一种污水污泥干化尾气的处理方法及其处理装置制造方法
【专利摘要】本发明属于废气的净化处理领域，具体涉及一种污水/污泥干化后产生的尾气的处理方法以及处理装置，包括：一水膜除尘器，一冷却池，一中间池，一淋洗塔，一等离子塔；其中，所述水膜除尘器设有进气管道和出气管道，进水管道和出水管道；所述出气管道穿过冷却池通达中间池；所述出水管道连接一沉淀池；所述中间池设置于所述冷却池中间，且所述中间池上方设有淋洗塔，中间池和淋洗塔之间密闭连接，所述中间池下方设有污泥抽吸装置；所述淋洗塔设有淋洗液进液管道，排气管道；所述排气管道与等离子塔的进气管道相连。本发明可以确保全面彻底地治理城镇污水处理厂污泥干化过程中产生的尾气，实现尾气的达标排放。
【专利说明】一种污水污泥干化尾气的处理方法及其处理装置【技术领域】
[0001]本发明属于废气的净化处理领域，具体涉及一种污水/污泥干化后产生的尾气的处理方法以及处理装置。
【背景技术】
[0002]近年来，在国家节能减排和积极的财政政策作用下，城镇污水处理得到迅速发展，城镇水环境治理取得显著成效。但是必须看到，城镇污水处理过程产生的大量污泥还未普遍得到有效处理处置。这些污泥非常容易对地下水、土壤等造成二次污染，成为环境安全和公众健康的威胁，影响国家节能减排战略实施的积极效果。因此，污泥处理处置作为我国城镇减排的重要内容，必须采取有效措施，切实推进技术和工程措施的落实，满足我国节能减排战略实施的总体要求。
[0003]城镇污水处理厂污泥是污水处理的产物，主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。每万m3污水经处理后污泥产生量(按含水率80%计)一般约为5~10 t，具体产量取决于排水体制、进水水质、污水及污泥处理工艺等因素。其中，初沉污泥的含水率通常为97%~98% ;活性污泥的含水率通常为99.2%、9.8% ;污泥经浓缩之后，含水率通常为94%~96% ;经脱水之后，可使含水率降低到80%左右。含水率是指污泥中所含水分的质量与污泥质量之比。
[0004]发达国家经几十年的发展，污泥处理处置技术路线已相对成熟，相关的法律法规及标准规范已比较完善。欧洲污泥处置最初的主要方式是填埋和土地利用。二十世纪90年代以来，可供填埋的场地越来越少，污泥处理处置的压力越来越大，欧洲建设了一大批污泥干化焚烧设施。由于污泥干化焚烧投资和运行费用较高，同时污泥中有害成分又逐步减少，使污泥土地利用重新受到重视，成为污泥处置方案的重要选择。近几年总的趋势是土地利用的比例越来越高，欧盟及绝大部分欧洲国家越来越支持污泥的土地利用。目前，德国、英国和法国每年产生的污泥(干重)分别为220万t、120万t和85万t,作为农用方向土地利用的比例分别已达到40%、60%和60%。北美地区虽然土地资源充足，但卫生填埋总体较少，污泥处理处置的技术路线一直是农`用为主，且为污泥农用做了大量安全性评价工作。目前，美国16000座污水处理厂年产710万t污泥(干重)中约60%经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体，用做农田肥料。另外，有17%填埋，20%焚烧，3%用于矿山恢复的覆盖。日本由于土地限制，污泥处理处置的主要技术路线是焚烧后建材利用为主，农用与填埋为辅。近年来，日本开始调整原有的技术路线，更加注重污泥的生物质利用，逐步减少焚烧的比例。
[0005]综上，欧美国家目前比较明确的将土地利用作为污泥处置的主要方式和鼓励方向。土地利用主要包括三个方面:一是作为农作物、牧场草地肥料的农用；二是作为林地、园林绿化肥料的林用；三是作为沙荒地、盐碱地、废弃矿区改良基质的土壤改良。由于运输距离、操作难度等客观因素，污泥农用量又远高于林用和土壤改良。另外，欧美普遍采用厌氧消化和好氧发酵技术对污泥进行稳定化和无害化处理。其中50%以上的污泥都经过了厌氧消化处理。美国还另外建设了 700多套好氧发酵处理设施。污泥的厌氧消化或好氧发酵为污泥的土地利用，尤其是农用提供了较好的基础。
