專利名稱：污泥載體干燥工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥的干燥方法，特別是污泥載體干燥工藝。
背景技術(shù)：
污泥指城市生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)污水處理廠進(jìn)行污水處理后產(chǎn)生的以彈性固體形態(tài)存在的生物物料，也包括河流湖泊疏浚時(shí)產(chǎn)生的底泥。污泥一般含水80％以上，有機(jī)質(zhì)6-16％，無機(jī)質(zhì)4-12％及少量的重金屬和大量的細(xì)菌。污泥對環(huán)境的危害是人所共知的，所以必須進(jìn)行無害化處理。目前國內(nèi)外應(yīng)用的污泥處理技術(shù)主要是堆肥、焚燒和干化。由于污泥含有重金屬，用作肥料有重金屬在農(nóng)作物中富集的危險(xiǎn)，故歐美發(fā)達(dá)國家已對此方法的使用有嚴(yán)格的限制或逐漸放棄使用這種方法，越來越多的選擇焚燒和干化的方法。國內(nèi)也有些大城市采用這種方法，將焚燒后的余渣用作建筑材料。但是，含水量高達(dá)80％的污泥不能直接點(diǎn)燃。所以污泥的深度脫水干化是污泥處理和綜合利用必經(jīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。如中國發(fā)明專利申請?zhí)?00510200271.2公開的污泥脫水和穩(wěn)定化處理方法，就公開了第一步加熱干燥處理；中國專利“湖泊及城市污泥無害化綜合利用的工藝”(ZL01108478.2)就要求污泥干燥后的含水量為2-15％，然后才能在“干燥后的污泥加入固硫、固氮劑進(jìn)行配料，配好的物料進(jìn)入熔融爐熔融焚燒”。這種干燥方法，其能耗巨大，污泥處理的成本高，經(jīng)濟(jì)較不發(fā)達(dá)的城市和地區(qū)一般難以承受。而發(fā)明專利申請“三段式低溫污泥干化成粒系統(tǒng)”(申請?zhí)?00510049036.X)公開的方法就需要有斗帶式提升機(jī)和三個(gè)體積不同的回轉(zhuǎn)烘干窯、冷卻輸送帶、篩分設(shè)備，供熱系統(tǒng)的沸騰爐等，這種方法能耗還是較大，且設(shè)備投資及場地占用也較大，也就是說，污泥的處理成本還是比較高。
現(xiàn)有技術(shù)中，一般干燥工藝能耗大。如某污水廠采用日本三菱技術(shù)的空心槳葉攪拌干燥機(jī)對污泥進(jìn)行干燥，每噸能耗成本就達(dá)350元以上。
現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，是因?yàn)閷ξ勰嘈誀钫J(rèn)識不足。污水污泥是由水處理過程中的細(xì)菌膠團(tuán)構(gòu)成的凝膠狀物質(zhì)，其水相是自由水，雙電層吸附水，膠體表面吸附水和細(xì)胞水組成。除自由水外，其它形式的水相的汽化由于要克服雙電層、表面能和細(xì)胞壁的禁錮作用，其汽化潛熱均大于自由水。污泥表面板結(jié)部分質(zhì)地致密堅(jiān)硬，傳熱系數(shù)小，降低了污泥顆粒“干燥前沿”的水分汽化的傳熱和傳質(zhì)效率，而且其干燥前沿區(qū)域極窄，其內(nèi)部的膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)降低了水分子的熱運(yùn)動能力，使得膠團(tuán)所禁錮的水分難以通過熱運(yùn)動進(jìn)行傳導(dǎo)傳熱，從宏觀的角度表現(xiàn)為污泥干燥過程熱傳導(dǎo)效率很低。正因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)沒有消除污泥膠體對水分的禁錮作用，使得污泥干燥過程中能耗大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大大降低污泥處理的能源消耗的污泥載體干燥工藝。
污泥載體干燥工藝，主要包括以下工藝流程1)污泥預(yù)處理用物理和化學(xué)的方法對污泥進(jìn)行除臭和重金屬鈍化處理；2)污泥特性調(diào)理把預(yù)處理過的污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶1-5混合，用高速對輥攪拌機(jī)攪拌。攪拌速度控制在50-150轉(zhuǎn)/分，線速度78.54-235.62米/分，特性調(diào)理后的污泥呈顆粒狀；3)好氧熟化上述經(jīng)特性調(diào)理的污泥送到堆放場，用翻料機(jī)每6-10小時(shí)翻拌一次，直到污泥含水量為20-25％。
