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液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理裝置

發(fā)布時間:2024-8-30 11:07:08  中國污水處理工程網(wǎng)

公布日:2023.12.29

申請日:2023.11.27

分類號:C02F11/143(2019.01)I

摘要

本發(fā)明公開了一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng),包括中壓反應(yīng)釜、二氧化碳循環(huán)回收系統(tǒng)、能量回收系統(tǒng)和低溫液態(tài)二氧化碳儲罐,所述中壓反應(yīng)釜設(shè)置為三組,三組所述中壓反應(yīng)釜的氣體出口固定連通,設(shè)有對氣態(tài)二氧化碳進(jìn)行收集再利用的二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng),設(shè)有對二氧化碳循環(huán)過程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收再利用的能量回收系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng)及處理方法,利用液態(tài)二氧化碳對污泥進(jìn)行預(yù)處理,使用液態(tài)二氧化碳處理過的污泥固液分離性好,壓濾的脫水效果優(yōu)于使用藥劑做預(yù)處理的方式,且在處理過程中使用的二氧化碳為綠色無污染,并且可以通過二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)對二氧化碳進(jìn)行回收再利用。

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權(quán)利要求書

1.一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng),其特征在于:包括輸送機(jī)構(gòu)、二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)、中壓反應(yīng)釜(11)、低溫液態(tài)二氧化碳儲罐(5)和待壓濾污泥池(10),所述中壓反應(yīng)釜(11)設(shè)置為三組,所述輸送機(jī)構(gòu)將需要處理的污泥輸送至所述中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部,所述中壓反應(yīng)釜(11)的氣體出口固定連通有對氣態(tài)二氧化碳進(jìn)行收集再利用的二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng),所述低溫液態(tài)二氧化碳儲罐(5)與所述中壓反應(yīng)釜(11)的液態(tài)二氧化碳注入口固定連通,補(bǔ)充二氧化碳在循環(huán)過程中產(chǎn)生的損耗,所述中壓反應(yīng)釜(11)處理完成后的污泥通入待壓濾污泥池(10),等待進(jìn)入壓濾工段;所述二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)包括第一二氧化碳壓縮機(jī)(1)、二氧化碳循環(huán)低壓儲罐(2)、第二二氧化碳壓縮機(jī)(3)、二氧化碳循環(huán)高壓儲罐(4)、多級冷卻模塊(6)、低溫液態(tài)泵(7)、冷水機(jī)組(12)和循環(huán)液態(tài)二氧化碳儲罐(15),三組所述中壓反應(yīng)釜(11)的氣體出口與第一二氧化碳壓縮機(jī)(1)固定連通,所述第一二氧化碳壓縮機(jī)(1)的一端與二氧化碳循環(huán)低壓儲罐(2)固定連通,所述二氧化碳循環(huán)低壓儲罐(2)的一端與第二二氧化碳壓縮機(jī)(3)固定連通,所述第二二氧化碳壓縮機(jī)(3)的一端與二氧化碳循環(huán)高壓儲罐(4)固定連通,所述二氧化碳循環(huán)高壓儲罐(4)與多級冷卻模塊(6)固定連接,同時多級冷卻模塊(6)對二氧化碳循環(huán)高壓儲罐(4)內(nèi)部收集的高壓氣態(tài)二氧化碳進(jìn)行冷卻,所述多級冷卻模塊(6)最后一級冷卻采用冷水機(jī)組(12)冷卻降溫,通過所述多級冷卻模塊(6)冷卻液化后的液態(tài)二氧化碳儲存到循環(huán)液態(tài)二氧化碳儲罐(15)中,所述循環(huán)液態(tài)二氧化碳儲罐(15)中的二氧化碳通過低溫液態(tài)泵(7)輸送至下一個循環(huán)的中壓反應(yīng)釜(11)中,所述低溫液態(tài)二氧化碳儲罐(5)與低溫液態(tài)泵(7)固定連通;所述中壓反應(yīng)釜(11)設(shè)置為三組,每組所述中壓反應(yīng)釜(11)污泥預(yù)處理時間節(jié)拍為2小時,三組所述中壓反應(yīng)釜(11)同時運(yùn)行,所述每個中壓反應(yīng)釜(11)單次預(yù)處理過程需2小時,三組中壓反應(yīng)釜(11)的第一組進(jìn)行污泥預(yù)處理,第二組中壓反應(yīng)釜(11)注入污泥后進(jìn)行等待,當(dāng)?shù)谌M中壓反應(yīng)釜(11)預(yù)處理完成出料時,與第二組中壓反應(yīng)釜(11)進(jìn)行冷熱交換循環(huán),從而可以回收第三組中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部的余冷,在冷熱交換循環(huán)過程中產(chǎn)生的熱量同時提供給第三組中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部進(jìn)行水合物分解,加速出料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng),其特征在于:所述輸送機(jī)構(gòu)對產(chǎn)線中污泥的輸送,輸送機(jī)構(gòu)把泥輸送至污泥原料倉(8),所述污泥原料倉(8)內(nèi)部儲存有需要預(yù)處理的污泥,通過污泥泵(9)將污泥原料倉(8)中的污泥輸送至中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng),其特征在于:所述中壓反應(yīng)釜(11)的外部設(shè)置有真空絕熱層,所述中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)盤管,所述中壓反應(yīng)釜(11)對污泥進(jìn)行預(yù)處理,過程結(jié)束后,向內(nèi)盤管內(nèi)部通入熱水,加速二氧化碳水合物的分解,縮短出料時間,其中熱水來自于二氧化碳回收系統(tǒng)中的冷卻用水。