[0006]随着我国城镇污水处理率的不断提高，城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。2009年，全国投入运行的城镇污水处理厂1992座，处理污水量280亿m3，产生含水率80%的污泥约2005万t。随着城镇化水平和污水处理量的增加，污泥量将很快突破3000万t。据不完全统计，目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，而大部分未进行规范化的处理处置。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康，使污水处理设施的环境效益大大降低。
[0007]发明人所带领的技术团队自2008年秋就已经在江苏省常州郑陆污水处理厂，投资300多万元，独立自主设计加工了一套污水厂污泥制炭，炭燃烧热量回用，炉渣制砖处理污泥的全自动设备一污水处理厂污泥干化设备，安装调试生产正常，24小时不断运行处理12吨污泥。
[0008]在污水处理厂污泥处理策略中，污泥干化处理技术已经被认同是一种安全可靠的处理方式，运行费用低廉，操作简便。利用该技术所产生的污泥处理物，可用作水泥原材料，制砖原材料，地基工程填料和垃圾填埋场覆盖土等。在污泥的干化以及处理处置过程中，原存在于污泥中的污染物种类和形态发生改变，从固相中转移到气相，从而形成了大量的高温、高湿、恶臭、高浓度的废臭气体。在这些废臭气体中的主要物质是硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、甲苯、二甲苯、二甲二硫以及氨气等，其中硫化氢和氨气等是易容于水的成分，硫化氢等是酸性气体，以及甲硫醇、乙硫醇、甲苯、二甲苯和二甲二流等是挥发性有机化合物气体，氨气等是碱性气体。这些恶臭气体若不经处理直接排放到大气中，会严重污染区域环境和空气质量，对人体和生态环境造成严重危害。
[0009]而事实也是，在江苏常州的污水处理厂污泥干化设备大概运行十天左右，附近化工厂老板找上门说，老百姓投诉化工厂生产产生臭异味气体，经查实，我们没有，原来是你们污泥处理，你们赶紧处理，否则不要生产了。于是，发明人团队自主研发设计了一套水溶尾气的设备，申请国家住建部科学技术发展中心评审，技术可行，国内领先，应用后将产生良好的社会效益和环境效益；同时还申请了发明专利，可参见申请号为201010000238.6的中国发明专利申请公布说明书:采用陶粒堆置在一个固定的范围之中，上方注水或喷淋水，下方排水，形成冷却塔形器具，利用时间和速度及水溶容原理，将生活垃圾或城镇污泥干化处理、炭化处理、焚烧处理生产过程中产生的尾气经水洗涤处理排放气体(臭气)引入器具中排气分散系统，使气体喷出自然散发在器具中，器具中气体随陶粒孔隙流窜，与水接触溶容冷凝成水下沉流出再返回污水处理厂。
[0010]同年6月份，发明人团队承担苏州高新区100t/d污水厂污泥处理工程，同年建设，同时申报，国家发展和改革委员会污泥处理示范工程项目，2010年批复，补助资金1100万元，工程于2011年12月正式投产，连续运行，至今处理污泥四万多吨，设备稳定，问题还是尾气处理上。当时烟囱高度25m，按照国家标准，臭气浓度达到< 6000时，我们当时检测值为2300，符合标准，工程应该验收，但是当地环保局不批准，原因是老百姓投诉，尾气难闻，要求整改。因此，发明人及其技术团队需要研发一种能够治理城镇污水处理厂污泥干化过程中产生的尾气的设备和方法。
【发明内容】