4)干燥好氧熟化后部分用作循環(huán)用料的污泥，送入熱風(fēng)干燥系統(tǒng)干燥。熱風(fēng)通風(fēng)量為10000m3/h-15000m3/h，物料停留時(shí)間為3-6分鐘，控制出料污泥含水量小于10％；作為首次啟用熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，用作循環(huán)料的污泥要添加含水量小于25％的粘土，添加量為污泥的30-40％，粘土可以是河流湖泊疏浚的底泥。
在干燥后，對排出的尾氣還需除塵。
先對收集到的污泥進(jìn)行預(yù)處理，接著進(jìn)行污泥特性調(diào)理，將預(yù)處理過的污泥與污泥干粉混合，用高速對輥攪拌機(jī)攪拌，目的是使污泥與污泥干粉充分混合，消除污泥膠團(tuán)對水分的禁錮作用，同時(shí)使混合物料處于塑性區(qū)間以下，并呈顆粒狀。這樣可獲得巨大的分散表面積，大幅度提高干燥過程的熱傳導(dǎo)效率。好氧熟化工序是把特性調(diào)理后的污泥送進(jìn)堆放場，用翻料機(jī)不定時(shí)進(jìn)行翻拌，消除了膠體雙電層對水的禁錮，汽化潛熱大大降低；巨大的分散表面積及翻拌令污泥充分接觸氧化，使厭氧菌死亡，細(xì)胞壁破裂而失去對水的禁錮作用。污泥有機(jī)物質(zhì)的好氧熟化過程產(chǎn)生的高溫加速了水分的蒸發(fā)，最后污泥含水量已達(dá)到20-25％。經(jīng)過好氧熟化后的污泥，大部分用作建材原料，部分作為本工藝循環(huán)用料進(jìn)入干燥工序。經(jīng)過前述各工序處理的污泥，凝膠狀結(jié)構(gòu)已徹底破壞并獲得了巨大的分散表面積，所以干燥工序的時(shí)間很短，物料停留時(shí)間為3-6分鐘，最后得到含水量小于10％的污泥干粉，用作特性調(diào)理的原料。
作為改進(jìn)，污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶1-3混合；攪拌速度控制在75-100轉(zhuǎn)/分，線速度117.81-157.06米/分，熱風(fēng)通風(fēng)量為11500m3/h-12500m3/h。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶2混合；攪拌速度90轉(zhuǎn)/分，線速度141.4米/分，熱風(fēng)通風(fēng)量為12000m3/h。
作為再進(jìn)一步改進(jìn)，污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶2.4混合；攪拌速度120轉(zhuǎn)/分，線速度188.5米/分，熱風(fēng)通風(fēng)量為13000m3/h。
作為又一改進(jìn)，粘土的添加量為污泥的30-40％。
作為另一改進(jìn)，粘土為河流或湖泊疏浚的底泥。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明開發(fā)的污泥載體干燥工藝，設(shè)備簡單，占地面積少，日處理600噸污泥的廠房僅需10畝用地；能耗少，每噸耗煤僅60公斤，且處理過程無臭氣、廢水產(chǎn)生。


圖1是本發(fā)明污泥載體干燥工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1下面通過實(shí)施例但不限于實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1如圖1所示，將預(yù)處理后的污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶1配比1000公斤，再進(jìn)行特性調(diào)理，用高速對輥攪拌機(jī)攪拌，攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分，線速度94.25米/分，呈顆粒狀后送進(jìn)堆放場進(jìn)行好氧熟化。在好氧熟化工序中，用翻料機(jī)不定時(shí)進(jìn)行翻拌，直到出料時(shí)污泥含水量約為23％，好氧熟化后，污泥部分作為循環(huán)用料送進(jìn)干燥系統(tǒng)，熱風(fēng)通風(fēng)量為11000m3/h，物料停留時(shí)間6分鐘，干燥后出料的污泥干粉含水量約為8.1％。本實(shí)施例每噸耗煤58.7公斤。
實(shí)施例2按實(shí)施例1的工藝過程進(jìn)行。污泥與污泥干粉質(zhì)量比為1∶2配制1000公斤，攪拌機(jī)速度90轉(zhuǎn)/分。線速度141.4米/分。好氧熟化后出料含水約為23.6％，熱風(fēng)通風(fēng)量為12000m3/h，物料停留時(shí)間3分鐘，出料污泥干粉含水量約為7.6％，每噸耗煤56.73公斤。
