[发明专利]有机污泥制备燃料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥处理处置方法，特别涉及一种将有机污泥进行干化后形成高热值颗粒状燃料的方法。

背景技术

伴随我国发展步伐的加快和城市化进程的推进，城市污水处理的规模在不断扩大，污泥产量也急剧增加。污水经过微生物处理得以达标排放，而污水中原本含有的大量有机污染物被富集、转化而形成的污泥却大部分未得到有效处置。污泥中除含有大量有机污染物，同时还含有病原菌、重金属、致癌化学物质等潜在的有毒有害成分。未经处理的污泥直接外运、简单填埋或堆放，会对环境造成二次污染。

目前对污泥的处置方法主要有堆肥、焚烧、填埋等方法，但均存在弊端。堆肥处理需要花费较长腐熟时间，占地面积大，成品品质的均一度不容易控制；污泥直接焚烧会产生二噁英污染空气并且需要消耗燃料，浪费能源；填埋处理是最简单和廉价的方式，但黏稠的污泥会在堆填场地内形成沼泽状，作业机械无法正常作业施工，堆填量大的，还会发生堆体坍塌等事故。未经处理的污泥含水率可高达98％以上，由于污泥中含有大量的蛋白质、脂肪和碳水化合物等高浓度有机物，导致污泥的粘度较大、含水率较高、固液分离性能差，污泥的含水率很难降低。常用的污泥处理处置方法如堆肥、焚烧、填埋等，均需要将污泥的含水率有效降低至50％以下。通常污水处理厂通过简单的机械脱水仅能将污泥的含水率降低至80％左右，还无法达到污泥终端处置的要求，污泥的深度脱水是解决污泥问题的关键所在。

污泥中存在的水分主要分为几个部分：污泥颗粒外部的自由水，污泥颗粒之间的间隙水，污泥颗粒表层的表面水和污泥内部的结合水。其中自由水和间隙水由于位于污泥的外部，通过一般的物理脱水干燥，在常压下温度达到100-200℃即可除去。而表面水和结合水由于位于污泥的内部，很难通过一般的脱水干燥除去，一般需要在常压下加热至250-400℃才能部分除去。加热干燥时，污泥中的自由水被最先干燥除去，位于多孔污泥内部的大空隙中的水分向外扩散蒸发，但是污泥体积收缩、膨胀、变形等造成水分输运通路的阻塞，内部水分向外扩散必须克服前面干燥完后的污泥骨架对水分子运动的粘性阻力，需要消耗大量的热能和时间。一般的污泥热干化技术，导热介质为空气，与污泥的接触面积有限，只能逐级去除自由水、间隙水和表面水，通过250-400℃的高温处理将污泥的含水量降低至50％以下，效果好时可达到10％左右。目前常见的方法是通过加热蒸发的方法将污泥中多余的水分去除，然而这将额外消耗大量能量，增加污泥处理成本。这是污泥处理过程中能量消耗最大的环节，也是决定污泥处理成本的主要因素。机械破碎、超声波、冻融、化学处理以及臭氧等处理方式可以破碎污泥细胞，释放大分子有机物，改善污泥脱水性能。但是这些方法都无法满足大量污泥的最终处置。

因此，需要发展一种更为经济有效、耗能低的方法，将污泥进行减量化、无害化、资源化处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效地进行污泥深度脱水处理和资源化的方法。

此处所指的污泥可以是城市生活污水处理厂或者各种工业废水处理过程中，水中的固体物质沉淀而形成的污泥。污泥中包含有大量有机物，是有机污泥。为方便起见，在下面的描述中使用污泥来表述这样的有机废弃物。

本发明的方法在于依次经过以下步骤：

1.污泥和作为导热介质的油运入处理场区后，先被各自储存在污泥储罐和储油罐中；

2.所述污泥与油充分混合并通过水蒸汽预热；

3.减压加热泥油混合物，将油作为导热介质，使油和污泥充分混合接触，利用油和水的不同沸点，通过分馏去除污泥中的水分；

4.通过高速离心将脱水后污泥与油分离，回收油循环利用，并得到干燥污泥；

5.干燥污泥作为锅炉燃料提供系统加热用水蒸汽所需的热能，多余的干燥污泥外运作为燃料销售。

由于污泥存在产生恶臭的特点，本发明的方法中，整个污泥干燥处理过程中会产生恶臭气体的设备均预留臭气收集管道，利用真空泵在臭气收集管道内产生负压，收集臭气后在锅炉中燃烧处理，通过烟囱排放至大气中。

本发明方法中的热量来源于锅炉燃烧产热，锅炉燃烧物主要有恶臭气体的废气和脱水脱油后的污泥，燃烧产生的热能用于加热循环冷凝水形成水蒸汽，为污泥干化处理过程中的需要加热的设备提供热能。用于加热的水蒸汽冷却后形成的冷凝水重新用于水蒸汽制备，循环使用。

本发明的有益效果如下：