[0011]本发明的发明目的是提供一种污水污泥干化尾气的处理方法及其装置，以确保全面彻底地治理城镇污水处理厂污泥干化过程中产生的尾气，实现尾气的达标排放，并消除对附近居民的影响，确保环境安全和公众健康。
[0012]为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是:一种污水污泥干化尾气的处理方法，包括水洗除尘降温，碱洗过程:
其中所述水洗除尘降温步骤包括:将污水污泥干化尾气输送至一水膜除尘器进行清水淋洗，用水膜除尘的方法，除去尾气中的烟尘以及易溶于水的成分，同时降低尾气的温度；所述碱洗步骤包括:将水洗除尘后的尾气输送至淋洗塔中进行淋洗与碱性淋洗药剂反应，碱性淋洗液吸收尾气气体中的酸性气体，并进一步降低尾气的温度；
所述污水污泥干化尾气的处理方法还包括:将水洗除尘后的尾气通过一设置于冷却池中的管道，以便进一步降低尾气的温度；然后将该降温后的尾气输送至设置于冷却池中间的一中间池雾化，雾化后的尾气上升进入设置于中间池上的淋洗塔，进行碱洗；
所述污水污泥干化尾气的处理方法还包括:将经过碱洗的尾气输送至等离子塔进行切割处理，将尾气气体切割成微米、纳米级的颗粒排除，最终实现污水污泥干化尾气的除臭以及无烟排放。
[0013]上述技术方案中，所述水洗步骤中采用的水膜除尘方法是一种依靠强大的离心力的作用把烟尘中的沉粒甩向水膜壁，被侧壁不断流下的水冲走，从而除掉尘粒的方法。
[0014]上述技术方案中，所述水洗步骤中采用的水膜除尘器可选用但不限于页岩水膜除尘器、花岗岩水膜除尘器、麻石水膜除尘器。水膜除尘器具有结构简单、耐酸、耐磨、阻力小、除尘率高、运行稳定和维修方便等优点。它有不带文丘管的和带有文丘管的两种型式。水膜除尘器属机械离心式湿式除尘装置，在中空的圆筒内壁有一层分布均匀的水膜自上而下流动，含尘烟气从圆筒下部的蜗壳进气装置引入筒内，然后螺旋上升，由圆筒顶部排出。在整个流动过程巾，尘粒受离心力的作用而向筒壁，被水膜黏附并带到圆筒底部经过封排出，达到烟气除尘的目的。文丘里管型水膜除尘器工作时烟气在进入捕滴器前，首先通过文丘里管，在收缩管内逐渐加速，到达喉部处烟气流速最高；烟气呈强烈的紊流运动，在喉管前喷人的压力水呈雾状布满整个喉部，烟气中高速运动着的尘粒冲破水珠周围的气膜被吸附在水珠上，凝聚成大颗粒的灰水滴(称碰撞凝聚)随烟气一起进入捕滴器进行分离。
[0015]上述技术方案中，所述水洗步骤不仅除去尾气中的烟尘以及易溶于水的成分，降低尾气的温度，将120°C左右的尾气温度降低至70°C左右，为进一步处理尾气做好准备。
[0016]上述技术方案中，所述水洗步骤还包括回收利用水膜除尘器处理污水污泥干化尾气所产生的污水的步骤:将污水引入沉淀池进行沉淀，沉淀后的上层清水进行回收循环利用，下层污泥用来制炭，燃烧炭产生的热能回收利用，产生的炉渣进行制砖处理。
[0017]上述技术方案中，所述碱洗步骤中采用的碱性喷淋液选自但不限于:饱和氢氧化钙水溶液、石灰水、饱和碳酸钠水溶液、或饱和碳酸氢钠水溶液。
[0018]上述技术方案中，所述碱洗步骤还包括回收利用淋洗塔处理尾气所产生的污水的步骤:污水进入中间池进行沉淀，沉淀分层后的上层清液经过冷却池冷却后回收循环利用，下层污泥输送至污泥处理厂资源化利用。
[0019]上述技术方案中，所述碱洗步骤后的尾气温度降至40?50°C。[0020]本发明同时要求保护一种污水污泥干化尾气的处理其装置，包括:一水膜除尘器，一冷却池，一中间池，一淋洗塔，一等离子塔；
其中，所述水膜除尘器设有进气管道和出气管道，进水管道和出水管道；所述出气管道的一部分设置在冷却池中，且穿过冷却池通达中间池；所述出水管道连接一沉淀池；
所述中间池设置于所述冷却池中间，且所述中间池上方设有淋洗塔，中间池和淋洗塔之间密闭连接，所述中间池下方设有污泥抽吸装置；
