污泥汽爆分解方法和用于实施该方法的污泥汽爆分解机

摘要

本发明属于污泥处理技术领域。本发明公开了一种污泥汽爆分解方法和污泥汽爆分解机，为解决现有技术中污泥处理工艺复杂、处理不彻底、设备复杂、运行和维护费用高的问题。本发明的污泥汽爆分解方法，首先将含水率为40%~99%的污泥置入封闭容器中，并向所述封闭容器通入水蒸汽；所述污泥在温度60~300℃、压力0.1~2.5Mpa条件下汽相蒸煮5~300min后，打开所述封闭容器并与大气相通，突然降压。本发明通过污泥汽爆分解机采用汽爆分解技术，除去污泥中的虫卵、病原体、致癌物、难分解的大分子有机农药等；非常巧妙、高效率地完成了污泥无害化处理。工艺短，处理彻底，小分子物质含量高因而有利于最后得到的洁净泥粉的开发利用。

说明书

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，特别涉及一种污泥汽爆分解方法和用于实施该方法的污泥汽爆分解机。

背景技术

随着经济发展，城市污水数量不断增长。据相关预测，目前我国干污泥年产量近3×10⁶t。城市污泥中含有大量的N、P、K、Ca及有机质，且N、P以有机态为主，可以缓慢释放，具有长效性。污泥是有用的生物资源，如能合理利用则能变废为宝。

污泥处理就是对污泥进行无害化加工过程，包括除去污泥中的重金属、病原体、虫卵、致癌物、有机物大分子等。现有较新的污泥处理方法主要包括污泥湿式氧化法、膜生物反应器处理法。

污泥湿式氧化法 (WO法)是将污泥置于密闭反应器中，在高温高压条件下通入空气或氧气作氧化剂，按浸没燃烧原理使污泥中有机物氧化分解，将有机物转化为无机物的过程。该法主要适用于处理各种难降解的有机污泥，缺点是设备复杂，运行和维护费用高。

膜生物反应器处理法是指将膜分离技术中的膜系统与污水生物处理工程中的生物反应器相互结合而成的新工艺。膜生物反应器中污泥的停留时间很长，导致工艺时间长，处理效率低，甚至可避免排泥，但是膜的堵塞和膜材料价格问题限制了该方法的推广应用。

申请公布号为“CN 103408206 A”的发明专利公开了一种污泥处理系统，包括壳体，壳体顶部设有污水进口，污水进口处的壳体内设有一隔板，隔板与壳体侧壁形成一个沼气池，沼气池内安装有搅拌组件，沼气池后面连接有消化池，消化池顶部安装有加药管，消化池后面连接有混合釜，混合釜通过输送管道连接至烘干箱，烘干箱底部通过管道与污泥收集箱连接。该污泥处理系统通过沼气池对污泥发酵处理，处理不彻底。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥汽爆分解方法及用于实施该方法的污泥汽爆分解机，为解决现有技术中工艺复杂、处理不彻底、设备复杂、运行和维护费用高的问题。

本发明的技术方案为：

一种污泥汽爆分解方法，首先将含水率为40%~99%的污泥置入封闭容器中，并向所述封闭容器通入水蒸气；所述污泥在温度60~300℃、压力0.1~2.5Mpa条件下汽相蒸煮5~300min后，打开所述封闭容器并与大气相通，突然降压。

优选的，首先将含水率为50%~99%的污泥置入封闭容器中，并向所述封闭容器通入水蒸气；所述污泥在温度180~300℃、压力1.6~2.5Mpa条件下汽相蒸煮180~300min后，打开所述封闭容器并与大气相通，突然降压。

一种用于实施所述污泥汽爆分解方法的污泥汽爆分解机，包括壳体，所述壳体上设置有进料口、卸料口和蒸汽管道，所述蒸汽管道由所述壳体穿入所述壳体内部并向所述壳体内部延伸，所述蒸汽管道的长度为壳体高度/长度的1/2~3/5，所述蒸汽管道在所述壳体外部的一端连接蒸汽发生装置，所述蒸汽管道上设置若干透气孔。

