率。

为了进一步地提高污泥调理效果，采用了芬顿氧化的调理技术的方法（如专利公布号为cn102180583a），以降解有机物，溶解和破解聚苯乙烯泡沫、细胞壁，实现污泥的减量并且改善污泥脱水性能。但是需要将污泥ph调至3左右，反应结束后整个污泥体系呈酸性，容易造成二次污染。

此外，也有学者致力于改善惰性助凝剂，使其不仅仅是充当惰性的骨架，也具有改善调理效果，吸附有机物、重金属等污染物质的功能。例如：专利申请公布号为cn105461183a的发明专利利用负载铁锰元素的改性煤粉炉粉煤灰以提高芬顿反应中氧化剂的氧化性能，降解聚苯乙烯泡沫，从而提高污泥的脱水性能；专利申请公布号为cn105217905a的发明专利利用氢氧化钠对煤粉炉粉煤灰进行改性，激活粉煤灰中硅铝活性成分，同时碱性基团的引入更加有利于剩余污泥的破解；申请公布号为cn106622111a的发明专利采用酸改性方式处理煤粉炉粉煤灰后，使其稳定污泥中重金属的能力增强。但是这些方法均需要对工业固废煤粉炉粉煤灰进行处理使其具备相应的功能，增加了药剂的制备成本。

综上所述，寻找一种ph值适应范围更宽的高级氧化方法和一种无需处理即具备一定功能的助凝剂成为当前需要解决的问题。本发明则在以上两点问题的基础上，响应日益复杂的污泥脱水需求。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本发明公开一种污泥干化处理装置及干化方法。

发明所采用的技术方案是：一种污泥干化处理装置，包括第一调理池和第二调理池，所述第一调理池连通第二调理池，所述第一调理池设置有进泥口，所述第一调理池通有用于注入臭氧的第一曝气管，所述第一曝气管的下方还设有用于注入空气的第二曝气管，所述第二调理池设置有输送循环流化床锅炉产生的脱硫灰渣的投料管，所述第二调理池内设置有搅拌机。

作为本发明的进一步改进，所述第二调理池内还连通有高压压滤机，所述第二调理池与高压压滤机的连通路径上设置有污泥输送泵。

作为本发明的进一步改进，还包括污水处理系统，所述污水处理系统与高压压滤机连通，所述污水处理系统还连通有低温干化室。

作为本发明的进一步改进，所述高压压滤机的下方设置有用于粉碎压滤过后泥块的破碎机，所述破碎机的出料口与低温干化机的进料口连通。

本发明还提供了一种污泥干化处理装置的干化方法，其技术方案是：

污泥干化处理装置的干化方法，包括如下步骤：

s1：将待处理污泥与臭氧混合，将与臭氧混合后的待处理污泥与来自循环流化床锅炉的脱硫灰渣混合，形成污泥混合物；

s2：将污泥混合物压滤脱水获得泥饼；

s3：将泥饼破碎；

s4：将破碎后的泥饼进行干化处理，得到干化污泥。

作为本发明的进一步改进，所述步骤s1中，臭氧的投加量为每1kg绝干污泥投加30-100g。

作为本发明的进一步改进，所述脱硫灰渣的投加量为每1kg绝干污泥投加50-200g。

作为本发明的进一步改进，所述步骤s2中的压滤条件为：进泥压力为1.0-2.0mpa，压榨时间10-30min，压榨压力8-15mpa。

作为本发明的进一步改进，所述步骤s4中，干化条件为：温度46-50℃，干化时间60-180min。

本发明的有益效果是：本发明采取的臭氧高级氧化方法比芬顿高级氧化法适应更宽的ph值范围，同时不会引入额外的铁泥，采用循环流化床锅炉产生的脱硫灰渣具有混凝的作用以及更强的吸附能力，使含水率在85%-88.5%的污泥干化至含水率为30%~40%，而且能耗低、成本低，使用方便。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中干化方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示的一种污泥干化处理装置，包括第一调理池1和第二调理池2，其中，第一调理池1与第二调理池2均采用密封结构，在第一调理池1连通第二调理池2，优选的第一调理池1在上部与第二调理池2连通，所述第一调理池1还设置有进泥口3，优选的，进泥口3设置在第一调理池1的侧壁底部。第一调理池1连通有用于注入臭氧的第一曝气管4，第一曝气管4的下方设置有第二曝气管5，第二曝气管5用于注入空气。优选的，第一曝气管4和第二曝气管5设置在第一调理池1的底部，第二调理池2设置有输送脱硫灰渣的投料管6，第二调理池2内设置有搅拌机7。

