一种将湿式氧化泥饼烤烘处理后作为资源化材料的系统的制作方法

本技术涉及污泥脱水处理及资源化利用，特别涉及一种将湿式氧化泥饼烤烘处理后作为资源化材料的系统。

背景技术：

1、随着国内城镇化进程的加速和市政污水处理规模的不断攀升，伴随人民生活水平和环保要求的同步提升，污泥产量继续保持高速增长。污泥兼具污染物和资源属性，如果处理不当，将会对环境造成严重的污染。传统的污泥处理方法如填埋、堆肥等处理方式，不仅存在二次污染的风险，而且资源利用率低，占地面积大、且存在产物出路受限等问题；干化焚烧技术存在能耗高、投资运营要求高、臭气及尾气的处理问题，该技术存在比较明显的邻避效应，易引发公众抵触。因此，开发高效、环保的污泥处理处置技术具有重要的现实意义。

2、湿式氧化处理技术作为一种有效的污泥处理方法，目前正在成为污泥处理的热点技术，未来有望成为主流技术之一。该技术在高温高压条件下将污泥中的有机物氧化分解，高效脱除污泥颗粒内和颗粒间结合水，显著提高污泥的过滤性和沉降性，从而实现污泥的减量化、无害化和稳定化。一种“污泥完全湿式氧化技术”，是采用高温高压条件（如国外某科技文献公开的反应条件为250 ℃、5.4 mpa），可将污泥中的绝大部分有机物完全氧化，脱水形成无机砂，最终作为建材原料等。另外一种“污泥部分湿式氧化技术”，采用中温中压条件（如160-220 ℃，1.5-3.2 mpa）进行反应，如此不仅可以大幅降低设备造价，而且可将污泥中绝大部分易降解有机物进行氧化，保留木质素、纤维素等有机物，以便后续进行资源化。部分湿式氧化后的脱水泥饼，其主要成分为纤维素、半纤维素和无机细砂（caco3，sio2），与纸浆原料的成分相近，经预处理后可以作为花卉苗木用容器、纸浆模塑制品、纸板等制品的填料。但其脱水泥饼中含有部分低沸点挥发性有机物，难以达到作为包装纸类原料的要求。因此，上述问题已成为污泥湿式氧化处理后脱水泥饼作为包装纸类原料的资源化利用领域亟待解决的问题，如果能克服上述不足，将大大扩宽污泥资源化利用范围，并进一步提高污泥处理的经济效益，有力促进污泥行业低碳、低成本、高质量运营。

技术实现思路

1、本实用新型是为了克服上述现有技术中缺陷，提供一种将湿式氧化泥饼烤烘处理后作为资源化材料的系统，其通过集成高温热泵技术与多级干化-粉碎工艺，实现了污泥深度干化与资源化利用的协同优化，获得无低沸点挥发性有机物以及粒径分布均匀的污泥基填料。

2、为实现上述目的，本实用新型提供一种将湿式氧化泥饼烤烘处理后作为资源化材料的系统，包括：

3、泥饼接收单元，其用于接收湿式氧化泥饼并使其与第二湿热风进行热交换，使得湿式氧化泥饼转化为初步干燥后泥饼、第二湿热风转化为第三湿热风；

4、细碎单元，其与泥饼接收单元相连，用于将初步干燥后泥饼进行破碎以获得细碎后泥颗粒；

5、深度干化单元，其具有进泥口、出泥口、第一热风进口和第二湿热风出口，其进泥口与细碎单元相连，其用于将细碎后泥颗粒与第一热风进行热质交换，使得细碎后泥颗粒转化为脱挥深度干化后泥颗粒、第一热风转化为第二湿热风，所述深度干化单元的第二湿热风出口与泥饼接收单元的进风口相连以为泥饼接收单元提供所需的第二湿热风；

