專利名稱：污泥資源化的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污泥的處理方法，特別是涉及一種污泥資源化的處理方法。
背景技術(shù)：
污泥是一種固液混合的物質(zhì)，在無外力干預(yù)下其固液比相對固定。城鎮(zhèn)市政環(huán)保設(shè)施 運行中產(chǎn)生的污泥稱為市政污泥。根據(jù)其產(chǎn)生源頭及性質(zhì)成分可分為水廠污泥、污水污泥、 疏浚污泥、通溝污泥和泵站系統(tǒng)柵渣。
污水處理最重要的步驟就是分離污泥中的水分，減少污泥的體積，減輕后續(xù)處理污泥 體積負(fù)荷。污泥中所含水分可以分為自由水和結(jié)合水兩大類。自由水不與污泥結(jié)合，也不 受污泥顆粒影響，可以通過沉淀、壓濾等濃縮過程去除。結(jié)合水可以分為間隙水、毛細(xì)水、 水合水。間隙水存在于絮凝團(tuán)塊或有機(jī)體的空隙之間，當(dāng)絮凝體破壞時，可變成自由水； 毛細(xì)水是結(jié)合力大，結(jié)合緊的多層水分子，重力濃縮時不能去除這部分水，必須用人工干 化、機(jī)械脫水或熱處理的方法去除；水合水存在于細(xì)胞內(nèi)，只有熱處理才能去除這部分水。
污泥對于水，其結(jié)合強度取決于單位水化合力和顆粒的大小。顆粒直徑越小，污泥結(jié) 構(gòu)中細(xì)小絮凝體越多或者污泥含有越多的膠體顆粒，污泥越難以脫水。污泥脫水性能一般 用污泥比阻來衡量。
污泥濃縮去除的是自由水和部分間隙水。污泥濃縮方法主要有重力濃縮、氣浮濃縮、 離心濃縮、帶式濃縮機(jī)濃縮和轉(zhuǎn)鼓機(jī)械濃縮等五種方法。
污水處理廠的剩余污泥經(jīng)過上述處理后，其固體含量達(dá)到10~20%左右，成為脫水泥餅。 脫水泥餅的處理方法有填埋法、土地利用、建材利用以及熱利用等。
污泥的土地利用按照污泥的含水率大小分，污泥的土地利用分為濃縮污泥肥料、脫 水污泥肥料、堆肥污泥肥料以及干化污泥肥料。
污泥填埋法就是將泥餅埋入經(jīng)過處理的深坑中，經(jīng)過污泥的穩(wěn)定化處理和硬化處理后， 覆蓋上表土。填埋法是最簡單、最見效的處理方法。
焚燒法處理含水污泥就是將污泥先脫水，經(jīng)過烘干的污泥再投入焚化爐中燃燒的技術(shù) 方案。其中烘干水分的歩驟需大量的能源，國外一般采用天然氣或煤燃燒產(chǎn)生的熱氣對含 水污泥進(jìn)行干化。但最終燃燒污泥產(chǎn)生的熱值不足以補償對污泥干化的消耗。采用不可再 生的化石燃料做能源，違背了循環(huán)與環(huán)保原則。
目前，我國民用下水管道與工業(yè)下水管道并沒有絕對分開，工業(yè)廢水和居民廢水混合 在一起處理，污泥中不可避免會有重金屬污染物存留，如果采用堆肥處理，長時間的重金 屬積累會導(dǎo)致土壤的重金屬污染，危及人類健康。所以在我國并不適宜使用污泥的堆肥處 理方案。
根據(jù)我國國情和現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)條件，脫水污泥的填埋處理仍將是一種普遍的處置方法。因為它的優(yōu)點是投資少、處理量大、效果明顯，并且對污泥的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)和重金屬指標(biāo)要 求比較低。但是，填埋方法所能使用的土地資源越來越少，填埋容量有限，有害成份的滲 漏會污染地下水，重金屬污染土地會造成土地永久廢棄。世界各國對污泥填埋處置技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)的要求越來越高，如所有歐盟國家在2005年后，有機(jī)質(zhì)含量大于5%的污泥都將禁止填 埋，而焚燒后才能填埋的要求與污泥填埋的低成本初衷相悖；另據(jù)美國環(huán)保局估計，今后 幾十年內(nèi)，美國6500個填埋場將有5000個被關(guān)閉。而我國的土地資源比歐美國家更加缺 乏。 .