4.一種利用如權(quán)利要求3所述的使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng)的污泥預(yù)處理方法,其特征在于:所述一種利用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng)的處理方法包括以下步驟:步驟一:將待處理的污泥輸送至污泥原料倉(8)內(nèi)部,污泥原料倉(8)內(nèi)部的污泥通過污泥泵(9)輸送至中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部;步驟二:向中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部注入液態(tài)二氧化碳,同時啟動中壓反應(yīng)釜(11)的攪拌系統(tǒng),當(dāng)中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部壓強(qiáng)到達(dá)設(shè)定值后,打開中壓反應(yīng)釜(11)的氣體出口,利用液態(tài)二氧化碳的氣化吸熱為中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部的污泥進(jìn)行降溫,使污泥溫度達(dá)到設(shè)定值;步驟三:同時二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)開始工作,氣態(tài)二氧化碳經(jīng)過第一二氧化碳壓縮機(jī)(1)和第二二氧化碳壓縮機(jī)(3)兩級壓縮,收集儲存至循環(huán)液態(tài)二氧化碳儲罐(15)中,完成二氧化碳回收;步驟四:中壓反應(yīng)釜(11)溫度達(dá)到設(shè)定值后,關(guān)閉中壓反應(yīng)釜(11)的氣體出口,同時繼續(xù)注入二氧化碳,釜內(nèi)壓力持續(xù)升高,污泥中的水開始形成結(jié)合更多的二氧化碳,當(dāng)中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值后,停止二氧化碳的注入,污泥中的水開始逐漸形成二氧化碳水合物,待中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)部壓力穩(wěn)定后,標(biāo)志著中壓反應(yīng)釜(11)內(nèi)污泥中的水全部形成了水合物,污泥預(yù)處理完成;步驟五:釋放中壓反應(yīng)釜(11)中的二氧化碳,并收集釋放出的氣態(tài)二氧化碳進(jìn)入到循環(huán)系統(tǒng),處理完成后的污泥排放至待壓濾污泥池(10)中,待進(jìn)入壓濾工段。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng)的處理方法,其特征在于:所述步驟二中壓反應(yīng)釜(11)中注入的液態(tài)二氧化碳的最高壓力為5.5Mpa

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng)的處理方法,其特征在于:還包括第一熱交換器(13)和第二熱交換器(14),所述第一熱交換器(13)與多級冷卻模塊(6)相互連接,通過熱交換獲取二氧化碳回收過程中產(chǎn)生的熱量,所述第二熱交換器(14)與中壓反應(yīng)釜(11)的內(nèi)盤管相連通,給出料過程中的污泥進(jìn)行加熱,加速二氧化碳水合物的分解,加速污泥出料速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng)及處理方法,以解決背景技術(shù)中需要解決的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種使用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的系統(tǒng),包括輸送機(jī)構(gòu)、二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)、中壓反應(yīng)釜、低溫液態(tài)二氧化碳儲罐和待壓濾污泥池,所述中壓反應(yīng)釜設(shè)置為三組,所述輸送機(jī)構(gòu)將需要處理的污泥輸送至所述中壓反應(yīng)釜內(nèi)部,所述中壓反應(yīng)釜的氣體出口固定連通有對氣態(tài)二氧化碳進(jìn)行收集再利用的二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng),所述低溫液態(tài)二氧化碳儲罐與所述中壓反應(yīng)釜的液態(tài)二氧化碳注入口固定連通,補(bǔ)充二氧化碳在循環(huán)過程中產(chǎn)生的損耗,所述中壓反應(yīng)釜處理完成后的污泥通入待壓濾污泥池,等待進(jìn)入壓濾工段。