所述淋洗塔设有淋洗液进液管道，排气管道；所述排气管道与等离子塔的进气管道相连。
[0021]由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:
1.本发明采用的水膜除尘器可以最大程度地除去尾气中的灰尘以及溶于水的杂质成份；且可以将尾气的温度由120°C左右的低至70°C左右，为进一步处理尾气做好准备。
[0022]2.本发明在淋洗塔下设有中间池，中间池外套设一冷却池，一方面可进一步冷却进入淋洗塔的尾气，有利于碱性淋洗液与尾气的反应；另一方面使得淋洗液的沉淀以及回收利用变得极为方便。
[0023]3.本发明整个过程中高度重视处理过程产生的废液、固体的回收再利用，包括水洗过程产生的废水、碱洗过程产生的废水的回收利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]附图1是实施例的设备示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:
实施例一:
参见图1，一种污水污泥干化尾气的处理装置，其组建过程包括以下步骤:
(一)水洗部分的组建:采用页岩做单塔或双塔水膜除尘器，然后设置一引水管道作为水膜除尘器的入水管道，引入河水或自来水供水膜除尘塔使用；设置一防腐蚀管道作为洗涤水的出水管道，疏导洗涤水入一沉淀池进行沉淀处理；设置一烟道作为水膜除尘器的进气管道，设置一烟道作为尾气的出气管道，该烟道穿过冷却池并通达中间池；
(二 )碱洗部分的组建:建混凝土套池，大池套小池，所述大池作为冷却池，所述小池作为中间池，于中间池中设置一下池，然后安装中间池下锥体储桶，安装储桶口阀门，连接阀门安装泥水泵，安装定时定量抽水设备，建泥水管道入污水厂污水池，接储桶水处理；设置多层立体网喷淋塔，塔形为长方形，塔身采用防腐材料，塔顶设置底顶挡风板，安装多层立体防腐蚀耐温网，安装喷淋头，连接供水管；
外池作为冷却池的同时也可以加药剂配兑成碱性喷淋液，并不断补充清水和药剂保持药剂的有效性；其中所述碱性喷淋液为饱和石灰水；
(三)等离子设备的组建:等离子设备的进气管道与喷淋塔的出气管道相连；然后设置一烟囱与等离子设备的出气管道相连接，并于烟囱安装检测口。
[0026]实施例二:
如图1所示，一种污水污泥干化尾气的处理方法及其装置，包括:一水膜除尘器，一冷却池，一中间池，一淋洗塔，一等离子塔；其中，所述水膜除尘器设有进气管道和出气管道，进水管道和出水管道；所述出气管道的一部分设置在冷却池中，且穿过冷却池通达中间池；所述出水管道连接一沉淀池；所述中间池设置于所述冷却池中间，且所述中间池上方设有淋洗塔，中间池和淋洗塔之间密闭连接，所述中间池下方设有污泥抽吸装置；所述淋洗塔设有淋洗液进液管道，排气管道；所述排气管道与等离子塔的进气管道相连。
[0027]其中，所述中间池中设置一下池，中间池的下池处设有一锥体储存桶，该储存桶的出口设有一阀门，阀门下游的管道设有一泥水抽吸泵，可定时定量抽吸泥水并输送至污水厂污水池。
[0028]实施例三:
采用上述实施例的装置处理污水污泥干化尾气的方法，包括:
水洗除尘降温步骤:将污水污泥干化尾气输送至一水膜除尘器进行清水淋洗，用水膜除尘的方法，除去尾气中的烟尘以及易溶于水的成分，同时降低尾气的温度；
将水洗除尘后的尾气通过一设置于冷却池中的管道，以便进一步降低尾气的温度；然后将该降温后的尾气输送至设置于冷却池中间的一中间池雾化，雾化后的尾气上升进入设置于中间池上的淋洗塔，进行碱洗；
碱洗步骤包括:将水洗除尘后的尾气输送至淋洗塔中进行淋洗与碱性淋洗药剂反应，碱性淋洗液吸收尾气气体中的酸性气体，并进一步降低尾气的温度；
将经过碱洗的尾气输送至等离子塔进行切割处理，将尾气气体切割成微米、纳米级的颗粒排除，最终实现污水污泥干化尾气的除臭以及无烟排放。