近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理量大幅增長。據(jù)最新資料統(tǒng)計，截至 2007年我國己經(jīng)投入運行的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施達(dá)到1178個，總設(shè)計處理能力7243萬噸/日， 平均每天處理污水5320萬噸。據(jù)此估算，2007年全國產(chǎn)生污泥約1460萬噸(80%含水率 泥餅)。污泥產(chǎn)生量的與日俱增與污泥處理能力的嚴(yán)重不足、處理手段的嚴(yán)重落后形成尖銳 的矛盾，大量的濕污泥隨意外運、簡單填埋或堆放，致使許多城市出現(xiàn)了 "污泥圍城"的 現(xiàn)象，污泥處理問題已經(jīng)成為我國無法回避的城市環(huán)境問題。近幾年三峽庫區(qū)的"污泥填 埋危機(jī)"就是這一問題的突出反映。
實際上，污泥是一種性質(zhì)復(fù)雜、污染物含量高、潛在環(huán)境風(fēng)險巨大的污染物，對它的 處理必須實現(xiàn)污染物的減量化、穩(wěn)定化和無害化。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)一歩考慮資源化的可能 性，降低污泥處理的成本。污泥中含有大量微生物的菌體和有機(jī)膠體物質(zhì)，導(dǎo)致污泥黏度 大，機(jī)械脫水困難。國內(nèi)污水處理廠采用機(jī)械脫水的方法通常只能將含水率降低到80%左 右。從污水處理廠排出的污泥，每100噸中含有80噸水，大量的水為污泥的后續(xù)處理帶來 重重困難。
在污泥干化過程中有一個特殊的膠黏相階段(這時污泥含水率在60%左右)。在這一極 窄的過渡段內(nèi)，污泥極易結(jié)塊，表面堅硬難以粉碎，而里面卻仍然是稀泥。這就為污泥的 進(jìn)一步干化帶來極大困難。目前解決方法是干泥顆粒返回混合器內(nèi)與濕泥混合，濕泥包裹 在干泥核外薄薄一層，而混合物的總含水率降到30~40%，使污泥直接越過膠黏相，節(jié)約了 能耗。但干化過程中的返混工藝在完成其使命的同時，也占用了干燥器的有效容積，熱量 通向干燥器的總數(shù)不變的情況下，減少了實際干燥物料的量。
因此亟需一種低成本的污泥資源化的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種低成本的污泥資源化的處理方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下
一種污泥資源化的處理方法，由下述步驟組成
(1) 將粉碎后的干燥的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的植物性廢棄物與含水質(zhì)量為80%~85%的污泥 餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量低于55%~60%;
(2) 加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為20%~25%;
(3) 經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；
(4) 所述燃料顆粒用于所述干燥步驟的供熱。所述植物性廢棄物為秸稈、刨花、鋸末、枯枝葉、藥渣、酒糟或使用后的食用菌培養(yǎng)基。
本發(fā)明利用了干燥的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的植物性廢棄物與污泥餅混合，前者含水量低， 后者含水量高，水分會轉(zhuǎn)移到秸稈中。又因廢棄物蓬松的外形及結(jié)構(gòu)極利于水分的蒸發(fā)二 者混合后使混合物含水率低于55%~60%，跨越了特殊的膠黏相階段，混合物在干燥設(shè)備中 脫水速度比單純污泥餅脫水速度快，干燥溫度低，消耗熱量少。
因為使用工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的植物性廢棄物與含水率達(dá)到80%左右的污泥餅混合是在 攪拌機(jī)里完成的，廢棄物中的粉塵被濕泥包裹粘連在一起，不會飛起來；另外，加熱干燥 至混合物含水質(zhì)量為20%~25%，出干燥器后降溫，含水率可降到20%左右。此時的含水量 正好適合造粒的需求，經(jīng)過擠壓、摩擦又產(chǎn)生熱量，又帶走了 5%~8%的水分。所以此時燃 料顆粒含水率在12~15%左右。
上述燃料顆粒我們用于返回加熱干燥步驟供熱，每生產(chǎn)一噸顆粒燃料，消耗的燃料顆 粒重量大約300-400公斤之間。經(jīng)本發(fā)明的方法所獲得的燃料顆粒作為能源替代化石能源 用于污水處理，同時所獲得的熱蒸汽還可以作為資源出售。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實施例1
一種污泥資源化的處理方法，由下述步驟組成
(1) 將粉碎后的干燥的秸稈與含水質(zhì)量為82%的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量為
58%;
(2) 加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為23%;
(3) 經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；
(4) 所述燃料顆粒用于所述干燥步驟的供熱。 實施例2
一種污泥資源化的處理方法，由下述步驟組成
(1) 將粉碎后的干燥的刨花與含水質(zhì)量為85%的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量59%;
(2) 加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為25%;
(3) 經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；
(4) 所述燃料顆粒用于所述干燥步驟的供熱。 實施例3
一種污泥資源化的處理方法，由下述步驟組成
(1) 將粉碎后的干燥的鋸末與含水質(zhì)量為80%的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量低于
54%;
(2) 加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為20%;
