專利名稱：：一種從污泥制備液體肥料的工藝及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及污泥處理裝置與工藝，更具體地說，涉及一種從污泥制備液體肥料的工藝及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：如何處理含水量高的有機(jī)廢棄物，一直是人們關(guān)注的課題。這些有機(jī)廢棄物包括例如，污水處理廠的脫水污泥或者剩余污泥，它們的含水量都很高，其中脫水污泥的含水量為75%85%，而剩余污泥的含水量為90%以上。除此之外，這些污泥還含有其它可被回收利用的有機(jī)物、微量元素、以及可能對環(huán)境造成危害的細(xì)菌、重金屬等。目前對這些污泥的處理通常都是熱解、干化，最終將污泥轉(zhuǎn)化為固體肥料。但是，這種處理方法并不能將污泥完全回收利用。并且，有些成分并不適合作為固體肥料使用。因此，需要一種可從污泥制備液體肥料的工藝或系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中的污泥多被加工為固體肥料的缺陷，提供一種從污泥制備液體肥料的工藝及系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種從污泥制備液體肥料的工藝，包括以下步驟(1).將溫度為15030(TC、壓力為1.503.OMPa的水蒸汽通入濕污泥原料并攪拌使所述水蒸汽與濕污泥混合均勻；(2).所述水蒸汽對所述濕污泥進(jìn)行加熱并將溫度保持在150300°C、壓力保持在1.503.OMPa，使得所述濕污泥中的高分子有機(jī)物被熱解為低分子有機(jī)物，所述加熱和保持過程持續(xù)2060分鐘；(3).在30分鐘8小時內(nèi)將所述反應(yīng)混合物的溫度降低到IO(TC以下，再通過固液分離獲得液體肥料和半干污泥。在本發(fā)明所述的從污泥制備液體肥料的工藝中，所述步驟(2)進(jìn)一步包括在3060分鐘內(nèi)，將所述濕污泥的溫度從2(TC上升到150300°C。在本發(fā)明所述的從污泥制備液體肥料的工藝中，所述步驟(3)進(jìn)一步包括在3040分鐘內(nèi)，將所述反應(yīng)混合物的溫度從15030(TC下降到IO(TC。在本發(fā)明所述的從污泥制備液體肥料的工藝中，所述步驟(3)進(jìn)一步包括收集水蒸汽轉(zhuǎn)換而成的乏蒸汽并洗滌，再將洗滌后的不溶性氣體進(jìn)行焚燒的步驟。在本發(fā)明所述的從污泥制備液體肥料的工藝中，所述步驟(3)進(jìn)一步包括，將所述半干污泥送入干燥裝置進(jìn)行干燥以獲得固體肥料或固體燃料的步驟。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的又一技術(shù)方案是構(gòu)造一種從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)，包括熱解反應(yīng)裝置，用于將濕污泥與水蒸汽進(jìn)行熱解反應(yīng)，并降溫冷卻反應(yīng)混合物，以使?jié)裎勰嘀械母叻肿佑袡C(jī)物轉(zhuǎn)換成溶解在水中的低分子有機(jī)物；機(jī)械脫水裝置，用于對所述反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離以獲得所需的液體肥料和半干污泥。在本發(fā)明所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)中，所述熱解反應(yīng)條件為溫度150300。C，壓力1.503.OMPa，持續(xù)時間為2060分鐘。在本發(fā)明所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)中，所述降溫速度為在30分鐘8小時內(nèi)將溫度降低到IO(TC在本發(fā)明所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)中，所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)還包括加熱裝置和輸送裝置，用于生成所述水蒸汽并將其輸送到所述熱解反應(yīng)裝置，所述水蒸汽的溫度為15030(TC、壓力為1.503.OMPa。在本發(fā)明所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)中，所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)還包括氣體處理裝置，收集由水蒸汽轉(zhuǎn)換而成的乏蒸汽并洗滌，再將洗滌后所剩余的不溶性氣體進(jìn)行焚燒。實(shí)施本發(fā)明的一種從污泥制備液體肥料的工藝及系統(tǒng)，可通過調(diào)節(jié)水蒸汽和濕污泥原料的溫度、壓力、升溫速度、降溫速度和溫度、壓力的保持時間，來調(diào)節(jié)獲得的液體肥料和半干污泥中有機(jī)物的含量，并且在15030(TC的高溫蒸汽熱解過程，所得的半干污泥和液體肥料，都完成了徹底的殺菌消毒過程，消除了二次污染的隱患，不同于傳統(tǒng)堆肥法獲得的殺菌不徹底的肥料，產(chǎn)品附加值更高。