[0029]上述技术方案中，所述水洗步骤不仅除去尾气中的烟尘以及易溶于水的成分，降低尾气的温度，将120°C左右的尾气温度降低至70°C左右，为进一步处理尾气做好准备。
[0030]上述技术方案中，所述水洗步骤还包括回收利用水膜除尘器处理污水污泥干化尾气所产生的污水的步骤:将污水引入沉淀池进行沉淀，沉淀后的上层清水进行回收循环利用，下层污泥用来制炭，燃烧炭产生的热能回收利用，产生的炉渣进行制砖处理。
[0031 ] 上述技术方案中，所述碱洗步骤中采用的碱性喷淋液为饱和石灰水。
[0032]上述技术方案中，所述碱洗步骤还包括回收利用淋洗塔处理尾气所产生的污水的步骤:污水进入中间池进行沉淀，沉淀分层后的上层清液经过冷却池冷却后回收循环利用，下层污泥输送至污泥处理厂资源化利用。
[0033]上述技术方案中，所述碱洗步骤后的尾气温度降至40?50°C。
【权利要求】
1.一种污水污泥干化尾气的处理方法，包括水洗除尘降温，碱洗过程: 其特征在于，所述水洗除尘降温步骤包括:将污水污泥干化尾气输送至一水膜除尘器进行清水淋洗，用水膜除尘的方法，除去尾气中的烟尘以及易溶于水的成分，同时降低尾气的温度； 所述碱洗步骤包括:将水洗除尘后的尾气输送至淋洗塔中进行淋洗与碱性淋洗药剂反应，碱性淋洗液吸收尾气气体中的酸性气体，并进一步降低尾气的温度； 所述污水污泥干化尾气的处理方法还包括:将水洗除尘后的尾气通过一设置于冷却池中的管道，以便进一步降低尾气的温度；然后将该降温后的尾气输送至设置于冷却池中间的一中间池雾化，雾化后的尾气上升进入设置于中间池上的淋洗塔，进行碱洗； 所述污水污泥干化尾气的处理方法还包括:将经过碱洗的尾气输送至等离子塔进行切割处理，将尾气气体切割成微米、纳米级的颗粒排除，最终实现污水污泥干化尾气的除臭以及无烟排放。
2.根据权利要求1所述污水污泥干化尾气的处理方法，其特征在于，所述水洗除尘降温步骤将110?130°C的尾气温度降低至65?75°C。
3.根据权利要求1所述污水污泥干化尾气的处理方法，其特征在于，所述水洗步骤还包括回收利用水膜除尘器处理污水污泥干化尾气所产生的污水的步骤:将污水引入沉淀池进行沉淀，沉淀后的上层清水进行回收循环利用，下层污泥用来制炭，燃烧炭产生的热能回收利用，产生的炉渣进行制砖处理。
4.根据权利要求1所述污水污泥干化尾气的处理方法，其特征在于，所述碱洗步骤中采用的碱性喷淋液选自但不限于:饱和氢氧化钙水溶液、石灰水、饱和碳酸钠水溶液、或饱和碳酸氢钠水溶液。
5.根据权利要求1所述污水污泥干化尾气的处理方法，其特征在于，所述碱洗步骤还包括回收利用淋洗塔处理尾气所产生的污水的步骤:污水进入中间池进行沉淀，沉淀分层后的上层清液经过冷却池冷却后回收循环利用，下层污泥输送至污泥处理厂资源化利用。
6.根据权利要求1所述污水污泥干化尾气的处理方法，其特征在于，所述碱洗步骤后的尾气温度降至40?50°C。
7.一种污水污泥干化尾气的处理装置，其特征在于，包括:一水膜除尘器，一冷却池，一中间池，一淋洗塔，一等离子塔； 其中，所述水膜除尘器设有进气管道和出气管道，进水管道和出水管道；所述出气管道的一部分设置在冷却池中，且穿过冷却池通达中间池；所述出水管道连接一沉淀池； 所述中间池设置于所述冷却池中间，且所述中间池上方设有淋洗塔，中间池和淋洗塔之间密闭连接，所述中间池下方设有污泥抽吸装置； 所述淋洗塔设有淋洗液进液管道，排气管道；所述排气管道与等离子塔的进气管道相连。
【文档编号】B01D47/00GK103768920SQ201310752775
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李兴, 卢归 申请人:苏州泥宝环境科技有限公司