采用本发明的污泥汽爆分解机处理污泥时，首先将污泥（含水率40~99%）置入汽爆分解机，然后封闭进料口、关闭卸料阀，并向汽爆分解机内通入蒸汽；污泥在高温（60~300℃）、高压（0.1~2.5Mpa）条件下汽相蒸煮，大分子的有机成分被降解，同时蒸汽渗入虫卵、病原体细胞内部，一定时间（5~300分钟）后突然减压，介质和物料共同作用完成物理的能量释放过程，物料内的汽相介质喷出瞬间急速膨胀，同时物料内的高温液态水迅速暴沸形成闪蒸，使虫卵、病原体、难分解的大分子有机物等被分解。汽爆可分成两个阶段，首先是汽相蒸煮，高压蒸汽渗透到物料内的空隙，为汽爆过程提供选择性的机械分离；其次是汽爆过程利用汽相饱和蒸汽和高温液态水两种介质共同作用于物料，瞬间完成的绝热膨胀过程，对外作功。在汽爆过程中，膨胀的气体以冲击波的形式作用于物料，使物料在软化条件下产生剪切力变形运动，由于物料变形速度较冲击波速度小得多，使之多次产生剪切力使得虫卵、病原体、致癌物、难分解的大分子有机物等被迅速分解。

优选的，所述蒸汽管道上的透气孔均匀分布。蒸汽可在壳体内快速均匀分布，可实现污泥无死角处理。

作为一种优选方案，所述壳体为立式壳体。壳体竖直放置，节约空间，便于卸料。

进一步的，所述蒸汽管道竖直设置，所述蒸汽管道的顶端封闭。当壳体为立式壳体时，蒸汽管道竖直设置，进一步增加蒸汽均匀度。顶端封闭，可以使得蒸汽更好的从各透气孔均匀进入壳体。

作为另一种优选方案，所述壳体为卧式壳体。壳体为卧式壳体，便于维护。

进一步的，所述蒸汽管道水平设置。当壳体为卧式壳体时，蒸汽管道水平设置，增加蒸汽均匀度。

优选的，所述蒸汽管道位于所述壳体的中心。

优选的，所述壳体上设置检修口，所述壳体侧壁上设置有压力表，所述压力表通过管道与所述壳体内部相通。设置检修口便于保养和维护壳体内部，设置压力表，便于控制壳体内部压力，满足工艺需求。另外，为了方便获得壳体内部的实时温度，还可以在壳体上设置通入壳体内部的温度传感器。

本发明的有益效果为：

本发明通过污泥汽爆分解机采用污泥汽爆分解方法，除去污泥中的虫卵、病原体、致癌物、难分解的大分子有机农药等。非常巧妙、高效率的完成污泥无害化处理。设备简单、运行和维护成本低、适于推广使用。另外，本发明的污泥汽爆分解方法处理污泥制作泥粉，工艺短、处理彻底、小分子物质含量高，因而利于最后得到的泥粉洁净。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明立式的污泥汽爆分解机的一种结构示意图；

图2为本发明卧式的污泥汽爆分解机的另一种结构示意图；

其中，1-密封盖；2-进料口；3-压力表；4-壳体；5-蒸汽管道；6-透气孔；7-检修口；8-卸料口；9-卸料阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例的污泥汽爆分解机为立式污泥汽爆分解机。立式污泥汽爆分解机包括立式壳体1，壳体1的主体呈圆柱形，立式的壳体1顶端设置有进料口2，进料口2上设置密封盖1。壳体1的底部设置有卸料口8和蒸汽管道5。卸料口8上设置有卸料阀9。蒸汽管道5由壳体1底部的中心向上垂直延伸至壳体高度的1/2~3/5处，蒸汽管道5的顶端封闭，蒸汽管道5上均匀设置若干透气孔6。蒸汽管道5位于壳体1外部的一端连通蒸汽发生装置。

距离立式的壳体1顶端0.05~0.15m的壳体1侧壁上设置有压力表3，压力表3通过管道与壳体1内部相连通，用于测试壳体1内的压力值。

壳体1的侧壁靠近底部半米左右的位置设置有检修口7，设备需要清洁或检修时，打开检修口7，检修人员进入壳体1内部进行清洁或检修。

实施例2

如图2所示，本实施例的污泥汽爆分解机为卧式污泥汽爆分解机。卧式污泥汽爆分解机包括卧式的壳体1，壳体1的主体呈圆柱形，卧式（横置）的壳体1右端设置有进料口2，进料口2上设置密封盖1。壳体1左端面的底部设置有卸料口8，卸料口8上设置有卸料阀9。壳体1左端面的中心设置有蒸汽管道5，蒸汽管道5由壳体1左端面的中心向右水平延伸至壳体1长度的1/2~3/5处，蒸汽管道5的顶端封闭，蒸汽管道5上均匀设置若干透气孔6。蒸汽管道5位于壳体1外部的一端连通蒸汽发生装置。