此外，與比傳統(tǒng)堆肥相比，還具備時間短、不受氣候影響、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。并且本發(fā)明的工藝和系統(tǒng)還適用于處理動物糞便，或廚余物，或果渣，或上述部分或全部原料的混合物，及其他高含水的有機(jī)廢棄物等，制成相應(yīng)組成的有機(jī)液體肥料和固體肥料或固體燃料。下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明的一種從污泥制備液體肥料的工藝的第一實(shí)施例的流程圖；圖2是本發(fā)明的一種從污泥制備液體肥料的工藝的第二實(shí)施例的流程圖；圖3是本發(fā)明的一種從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的框圖。具體實(shí)施例方式如圖1所示，是本發(fā)明的一種從污泥制備液體肥料的工藝的第一實(shí)施例的流程圖。此工藝中，將濕污泥(含水約7585%)投入密閉壓力容器中，同時通入壓力1.53.OMPa、溫度15030(TC的水蒸汽。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述密閉壓力容器可以是低溫?zé)峤夥磻?yīng)釜，其內(nèi)設(shè)攪拌裝置；濕污泥與蒸汽在釜內(nèi)被攪拌混合均勻。對所述混合物進(jìn)行加熱和加壓并將溫度維持在15030(TC、壓力維持在1.503.OMPa達(dá)2060分鐘，在熱力和壓力的作用下，破壞污泥中有機(jī)物高分子結(jié)構(gòu)，將難溶于水的高分子結(jié)構(gòu)熱裂解成易溶于水的有機(jī)小分子結(jié)構(gòu)，使得濕污泥中的有機(jī)物更多地被溶解到液體中。同時在熱力和壓力的作用下，破壞污泥中有機(jī)物高分子結(jié)構(gòu)、膠狀絮體等固相物質(zhì)的持水結(jié)構(gòu)，將污泥中物理性和化學(xué)性的結(jié)合水充分釋放出來，形成可溶解有機(jī)小分子的溶劑，進(jìn)而提高液體中有機(jī)酸、氮磷鉀養(yǎng)分的含量。隨后，在30分鐘8小時內(nèi)將溫度降低到IO(TC，再通過固液分離獲得所需的液體肥料和半干污泥。在這一過程中，固相中的有機(jī)物更多地進(jìn)入了溶液，所得的半干污泥中的有機(jī)物、氮磷鉀養(yǎng)分進(jìn)一步進(jìn)入液體中。通常采用的技術(shù)方案是將所反應(yīng)后的混合物的溫度從15030(TC降到IO(TC，耗時3040分鐘。也可緩慢降到常溫，這將需要58小時。圖2是本發(fā)明的一種從污泥制備液體肥料的工藝的第二實(shí)施例的流程圖。此工藝中，在實(shí)施例1的工藝流程基礎(chǔ)上，增加了如下工藝步驟從低溫?zé)峤夥磻?yīng)釜中收集水蒸汽轉(zhuǎn)換而成的乏蒸汽并洗滌，再將洗滌后的不溶性氣體進(jìn)行焚燒的步驟。對于重金屬含量未超標(biāo)的污泥(干基計(jì))，可將通過本工藝獲得的半干污泥送入干燥裝置進(jìn)行干燥處理，并將其制備成固體肥料。對于重金屬含量超標(biāo)的污泥(干基計(jì))，將通過本工藝獲得的半干污泥送入干燥裝置進(jìn)行干燥處理，再送衛(wèi)生填埋或進(jìn)行其他處置，而所得的液體重金屬含量不會超標(biāo)，可以作為有機(jī)液體肥料。在這種情況，還可以通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，將污泥中的有機(jī)質(zhì)和無機(jī)營養(yǎng)成分更多地轉(zhuǎn)移到液體肥料中去，提高污泥資源化回收程度。圖3是本發(fā)明的一種從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)的第一實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。如圖3所示，本發(fā)明的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)包括熱解反應(yīng)裝置，用于將濕污泥與水蒸汽進(jìn)行熱解反應(yīng)，并降溫冷卻反應(yīng)混合物，以使?jié)裎勰嘀械母叻肿佑袡C(jī)物轉(zhuǎn)換成溶解在水中的低分子有機(jī)物；機(jī)械脫水裝置，用于對所述反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離以獲得所需的液體肥料和半干污泥。所述從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)還可包括加熱裝置和輸送裝置，用于生成所述水蒸汽并將其輸送到所述熱解反應(yīng)裝置，所述水蒸汽的溫度為15030(TC、壓力為1.503.0MPa。其中所述加熱裝置可以是鍋爐系統(tǒng)，所述輸送裝置可以是傳輸管道等。