實(shí)施例3按實(shí)施例1的工藝過程進(jìn)行。污泥與污泥干粉質(zhì)量比為1∶2.4配制1000公斤，攪拌機(jī)速度120轉(zhuǎn)/分。線速度188.5米/分。好氧熟化后出料含水約為24.3％，熱風(fēng)通風(fēng)量為12000m3/h，物料停留時(shí)間5分鐘，出料污泥干粉含水量約為9.3％，每噸耗煤57.61公斤。
實(shí)施例4按實(shí)施例1的工藝過程進(jìn)行。污泥與污泥干粉質(zhì)量比為1∶5配制1000公斤，攪拌機(jī)速度145轉(zhuǎn)/分，線速度227.8米/分。好氧熟化后出料含水約為24.3％，熱風(fēng)通風(fēng)量為15000m3/h，物料停留時(shí)間5分鐘，出料污泥干粉含水量約為6％，每噸耗煤58.5公斤。
權(quán)利要求
1.污泥載體干燥工藝，其特征在于包括以下工藝流程1)污泥預(yù)處理對污泥進(jìn)行除臭和重金屬鈍化處理；2)污泥特性調(diào)理把預(yù)處理過的污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶1-5混合，用高速對輥攪拌機(jī)攪拌，攪拌速度50-150轉(zhuǎn)/分，線速度78.54-235.62米/分；3)好氧熟化經(jīng)特性調(diào)理的污泥送進(jìn)堆放場，用翻料機(jī)每6-10小時(shí)翻拌一次，直到污泥含水量為20-25％；4)干燥好氧熟化后的部分用作循環(huán)料的污泥，送入熱風(fēng)干燥系統(tǒng)干燥，熱風(fēng)通風(fēng)量為10000m3/h-15000m3/h，物料停留時(shí)間3-6分鐘，控制出料污泥干粉含水量小于10％。
2.如權(quán)利要求1所述的污泥載體干燥工藝，其特征在于污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶1-3混合；攪拌速度控制在75-100轉(zhuǎn)/分，線速度117.81-157.06米/分；熱風(fēng)通風(fēng)量為11500m3/h-12500m3/h。
3.如權(quán)利要求2所述的污泥載體干燥工藝，其特征在于污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶2混合；攪拌速度90轉(zhuǎn)/分，線速度141.4米/分；熱風(fēng)通風(fēng)量為12000m3/h。
4.如權(quán)利要求2所述的污泥載體干燥工藝，其特征在于污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶2.4混合；攪拌速度120轉(zhuǎn)/分，線速度188.5米/分；熱風(fēng)通風(fēng)量為13000m3/h。
5.如權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的污泥載體干燥工藝，其特征在于經(jīng)調(diào)理后的污泥是顆粒狀。
6.如權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的污泥載體干燥工藝，其特征在于在干燥工序首次啟用熱風(fēng)干燥系統(tǒng)時(shí)，用作循環(huán)物料的污泥要添加含水量小于25％的粘土。
7.如權(quán)利要求1至4、6任一權(quán)利要求所述的污泥載體干燥工藝，其特征在于粘土的添加量為污泥的30-40％。
8.如權(quán)利要求1至4、6任一權(quán)利要求所述的污泥載體干燥工藝，其特征在于粘土為河流或湖泊疏浚的底泥。
全文摘要
污泥載體干燥工藝，主要包括污泥預(yù)處理、污泥特性調(diào)理、好氧熟化、干燥工藝流程，污泥的特性調(diào)理工藝是指把預(yù)處理過的污泥與污泥干粉按質(zhì)量比1∶1－5混合，用高速對輥攪拌機(jī)攪拌。攪拌速度控制在50－150轉(zhuǎn)/分，線速度78.54－235.62米/分，特性調(diào)理后的污泥呈顆粒狀，本發(fā)明的有益效果是設(shè)備簡單，占地面積少，日處理600噸污泥的廠房僅需10畝用地；能耗少，每噸耗煤僅大約60公斤，且處理過程無臭氣、廢水產(chǎn)生。
文檔編號C02F11/12GK1884154SQ20061003610
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者鐘環(huán)聲, 李雷 申請人:廣州鉻德工程有限公司