在本技术方案中，利用第一曝气管4和第二曝气管5的曝气效果，使得污泥在第一调理池1能充分与臭氧混合，并且通过第二曝气管5输入空气可以使得第一调理池1内的污泥翻滚，达到搅拌和充分混合的作用。除此之外，由于臭氧具有较强的腐蚀性和氧化性，常规的碳钢和不锈钢无法满足臭氧曝气的要求，因此第一曝气管4采用钛曝气管，而第二曝气管5设置在第一曝气管4的下方，使得臭氧向上溢出，避免了第二曝气管5与臭氧的接触。搅拌机7同样用于加快污泥与脱硫灰渣的混合。

进一步的，在第一调理池1的顶部还设置有尾气破坏室15，尾气破坏室15与第一调理池1连通并且设置在其上方。尾气破坏室15主要是对臭氧进行破坏，防止尾气溢出第一调理池1。

第二调理池2连通有高压压滤机8，第二调理池2与高压压滤机8的连通路径上设置有污泥输送泵9。在本技术方案中，高压压滤机8是指压榨能力大于或等于1.6mpa的压滤机，在本实施例中高压压滤机8采用高压板框压滤机。高压压滤机8通过压制污泥，实现污泥的初步脱水，初步脱水后的污泥含水量率为40%，相对于常规压滤来说，能够大幅度降低后续干化的能耗。污泥输送泵9采用渣浆泵，辅助污泥由第二调理池2向高压压滤机8内流动。

为了避免在压滤和干化过程中水分的干扰，本装置还包括污水处理系统12，污水处理系统12与高压压滤机8连通，所述污水处理系统12还连通有低温干化室13。由于高压压滤机8自身结构的特点，滤液流出的方式分明流过滤和暗流过滤，明流过滤中，每个滤板的下方出液孔上装有水咀，滤液直观地从水咀里流出；暗流过滤中，每个滤板的下方设有出液通道孔，若干块滤板的出液孔连成一个出液通道，由止推板下方的出液孔相连接的管道排出。污水处理系统12需要与水咀或者是管道连通，实现排水的效果。低温干化室13是对初步脱水后的污泥进行干化，进一步的减少污泥中的含水量，在干化过程中不可避免的会产生水蒸气，水蒸气沿着污水处理系统12排流动并由最终的污水处理设备进行处理并排放。在本实施例中，污水处理系统12为水管，在水管的末端设置有净化设备。经过与脱硫灰渣的混合及发生作用，污水中主要成分为粉尘和脱硫产物；含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等；还包括hg、pb、ni、as等重金属离子，因此污水需要进化后才能排放，净化设备有很多，如专利号为zl201410416936.2的《火电厂脱硫废水净化系统及净化方法》，也可以采取市面上的其他净化设备。

高压压滤机8压滤过后的泥块结块现象较为严重，整体进入低温干化机容易出现无法装填、干化不均匀等情况，因此在装填入低温干化机之前，需要对泥块进行粉碎处理。在本实施例中，破碎机10设置在高压板框压滤机的下方，方便高压板框压滤机压滤板分离后，泥块落入破碎机10中。破碎机10的出料口与低温干化机的进料口连通，在这里可采用传送带等常规方式进行输送，将破碎后的泥块运输至干化机内进行低温干燥。优选的，高压板框压滤机与破碎机10之间还设置有中转仓11，中转仓11用于暂存泥块，避免泥块过量造成粉碎不彻底。

本装置还可以增设plc等具有逻辑运算能力的控制系统14，实现对各个部件的自动控制。本装置使含水率在85%-88.5%的污泥干化至含水率为30%~40%，而且能耗低、成本低，使用方便。

如图2本发明还提供了一种利用前述污泥干化处理装置的干化方法，包括如下步骤：s1：将带处理污泥在第一调理池1内与臭氧，随后在第二调理池2内与脱硫灰渣混合，形成污泥混合物；s2：将污泥混合物压滤脱水获得泥饼；s3：将泥饼破碎；s4：将破碎后的泥饼进行干化处理，得到干化污泥。