在本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例中，所述從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)還包括氣體處理裝置和干燥裝置。所述氣體處理裝置收集水蒸汽轉(zhuǎn)換而成的乏蒸汽并洗滌，再將洗滌后的不溶性氣體進(jìn)行焚燒。所述干燥裝置可將獲得的半干污泥進(jìn)行干燥，獲得固體肥料或固體燃料。實(shí)施例1同批次的濕污泥原料，通入壓力1.53.0MPa、溫度15030(TC的水蒸汽，在約20(TC時濕污泥原料發(fā)生熱解反應(yīng)，其中A樣迅速降溫，30分鐘降溫到100度以下，B樣緩慢自然降溫，68小時降溫到IO(TC以下。結(jié)果所得固樣與液樣成分如表1所示表1所得固體有機(jī)成分(％)N(%)P(mg/kg)K(mg/kg)Cu(mg/kg)Zn(mg/kg)A514.51547833761841453B444.829530405010214050所得液體B0D5(mg/1)N(mg/kg)P(mg/kg)K(mg/kg)Cu(mg/kg)Zn(mg/kg)5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過比較樣本A和B，發(fā)現(xiàn)放緩降溫速度的實(shí)質(zhì)是延長加熱反應(yīng)時間。這樣污泥中更多的有機(jī)物被溶化進(jìn)入液體中，所得半干污泥的有機(jī)物含量降低，同時由于固相中的有機(jī)物更多的進(jìn)入溶液中，所得半干污泥的干基重量也因此降低。而氮磷鉀等養(yǎng)分與重金屬的百分含量則相應(yīng)提高。并且由于更多污泥中的固相溶解進(jìn)入溶液，乏蒸汽排放量減少而帶走的水分及揮發(fā)性物質(zhì)減少，所得液體不僅重量體積增多，而且有機(jī)物含量、磷鉀養(yǎng)分及重金屬百分含量提高。就絕對值而言，所回收的有機(jī)物、氮磷鉀等養(yǎng)分的總量明顯提高。重金屬含量雖然也明顯提高，但是其使用濃度依然很低(通常使用時還要稀釋100500倍)，對其使用無影響。實(shí)施例2同批次的濕污泥原料，通入壓力1.53.0MPa、溫度150300°C的水蒸汽，分別在15(TC、21(TC、30(rC時候，保持10分鐘，然后在30分鐘內(nèi)降溫到IO(TC以下。所得液體肥料成分如下表2所示表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>這說明，隨著溫度升高，更多的有機(jī)成分和磷鉀等營養(yǎng)成分進(jìn)入到液體中。實(shí)施例3同批次的濕污泥原料，通入壓力1.53.OMPa、溫度15030(TC的水蒸汽，其壓力分別保持在1.5Mpa、2.0Mpa、3.OMpa，保持10分鐘，然后在30分鐘內(nèi)降溫到IO(TC以下。所得液體成分如下表3:表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>這說明，隨著壓力升高，更多的有機(jī)成分和磷鉀等營養(yǎng)成分進(jìn)入到液體中。實(shí)施例4同批次的濕污泥原料，通入壓力1.53.OMPa、溫度15030(TC的水蒸汽，加壓到2.OMpa，分別保持10分鐘、30分鐘、60分鐘，然后在30分鐘內(nèi)降溫到IO(TC以下。所得液體成分如下表4:表4<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>這說明，保持時間越長，更多的有機(jī)成分和磷鉀等營養(yǎng)成分進(jìn)入到液體中。實(shí)施例5同批次的濕污泥原料，通入壓力1.53.OMPa、溫度15030(TC的水蒸汽，加熱到21(TC時，分別耗時20分鐘、40分鐘、80分鐘，然后在30分鐘內(nèi)降溫到IO(TC以下。所得液體成分如下表5:表5<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>這說明，升溫速度快，溶解速度會加快，但升溫速度慢，由于加熱時間更長，以至于升溫到同樣溫度時，升溫速度慢的，其最終溶解率比升溫快的要高一些。同樣，降溫速度慢，也意味著加熱時間更長。上述各實(shí)施例證明，當(dāng)保持溫度和壓力低于設(shè)定范圍，則溶解率低；高于設(shè)定范圍，則能耗過高，不經(jīng)濟(jì)，且對設(shè)備壓力要求苛刻。而升溫速度與降溫速度，只影響溶解的速度，不影響溶解率。但降溫速度慢，往往意味著保溫時間延長，會提高溶解率并且保持時間低于設(shè)定范圍，會造成溶解率下降。實(shí)施本發(fā)明從污泥制備液體肥料的工藝，與傳統(tǒng)的污泥焚燒系統(tǒng)和工藝相比，在同樣具備殺菌消毒除臭和減量化的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，本工藝還具備運(yùn)行成本低，設(shè)備投入少，資源回收程度高(產(chǎn)生燃料與肥料等)等優(yōu)點(diǎn)；與普通的污泥干化工藝相比，在同樣產(chǎn)生液體肥料或燃料的基礎(chǔ)上，本工藝具備運(yùn)行成本低，能耗低，處理過程無臭味，環(huán)保程度高等優(yōu)點(diǎn)；同時，本處理系統(tǒng)和工藝不僅可用于濕污泥的干化處理，還可廣泛用于處理其它含水有機(jī)廢棄物、酒渣、果渣以及廚房廢棄物等。