(3) 經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；
(4) 所述燃料顆粒用于所述干燥歩驟的供熱。實施例4
一種污泥資源化的處理方法，由下述步驟組成-
(1) 將粉碎后的干燥的枯枝葉與含水質(zhì)量為81%的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量低 于60%;
(2) 加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為21%;
(3) 經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；
(4) 所述燃料顆粒用于所述干燥步驟的供熱。
實施例5
一種，泥資源化的處理方法，由下述歩驟組成
(1) 將粉碎后的干燥的藥渣與含水質(zhì)量為80%的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量低于
56%;
(2) 加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為22%;
(3) 經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；
(4) 所述燃料顆粒用于所述干燥步驟的供熱。 實施例6
一種污泥資源化的處理方法，由下述步驟組成
(1) 將粉碎后的干燥的酒糟與含水質(zhì)量為83%的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量低于
57%;
(2) 加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為21%;
(3) 經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；
(4) 所述燃料顆粒用于所述干燥歩驟的供熱。 實施例7
一種污泥資源化的處理方法，由下述步驟組成
(1) 將粉碎后的干燥的使用后的食用菌培養(yǎng)基與含水質(zhì)量為84%的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量低于58%;
(2) 加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為23%;
(3) 經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；
(4) 所述燃料顆粒用于所述干燥步驟的供熱。 實際應(yīng)用
經(jīng)過實驗驗證，污水廠機(jī)械脫水后的污泥餅含水質(zhì)量為83%,我們將經(jīng)過干燥含水質(zhì) 量為10%的秸稈粉碎，粒徑小于100mm，將粉碎秸稈與污泥餅按照重量比1: 1的比例混合， 攪拌均勻，放進(jìn)空心槳葉干燥機(jī)中脫水、經(jīng)過加熱處理后的混合物再次加入與前次相同重 量的粉碎秸稈攪拌均勻后，繼續(xù)進(jìn)入空心槳葉干燥機(jī)中脫水；
空心槳葉干燥機(jī)中流動的是導(dǎo)熱油，約200攝氏度左右；
經(jīng)過脫水的混合物最后含水質(zhì)量在23%，在此過程中實際脫水量為537.5公斤/每噸污
泥；第一次添加含水質(zhì)量為10%的秸稈，與含水質(zhì)量為83%污泥混合后，實際混合物的含 水質(zhì)量降低到46%左右；再經(jīng)過空心槳葉干燥機(jī)處理，再添加同樣重量、同樣含水率的秸 稈，實際含水率降低到32%左右，此時再繼續(xù)加熱干燥，直到含水率降低到23%，在這樣 的含水質(zhì)量下，經(jīng)過造粒機(jī)壓制成顆粒燃料。
顆粒燃料經(jīng)過晾曬，含水率可進(jìn)一步降低到10%左右。這種顆粒燃料可以直接用于加 熱導(dǎo)熱油、燒鍋爐。顆粒燃料的低位熱含量為3500kcal/kg左右，將每噸污泥脫水540公斤， 大約需要上述顆粒燃料300公斤左右。
加熱產(chǎn)生的熱蒸汽可以回收利用。
權(quán)利要求
1.一種污泥資源化的處理方法，其特征是由下述步驟組成(1)將粉碎后的干燥的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的植物性廢棄物與含水質(zhì)量為80％～85％的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量低于55％～60％；(2)加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為20％～25％；(3)經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；(4)所述燃料顆粒用于所述干燥步驟的供熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥資源化的處理方法，其特征是所述植物性廢棄物為秸稈、刨花、鋸末、枯枝葉、藥渣、酒糟或使用后的食用菌培養(yǎng)基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污泥資源化的處理方法，是由下述步驟組成(1)將粉碎后的干燥的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的植物性廢棄物與含水質(zhì)量為80％～85％的污泥餅混合均勻；使混合物含水質(zhì)量低于55％～60％；(2)加熱干燥至混合物含水質(zhì)量為20％～25％；(3)經(jīng)造粒機(jī)生產(chǎn)出燃料顆粒；(4)所述燃料顆粒用于所述干燥步驟的供熱。利用低含水率的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的植物性廢棄物與污泥餅混合，混合物在干燥設(shè)備中脫水速度比單純污泥餅脫水速度快，干燥溫度低，消耗熱量少。用經(jīng)本發(fā)明的方法所獲得的燃料顆粒作為能源替代化石能源用于污水處理，同時所獲得的熱蒸汽還可以作為資源出售。
文檔編號C02F11/00GK101671588SQ20091007071
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者劉漢橋, 孫寶明, 張曙光, 馬云生 申請人:天津紫荊能源技術(shù)有限責(zé)任公司