在本技术方案中，脱硫灰渣来自循环流化床锅炉烟气收集的粉末和/或循环流化床锅炉燃烧后的底渣。本技术方案中，采取的臭氧高级氧化方法比芬顿高级氧化法适应更宽的ph值范围，同时不会引入额外的铁泥。而且脱硫灰渣作为助凝剂，无需改性即可满足改性粉煤灰的功能需求。具体来说，首先，不同于煤粉炉粉煤灰中的游离氧化钙，循环流化床锅炉脱硫灰渣中含有活性氧化钙，遇水即可反应形成氢氧化钙，等同于石灰具有混凝作用；其次，循环流化床锅炉脱硫灰渣比煤粉炉粉煤灰具有更高的比表面积，具有更强的吸附能力；再次，循环流化床锅炉脱硫灰渣中包含的硬石膏遇水生成二水石膏，参与重新构建新骨架，使得新骨架形态物质均匀分布与污泥中，显著增加了污泥孔隙率；最后，遇水形成的氢氧化钙、二水石膏激发了循环流化床锅炉脱硫灰渣的火山灰活性，使得活性硅、铝溶出，发生火山灰反应，一方面参与重新构建新骨架，提高了污泥的脱水性能，另一方面可以稳定重金属物质。

进一步的完善技术方案，步骤s1中，臭氧的投加量为每1kg绝干污泥投加30-100g。臭氧的添加量较少，无法达到搅拌的效果，因此，可以辅助添加空气，添加空气的进量为0.02-0.06m3空气/（m3池容·min）。这里的池容是指第一调理池1的容积。

步骤s2中，压滤条件为：进泥压力为1.0-2.0mpa，压榨时间为10-30min，压榨压力为8-15mpa。

步骤s4中，干化条件为：温度46-50℃，干化时间60-180min。

以下通过三个例子说明污泥干化处理方法：

例子1：

某市政污水处理厂脱水间污泥，含水率为85%，输送至第一调理池1，然后投加86g臭氧/kg绝干污泥，反应时间30min；再投加110g循环流化床锅炉脱硫飞灰/kg绝干污泥，搅拌反应10min；然后将调理后的污泥输送至高压压滤机8，进泥时间20min，进泥压力为1.2mpa，压榨时间25min，压榨压力8mpa，卸料时间10min，形成含水率为43%泥饼；经中转料仓及破碎机10破碎后含水率为40%泥饼均量进入低温热干化室，干化温度为50℃时，干化时间为110min，形成含水率为30%的干化污泥，处理后的干化污泥可作为水泥生料或建材产品的原材料。

例子2：某工业污水处理厂脱水污泥，含水率为88%，:输送至第一调理池1，然后投加65g臭氧/kg绝干污泥，反应时间60min；再投加150g循环流化床锅炉脱硫底渣/kg绝干污泥，搅拌反应10min；将调理后的污泥输送至高压压滤机8，进泥时间25min，进泥压力为1.5mpa，压榨时间20min，压榨压力12mpa，卸料时间10min，形成含水率为45%泥饼；经中转料仓及破碎机10破碎后含水率为45%泥饼均量进入低温热干化室，干化温度为45℃时，干化时间为150min，形成含水率为38%的干化污泥，处理后的干化污泥可作为水泥生料或建材产品的原材料。

例子3：

某工业污水处理厂含重金属的脱水污泥，含水率为88%，输送至第一调理池1，然后投加65g臭氧/kg绝干污泥，反应时间50min；再投加80g循环流化床锅炉脱硫底渣/kg绝干污泥和80g循环流化床锅炉脱硫飞灰/kg绝干污泥，搅拌反应10min；然后将调理后的污泥输送至高压压滤机8，进泥时间25min，进泥压力为1.5mpa，压榨时间20min，压榨压力12mpa，卸料时间10min，形成含水率为40%泥饼；经中转料仓及破碎机10破碎后含水率为40%泥饼均量进入低温热干化室，干化温度为50℃时，干化时间为60min，形成含水率为35%的干化污泥，处理后的干化污泥可作为水泥生料或建材产品的原材料。

以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。