目前現(xiàn)有的污泥脫水調(diào)理技術(shù)主要以聚鋁、聚鐵、氯化鐵、聚丙烯酰胺等藥劑提高污泥脫水性能。該方法普遍存在藥耗高、能耗大、效率低等問題,藥劑的添加增加了固液分離后的水和泥的二次污染,增加了分離液的水處理成本。同時含氯藥劑的使用會增加污泥焚燒過程中二噁英生成的風(fēng)險,污泥脫水處理已成為制約污泥處理工藝中的主要技術(shù)瓶頸,本發(fā)明設(shè)置的輸送機(jī)構(gòu)可以將需要處理的污泥輸送至中壓反應(yīng)釜的內(nèi)部,隨后向中壓反應(yīng)釜中添加液態(tài)二氧化碳,同時二氧化碳在一定壓力下開始循環(huán),使得釜內(nèi)污泥降溫,當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值之后,釜內(nèi)二氧化碳開始升壓,升壓至設(shè)定值后,停止二氧化碳的注入,同時二氧化碳在中壓反應(yīng)釜的攪拌下與污泥充分混合,從而使污泥中的水充分吸收二氧化碳達(dá)到飽和,形成二氧化碳水合物,釜內(nèi)二氧化碳壓力穩(wěn)定之后,預(yù)處理完成,開始釋放二氧化碳和污泥出料,處理完成后的污泥則可以排放至待壓濾污泥池中,等待進(jìn)入壓濾工段。處理過程中降溫循環(huán)釋放的二氧化碳和單批次預(yù)處理結(jié)束后中壓反應(yīng)釜內(nèi)釋放的二氧化碳經(jīng)過二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)進(jìn)行回收處理成為液態(tài)二氧化碳,便可循環(huán)使用。低溫液態(tài)二氧化碳儲罐中儲存的是新的二氧化碳,補(bǔ)充二氧化碳在循環(huán)過程中產(chǎn)生的損耗。

優(yōu)選的,所述二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)包括第一二氧化碳壓縮機(jī)、二氧化碳循環(huán)低壓儲罐、第二二氧化碳壓縮機(jī)、二氧化碳循環(huán)高壓儲罐、多級冷卻模塊、低溫液態(tài)泵、冷水機(jī)組和循環(huán)液態(tài)二氧化碳儲罐,三組所述中壓反應(yīng)釜的氣體出口與第一二氧化碳壓縮機(jī)固定連通,所述第一二氧化碳壓縮機(jī)的一端與二氧化碳循環(huán)低壓儲罐固定連通,所述二氧化碳循環(huán)低壓儲罐的一端與第二二氧化碳壓縮機(jī)固定連通,所述第二二氧化碳壓縮機(jī)的一端與二氧化碳循環(huán)高壓儲罐固定連通,所述二氧化碳循環(huán)高壓儲罐與多級冷卻模塊固定連接,同時多級冷卻模塊對二氧化碳循環(huán)高壓儲罐內(nèi)部收集的高壓氣態(tài)二氧化碳進(jìn)行冷卻,所述多級冷卻模塊最后一級冷卻采用冷水機(jī)組冷卻降溫,通過所述多級冷卻模塊冷卻液化后的液態(tài)二氧化碳儲存到循環(huán)液態(tài)二氧化碳儲罐中,所述循環(huán)液態(tài)二氧化碳儲罐中的二氧化碳通過低溫液態(tài)泵輸送至下一個循環(huán)的中壓反應(yīng)釜中,所述低溫液態(tài)二氧化碳儲罐與低溫液態(tài)泵固定連通,作用是補(bǔ)充二氧化碳在循環(huán)過程中產(chǎn)生的損耗。

優(yōu)選的,所述輸送機(jī)構(gòu)對產(chǎn)線中污泥的輸送,輸送機(jī)構(gòu)把泥輸送至污泥原料倉,所述污泥原料倉內(nèi)部儲存有需要預(yù)處理的污泥,通過所述污泥泵將污泥原料倉中的污泥輸送至中壓反應(yīng)釜內(nèi)部。

