污水厂脱水污泥超临界处理资源化利用的方法及其设备

摘要

本发明是污水厂脱水污泥超临界处理资源化利用的方法及其设备，其特征是脱水污泥(含水率77~85%)直接采用超临界水气化的方式进行处理，通过高速搅拌装置提高污泥的流动性，采用高压流化床装置防止管式反应器的堵塞问题，在气液分离过程中，充分利用其含高热量，使用热交换器使低温污泥得到加热；并且液相产物高氨氮含量直接通过MAP法进行回收利用。优点：气化过程中未添加任何水分，污泥处理效率高；过程中热量可利用；液相产物中的氨氮及时回收，减少二次污染；回收的上清液可回用，定期排出来的固相产物，低重金属含量可直接作为磷肥使用，高金属含量则可作为吸附剂；通过液相产物、固相产物的资源化利用降低了整体系统的处理费用。

主权项

污水厂脱水污泥超临界处理资源化利用的方法，其使用的设备结构是高速搅拌电机连接的叶扇插入污泥贮存罐中，污泥贮存罐的输出管通过污泥进口阀、高压柱塞泵、污泥出口阀与热交换器的第一输入管相接，热交换器的第一输出管通过气液流量阀与气液分离器罐的输入管相接，气液分离器罐的第一输出管通过液体流量计与MAP反应罐的输入管相接，MAP反应罐输出上清液，排出MAP晶体，气液分离器罐的第二输出管通过湿式气体流量计输出气相产物，热交换器的第二输出管通过背压阀与高压流化床反应器的输入管相接，高压流化床反应器的第一输出管通过系统压力调节阀与热交换器的第二输入管相接，高压流化床反应器7的第二输出管输出固相产物，低速搅拌电机连接的叶扇插入MAP反应罐内，氯化镁存储槽的输出管与MAP反应罐的第一输入管相接，磷酸氢二钾存储槽的输出管与MAP反应罐的第二输入管相接；其方法包括如下工艺步骤：(一) 将污水厂的脱水污泥，含水率77%~85%，放置污泥贮存罐内，开动高速搅拌电机，并让其一直处于高速搅拌状态，打开高压柱塞泵的进口阀，开启高压柱塞泵，打开污泥出口阀，使污泥进入热交换器，通过热交换器温度升至250oC；(二) 经预热加压后的污泥进入加热的高压流化床反应器，在高压流化床反应器内将温度升至400～500 oC，压力25～30 MPa，使得脱水污泥在反应器内达到超临界水状态，停留5分钟进行气化反应，气化反应时间10分钟：(三) 反应结束后，由于无机固相产物不溶于超临界水，使其在高压流化床反应器底部沉积，打开压力调节阀，使得气液混合相进入热交换器，通过热交换器使下一阶段进泥温度升至250oC，且气液混合相温度得到降低后，气液混合相通过气液流量阀进入气液分离器罐，待温度压力降至常温常压，作为污泥预热升温的热源供给；气相产物则进入燃气管网使用； (四) 气相产物体积通过湿式流量计计量，液相产物经过液体流量计进入MAP反应罐，分别开启磷酸氢二钾、氯化镁计量泵，定量输送磷酸氢二钾、氯化镁形成磷酸铵镁结晶物；并定期排出系统；（五）开启低速电机，将MAP反应罐内物质均匀混合，加速反应；（六）反应充分后，上清液则直接排入污水厂处理，或直接灌溉周边的绿化带植物，作为回用水；水分中由于含大量的氨氮，通过MAP法可将氨氮回收形成磷酸铵镁晶体，可作为氮肥的添加剂； (七) 定期将高压流化床内的固相残渣排出；并根据污泥中重金属含量，进行相应的处理，若重金属含量低，则固相残渣可做磷肥施用于道路旁景观，若重金属含量偏高，则固相残渣直接填埋，或可作为废水处理系统中的吸附剂。