距离壳体1右端面0.05~0.15m的壳体1顶壁上设置有压力表3，压力表3通过管道与壳体1内部相连通，用于测试壳体1内的压力值。

壳体1的顶壁靠近左端面半米左右的位置设置有检修口7，设备需要清洁或检修时，打开检修口7，检修人员进入壳体1内部进行清洁或检修。

实施例3

采用本发明实施例1的污泥汽爆分解机处理污泥时，首先将含水率40%的污泥置入污泥汽爆分解机，然后封闭进料口、关闭卸料阀，并向汽爆分解机内通入蒸汽；污泥在温度300℃、压力2.5Mpa条件下汽相蒸煮，大分子的有机成分被降解，同时蒸汽渗入虫卵、病原体细胞内部，300分钟后突然降压，介质和物料共同作用完成物理的能量释放过程，物料内的汽相介质喷出瞬间急速膨胀，同时物料内的高温液态水迅速暴沸形成闪蒸，使虫卵、病原体、难分解的大分子有机物等被分解。

实施例4

采用本发明实施例1的污泥汽爆分解机处理污泥时，首先将含水率99%的污泥置入污泥汽爆分解机，然后封闭进料口、关闭卸料阀，并向汽爆分解机内通入蒸汽；污泥在温度100℃、压力0.1Mpa条件下汽相蒸煮，大分子的有机成分被降解，同时蒸汽渗入虫卵、病原体细胞内部，200分钟后突然降压，介质和物料共同作用完成物理的能量释放过程，物料内的汽相介质喷出瞬间急速膨胀，同时物料内的高温液态水迅速暴沸形成闪蒸，使虫卵、病原体、难分解的大分子有机物等被分解。

实施例5

采用本发明实施例1的污泥汽爆分解机处理污泥时，首先将含水率90%的污泥置入污泥汽爆分解机，然后封闭进料口、关闭卸料阀，并向汽爆分解机内通入蒸汽；污泥在温度150℃、压力1.2Mpa条件下汽相蒸煮，大分子的有机成分被降解，同时蒸汽渗入虫卵、病原体细胞内部，180分钟后突然降压，介质和物料共同作用完成物理的能量释放过程，物料内的汽相介质喷出瞬间急速膨胀，同时物料内的高温液态水迅速暴沸形成闪蒸，使虫卵、病原体、难分解的大分子有机物等被分解。

实施例6

采用本发明实施例1的污泥汽爆分解机处理污泥时，首先将含水率80%的污泥置入污泥汽爆分解机，然后封闭进料口、关闭卸料阀，并向汽爆分解机内通入蒸汽；污泥在温度180℃、压力1.6Mpa条件下汽相蒸煮，大分子的有机成分被降解，同时蒸汽渗入虫卵、病原体细胞内部，200分钟后突然降压，介质和物料共同作用完成物理的能量释放过程，物料内的汽相介质喷出瞬间急速膨胀，同时物料内的高温液态水迅速暴沸形成闪蒸，使虫卵、病原体、难分解的大分子有机物等被分解。

实施例7

采用本发明实施例2的污泥汽爆分解机处理污泥时，首先将含水率50%的污泥置入污泥汽爆分解机，然后封闭进料口、关闭卸料阀，并向汽爆分解机内通入蒸汽；污泥在温度200℃、压力1.8Mpa条件下汽相蒸煮，大分子的有机成分被降解，同时蒸汽渗入虫卵、病原体细胞内部，220分钟后突然降压，介质和物料共同作用完成物理的能量释放过程，物料内的汽相介质喷出瞬间急速膨胀，同时物料内的高温液态水迅速暴沸形成闪蒸，使虫卵、病原体、难分解的大分子有机物等被分解。

实施例8

采用本发明实施例2的污泥汽爆分解机处理污泥时，首先将含水率50%的污泥置入污泥汽爆分解机，然后封闭进料口、关闭卸料阀，并向汽爆分解机内通入蒸汽；污泥在温度220℃、压力2.0Mpa条件下汽相蒸煮，大分子的有机成分被降解，同时蒸汽渗入虫卵、病原体细胞内部，180分钟后突然降压，介质和物料共同作用完成物理的能量释放过程，物料内的汽相介质喷出瞬间急速膨胀，同时物料内的高温液态水迅速暴沸形成闪蒸，使虫卵、病原体、难分解的大分子有机物等被分解。