一种城市污泥资源化处理方法

摘要

一种城市污泥资源化处理方法，涉及一种城市污泥处理，以及资源化处理技术领域。本发明是先将污泥通过干化系统进行一级处理，而后产出污泥经混合成型系统进行二级处理，得到的污泥颗粒进入炭化处理系统热解，热解产生的三相产物可回用于污水处理及炭化处理过程达到综合利用。上述工艺步骤连续而且相互配合形成一体化系统，流程简单，具有处理效果好，广谱性强，无二次污染，能耗低，并能回收产物进行综合利用等优点。

权利要求

1.一种城市污泥资源化处理方法，包括污泥脱水干化、混合造粒和中温炭化步骤；其特征在于所述混合造粒是：将干化的污泥破碎后与外加剂混合造粒；所述外加剂为含水率小于15%的煤粉，或粉煤灰，或生物质碎末中的任意至少一种；所述中温炭化是将粒料进入中温炭化系统在隔绝空气的条件下热解，分别得到固体焦炭、液体焦油、液体木醋液和可燃气；所述中温炭化系统的热解温度为600±50℃，热解反应时间为30±5min。

2.根据权利要求1所述城市污泥资源化处理方法，其特征在于所述污泥脱水干化是：

将城市污水脱水后的污泥脱水至含水率降至40～60%。

3.根据权利要求1所述城市污泥资源化处理方法，其特征在于所述混合造粒的粒料中含水率为20%±2%。

说明书

一种城市污泥资源化处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种城市污泥处理，以及资源化处理技术领域。

背景技术

[0002] 近年来，我国城镇污水处理事业获得了极大发展，使得我国水环境获得了极大改善。但水处理厂和污水处理量的急剧增加，导致城镇污水处理厂在污水处理过程中产生的污水污泥总量也急剧攀升，从而成为我国城市新的环境污染威胁源。

[0003] 据统计，我国城镇污水处理厂污水污泥处置应用的主要方法为农业利用、陆地填埋、其它处置（包括焚烧），用于污泥处理处置的投资约占污水处理厂总投资的20%～50%，远远低于发达国家70%的水平。但是，污泥农业利用会导致土壤重金属浓度增加，并间接进入大气和水体环境，从而威胁人类健康；污泥填埋会占用大量的土地资源，且会造成潜在的环境危害；而污泥焚烧处理几乎能够全部除去多种有害物质，但是焚烧污泥需要大量的热源，热量又大都没有被回收利用，成本很高，投资也很大，而且焚烧过程中还伴有严重的空气污染。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种经济、有效、使用范围广的污泥处理处置方法，以实现污泥的减量化、无害化与资源化。

[0005] 本发明包括污泥脱水干化、混合造粒和中温炭化步骤。

[0006] 其中，所述污泥脱水干化是：将城市污水脱水后的污泥脱水至含水率降至40～60%。

[0007] 所述混合造粒是：将干化的污泥破碎后与外加剂混合造粒；所述外加剂为含水率小于15%的煤粉，或粉煤灰，或生物质碎末中的任意至少一种。

[0008] 本发明采用的煤粉，或粉煤灰，或生物质为具有较好热解性能的物质，利于后续彻底炭化。

[0009] 上述混合造粒的粒料中含水率为20%±2%。

[0010] 所述中温炭化是将粒料进入中温炭化系统在隔绝空气的条件下热解，分别得到固体焦炭、液体焦油、液体木醋液和可燃气。系统最终烟气处理后排放，不含二噁英。 [0011] 所述中温炭化系统的热解温度为600±50℃，热解反应时间为30±5min。

[0012] 本发明经中温炭化后的分解得到固体焦炭、液体焦油、液体木醋液和可燃气，其中，固体焦炭可作为水处理剂，可投加于城市污水处理厂曝气池中；液体焦油回收后添加至混合成型系统参与造粒；液体木醋液作为反硝化碳源，投加于城市污水处理厂缺氧池中；可燃气经过管道系统回燃，为炭化及干化处理系统补充热源，实现产物循环利用。

[0013] 本发明具有以下优点：

[0014] 1、本发明提出了一种有效的污水污泥最终处理处置方案，与现有技术相比，具有处理效果好、广谱性强、能耗低、运行成本低等特点。

[0015] 2、本发明实现了污泥的减量化、无害化与资源化处理，无二次污染，特别是无二噁英生成，社会效益显著。

[0016] 3、添加的外加剂促进了污泥颗粒的成型，加强了最终炭化产物焦炭的多孔性，并且降低了干化处理成本。

[0017] 4、本发明还提出了新型的产物利用方式：

[0018] 1）固体焦炭作为水处理剂投加于城市污水处理厂曝气池中，强化了污水处理效果；

[0019] 2）液体木醋液作为反硝化碳源投加于城市污水处理厂缺氧池中，促进了脱氮处理效果，降低了污水处理厂外加碳源的成本；

[0020] 3）液体焦油回收后添加至混合成型系统，参与造粒并可进一步二次裂解产气；

[0021] 4）可燃气通过回燃，为干化处理系统及炭化处理系统补充热源。

[0022] 5、基于该方案构建的系统装置，集物料收集、物料传输、能量传导、产物利用、尾气处理于一体，结构设计巧妙紧凑，能源回收利用率高。

附图说明

[0023] 图1为本发明的工艺流程图。

[0024] 附图标记说明：1为干化处理系统；2为混合成型系统；3为炭化处理系统；4为焦炭；5为曝气池；6为焦油；7为木醋液；8为缺氧池；9为可燃气。

具体实施方式

[0025] 为了使发明工艺能够更好的被理解，下面将通过具体实施例并结合附图对本发明进行详细说明。

[0026] 制备外加剂：含水率低于15%且具有较好的热解性能，包括但不仅限于煤粉、粉煤灰和生物质碎末。

[0027] 处理步骤：参见图1，将含水率80%左右的城市污水处理厂脱水污泥汇集或收集后，连续供料至干化处理系统1进行脱水干化，干化后污泥含水率降到40～60%之间，经破碎处理后与外加剂混合，通过混合成型系统2造粒，污泥颗粒含水率降到20%左右。而后进入中温炭化系统3在隔绝空气的条件下热解，污泥颗粒热解温度在600℃左右，热解反应时间在30min左右。得到固液气三相产物：固体焦炭4、液体焦油6、液体木醋液7和可燃气9，系统最终烟气处理后排放，不含二噁英。

[0028] 固体焦炭4作为水处理剂，投加于城市污水处理厂曝气池5中；液体焦油6回收后添加至混合成型系统2参与造粒；液体木醋液7作为反硝化碳源，投加于城市污水处理厂缺氧池8中；可燃气9经过回燃，为干化处理系统1及炭化处理系统3提供热源，实现产物循环利用。