[发明专利]一种污泥处理工艺及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥处理系统，具体涉及一种利用高温等离子气化技术对污泥进行无害化处理的污泥处理工艺，此外，本发明还涉及一种利用该处理工艺对污泥进行处理的处理系统，适用于市政污泥、工业污泥等泥状固体废物的处理，属于环保领域。

背景技术

污泥是污水处理过程中的产物，具有成分复杂、呈胶体状、性质不稳定、易腐化发臭、重金属、有毒有害污染物含量高、含水率高、脱水性差、不易脱水且含有大量病原菌及寄生虫卵等特点。此类污泥若得不到合适的处理将会对环境、人类及动物健康等造成较大的危害。

目前，污泥的处理工艺主要包括污泥干化处理和污泥处置两大类。其中，污泥干化处理主要包括以热传递的方式，通过加热来蒸发水分，实现干化处理以及通过添加添加剂然后采用机械压榨等脱水的方式来实现干化处理。而污泥处置工艺主要包括厌氧发酵、好氧发酵、协同处置(包括水泥厂协同焚烧、电厂协同焚烧、垃圾协同焚烧等)、简单填埋以及生产肥料等。

然而，采用上述处理工艺存在以下技术缺陷：1)热传递蒸发干燥过程会消耗大量的热量，能耗大，且污泥在受热过程中会排放大量恶臭气体；2)常规机械脱水干化过程需要添加大量的添加剂，成本较高，脱水干化效果不明显，且处理过程中有可能将污泥转变成化学污泥，给后续处置造成限制；3)厌氧发酵处置过程受污泥成分变化影响较大，处置效率低；4)好氧发酵处置的能耗较高，基础投资大，受污泥成分变化影响大；5)协同焚烧处置过程中可能会产生二噁英等有毒有害气体，且不能彻底解决污泥中所含有的重金属等有毒有害物质的污染问题；6)简单填埋近年来逐渐被禁止，此种处理方式将产生严重的环境污染问题；7)以污泥生产的肥料中，有可能含有重金属等污染物，限制了其用途，仅可适用于园林绿化，且存在引起环境污染和食物链污染的风险。因此，开发一种安全环保、不产生二次污染的污泥处理系统和/或工艺是当前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安全环保、不产生二次污染、且污泥处理效率高的处理工艺，本发明的另一目的在于提供一种利用该工艺对污泥进行处理的处理系统，适用于市政污泥、工业污泥等泥状固体废物的处理。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种污泥处理工艺，包括以下处理步骤：

1)对污泥进行灭菌处理，以杀灭污泥中的微生物；

2)对灭菌后的污泥依次进行脱水处理和干化处理，以降低污泥的含水率；

3)对干化处理后的污泥进行分离，对分离出的污泥进行高温等离子处理，对分离出的烟气进行再燃烧处理；

4)对再燃烧处理中产生的烟气进行污泥-烟气分离，并对分离出的污泥再次进行高温等离子处理，对分离出的烟气进行净化冷却处理。

优选的是：步骤1)中所述的灭菌处理为超声波灭菌处理，且超声波的频率不低于40kHz。

优选的是：步骤2)中所述的脱水处理采用的是机械脱水处理，以脱除污泥中大部分的游离态水，所述的干化处理采用的是射流干化处理，以对污泥和其中的水分进行解离。

优选的是：步骤2)中所述的干化处理中还可包括粉碎处理，使污泥的粒径不大于200目。

优选的是：步骤3)和4)中所述的高温等离子处理为高温等离子气化处理或高温等离子玻璃化处理。

优选的是：若污泥的热值高于2000kcal/kg，则对污泥进行高温等离子气化处理，反之，则对污泥进行高温等离子玻璃化处理。

优选的是：对步骤3)和4)中所述的高温等离子处理过程中产生的烟气进行净化冷却处理，净化冷却处理后的烟气返回至干化处理步骤中。

本发明的另一目的，一种污泥处理系统，包括灭菌装置、脱水装置、干化装置、等离子气化或等离子玻璃化装置，以及净化装置，所述等离子气化或等离子玻璃化装置包括初级捕收装置、等离子再燃装置、次级捕收装置以及等离子气化炉或等离子玻璃化炉，其中，所述灭菌装置的入水口与待处理污泥相连，其出水经脱水装置脱水后进入到干化装置中，干化装置中干化产生的污泥进入到初级捕收装置中进行分离，分离出的污泥进入到等离子气化炉或等离子玻璃化炉中，初级捕收装置中分离出的烟气进入到等离子再燃装置中进行再燃烧，再燃烧产生的烟气进入到次级捕收装置中进行烟气-污泥的再分离，分离出的污泥进入等离子气化炉或等离子玻璃化炉中，分离出的烟气进入到净化装置中净化冷却后可返回至干化装置中。

优选的是：所述灭菌装置为超声波发生器，且其频率不小于40kHz；所述干化装置为射流干化机。