優(yōu)選的,所述中壓反應(yīng)釜的外部設(shè)置有真空絕熱層,所述中壓反應(yīng)釜內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)盤管,所述中壓反應(yīng)釜對污泥進(jìn)行預(yù)處理,過程結(jié)束后,向內(nèi)盤管內(nèi)部通入熱水,加速二氧化碳水合物的分解,縮短出料時間,其中熱水來自于二氧化碳回收系統(tǒng)中的冷卻過程。

優(yōu)選的,一種利用液態(tài)二氧化碳進(jìn)行污泥預(yù)處理的處理方法包括以下步驟:

步驟一:將待處理的污泥輸送至污泥原料倉內(nèi)部,污泥原料倉內(nèi)部的污泥通過污泥泵輸送至中壓反應(yīng)釜內(nèi)部;

步驟二:向中壓反應(yīng)釜內(nèi)部注入液態(tài)二氧化碳,同時啟動中壓反應(yīng)釜的攪拌系統(tǒng),當(dāng)中壓反應(yīng)釜內(nèi)部壓強(qiáng)到達(dá)設(shè)定值后,打開中壓反應(yīng)釜的氣體出口,利用液態(tài)二氧化碳的氣化吸熱為中壓反應(yīng)釜內(nèi)部的污泥進(jìn)行降溫,使污泥溫度達(dá)到設(shè)定值;

步驟三:同時二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)開始工作,氣態(tài)二氧化碳經(jīng)過第一二氧化碳壓縮機(jī)和第二二氧化碳壓縮機(jī)兩級壓縮,收集儲存至循環(huán)液態(tài)二氧化碳儲罐中,完成二氧化碳回收;

步驟四:中壓反應(yīng)釜溫度達(dá)到設(shè)定值后,關(guān)閉中壓反應(yīng)釜的氣體出口,同時繼續(xù)注入二氧化碳,釜內(nèi)壓力持續(xù)升高,污泥中的水開始形成結(jié)合更多的二氧化碳,當(dāng)中壓反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值后,停止二氧化碳的注入,污泥中的水開始逐漸形成二氧化碳水合物,待中壓反應(yīng)釜內(nèi)部壓力穩(wěn)定后,標(biāo)志著中壓反應(yīng)釜內(nèi)污泥中的水全部形成了水合物,污泥預(yù)處理完成。

步驟五:釋放中壓反應(yīng)釜中的二氧化碳,并收集釋放出的氣態(tài)二氧化碳進(jìn)入到循環(huán)系統(tǒng),處理完成后的污泥排放至待壓濾污泥池中,待進(jìn)入壓濾工段。

優(yōu)選的,所述中壓反應(yīng)釜設(shè)置為三組,每組所述中壓反應(yīng)釜污泥預(yù)處理時間節(jié)拍為2小時,三組所述中壓反應(yīng)釜同時運(yùn)行。

優(yōu)選的,所述步驟二中壓反應(yīng)釜中注入的液態(tài)二氧化碳的最高壓力為5.5Mpa。

優(yōu)選的,還包括第一熱交換器和第二熱交換器,所述第一熱交換器與多級冷卻模塊相互連接,通過熱交換獲取二氧化碳回收過程中產(chǎn)生的熱量,所述第二熱交換器與中壓反應(yīng)釜的內(nèi)盤管相連通,給出料過程中的污泥進(jìn)行加熱,加速二氧化碳水合物的分解,加速污泥出料速度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:

1)、本發(fā)明提供了一種使用二氧化碳預(yù)處理污泥的系統(tǒng)以及方法,利用液態(tài)二氧化碳對污泥進(jìn)行預(yù)處理,使用液態(tài)二氧化碳處理過的污泥固液分離性好,壓濾的脫水效果強(qiáng)于添加使用藥劑做預(yù)處理的方式,且在處理過程中使用的二氧化碳為綠色無污染,并且可以通過二氧化碳循環(huán)收集系統(tǒng)對二氧化碳進(jìn)行回收再利用,從而實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

2)、并且本發(fā)明使用液態(tài)二氧化碳做污泥的預(yù)處理,提高后端壓濾過程中的固液分離效果,降低壓濾后的污泥含水率。

(發(fā)明人:徐鳳陽;周翠平;陳淼

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