權(quán)利要求一種從污泥制備液體肥料的工藝，其特征在于，包括以下步驟(1).將溫度為150～300℃、壓力為1.50～3.0MPa的水蒸汽通入濕污泥原料并攪拌使所述水蒸汽與濕污泥混合均勻；(2).所述水蒸汽對所述濕污泥進(jìn)行加熱并將溫度保持在150～300℃、壓力保持在1.50～3.0MPa，使得所述濕污泥中的高分子有機(jī)物被熱解為低分子有機(jī)物，所述加熱和保持過程持續(xù)20～60分鐘；(3).在30分鐘～8小時內(nèi)將所述反應(yīng)混合物的溫度降低到100℃以下，再通過固液分離獲得液體肥料和半干污泥。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從污泥制備液體肥料的工藝，其特征在于，所述步驟(2)進(jìn)一步包括在3060分鐘內(nèi)，將所述濕污泥的溫度從2(TC上升到150300°C。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從污泥制備液體肥料的工藝，其特征在于，所述步驟(3)進(jìn)一步包括在3040分鐘內(nèi)，將所述反應(yīng)混合物的溫度從15030(TC下降到IO(TC。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從污泥制備液體肥料的工藝，其特征在于，所述步驟(3)進(jìn)一步包括收集水蒸汽轉(zhuǎn)換而成的乏蒸汽并洗滌，再將洗滌后的不溶性氣體進(jìn)行焚燒的步驟。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的從污泥制備液體肥料的工藝，其特征在于，所述步驟(3)進(jìn)一步包括，將所述半干污泥送入干燥裝置進(jìn)行干燥以獲得固體肥料或固體燃料的步驟。6.—種從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)，其特征在于，包括熱解反應(yīng)裝置，用于將濕污泥與水蒸汽進(jìn)行熱解反應(yīng)，并降溫冷卻反應(yīng)混合物，以使?jié)裎勰嘀械母叻肿佑袡C(jī)物轉(zhuǎn)換成溶解在水中的低分子有機(jī)物；機(jī)械脫水裝置，用于對所述反應(yīng)混合物進(jìn)行固液分離以獲得所需的液體肥料和半干污泥。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱解反應(yīng)條件為溫度150300。C，壓力1.503.OMPa，持續(xù)時間為2060分鐘。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)，其特征在于，所述降溫速度為在30分鐘8小時內(nèi)將溫度降低到IO(TC。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)，其特征在于，所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)還包括加熱裝置和輸送裝置，用于生成所述水蒸汽并將其輸送到所述熱解反應(yīng)裝置，所述水蒸汽的溫度為15030(TC、壓力為1.503.OMPa。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)，其特征在于，所述的從污泥制備液體肥料的系統(tǒng)還包括氣體處理裝置，用于收集由水蒸汽轉(zhuǎn)換而成的乏蒸汽并洗滌，再將洗滌后所剩余的不溶性氣體進(jìn)行焚燒。全文摘要本發(fā)明涉及一種從污泥制備液體肥料的工藝及系統(tǒng)。所述工藝包括以下步驟(1)將溫度為150～300℃、壓力為1.50～3.0MPa的水蒸汽通入濕污泥原料并攪拌使所述水蒸汽與濕污泥混合均勻；(2)所述水蒸汽對所述濕污泥進(jìn)行加熱并將溫度保持在150～300℃、壓力保持在1.50～3.0MPa，使得所述濕污泥中的高分子有機(jī)物被熱解為低分子有機(jī)物，所述加熱和保持過程持續(xù)20～60分鐘；(3)在30分鐘～8小時內(nèi)將所述反應(yīng)混合物的溫度降低到100℃以下，再通過固液分離獲得液體肥料和半干污泥。本發(fā)明的工藝及系統(tǒng)，可調(diào)節(jié)獲得的液體肥料和半干污泥中有機(jī)物的含量，可獲得富含有機(jī)物的液體肥料。文檔編號C05F7/00GK101717283SQ200810216669公開日2010年6月2日申請日期2008年10月9日優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日發(fā)明者吉川邦夫,張林,鈴木德彥,黃彤宇申請人:深圳市環(huán)源科技發(fā)展有限公司