6、粉碎单元，其与深度干化单元的出泥口相连，用于将脱挥深度干化后泥颗粒粉碎为粉碎后泥颗粒；

7、分级单元，其与粉碎单元相连，用于将粉碎后泥颗粒筛分为分级后泥粗颗粒和分级后泥细颗粒；

8、成品包装单元，其与分级单元相连，用于将分级后泥细颗粒包装为资源化产物成品；

9、旋风分离单元，其进风口与泥饼接收单元的出风口相连，用于分离第三湿热风中的泥颗粒以形成第四湿热风，其中分离出的泥颗粒为第一回收泥颗粒；

10、除尘单元，其进风口与旋风分离单元的出风口相连，用于进一步脱除第四湿热风中的泥颗粒以形成第五湿热风，其中脱除的泥颗粒为第二回收泥颗粒；

11、热泵单元，其进风口与除尘单元的出风口相连，用于将第五湿热风转化为第一热风，所述热泵单元的出风口与深度干化单元的第一热风进口相连以为深度干化单元提供所需的第一热风。

12、进一步设置为：所述热泵单元包括热交换器、蒸发器、压缩机、冷凝器、风机和膨胀阀；

13、其中，所述压缩机、冷凝器、膨胀阀和第一蒸发器之间通过管路相连以形成制冷剂路径；

14、所述热交换器的热侧管路的进口与除尘单元的出风口相连，所述热交换器的热侧管路的出口与第一蒸发器的热侧管路的进口相连，所述第一蒸发器的热侧管路的出口与热交换器的第二换热管路的进口相连，所述热交换器的冷侧换热管路的出口与冷凝器的冷侧管路的进口相连，所述冷凝器的冷侧管路的出口与风机的进口相连，所述风机的出口与深度干化单元的进风口相连。

15、进一步设置为：所述第一蒸发器与压缩机之间的制冷剂管路上还设置有第二蒸发器，所述第二蒸发器连接有用于补热的外部蒸汽单元或者电加热器。

16、进一步设置为：所述分级单元与粉碎单元相连以用于将分级后泥粗颗粒重新返回粉碎单元进行粉碎。

17、进一步设置为：所述旋风分离单元与分级单元相连以用于将第一回收泥颗粒送入分级单元。

18、进一步设置为：所述除尘单元与分级单元相连以用于将第二回收泥颗粒送入分级单元。

19、进一步设置为：所述细碎后泥颗粒的粒径≤5mm。

20、进一步设置为：所述深度干化单元包括旋转窑，该旋转窑为短回转窑或三筒回转结构。

21、进一步设置为：所述第一热风的温度范围为80℃-200℃。

22、进一步设置为：所述分级后泥细颗粒的粒径为1-100um。

23、与现有技术相比，本实用新型通过集成高温热泵技术与多级干化-粉碎工艺，实现了污泥深度干化与资源化利用的协同优化，具体有益效果如下：

24、1、低能耗深度干化：通过高温热泵对湿热风进行闭式循环除湿-升温，系统仅需补充少量外部蒸汽即可维持80-200 ℃的干化温度，相比传统直燃式热风炉或蒸汽转鼓干化，综合能耗降低45%-50 %，显著降低运行成本。

25、2、彻底脱除低沸点挥发性有机物（vocs）：深度干化单元在80-200 ℃环境下运行，可将湿式氧化泥饼中残留的醇、醛、酮、苯系物等设定温度下的低沸点vocs充分挥发脱除；热泵单元通过两级蒸发器将vocs冷凝并富集，满足《恶臭污染物排放标准》（gb 14554-93）及后续纸板原料vocs限值要求。

26、3、粒径精确可控，提升纸板填料性能：细碎-粉碎-分级一体化工艺可将泥颗粒最终粒径稳定在1-100um（优选5-50um），避免超细粉（<1um）流失，降低纸板粗糙度，提高填料留着率，同时改善纸板的抗张强度、环压强度及表面平滑度。

27、4、系统封闭，无二次粉尘与恶臭：旋风分离+布袋/滤筒除尘组合效率≥99.5 %；所有含尘热风均在封闭管道内循环，现场无可见粉尘、无恶臭外逸，可布置于城市近郊或工业园区，有效缓解邻避效应。

28、5、模块化布置、占地小：深度干化单元采用短回转窑或三筒回转结构，热泵单元可双层立体布置，整套系统占地面积仅为同处理量带式干化机的40 %–50 %，适合在污水处理厂内或泥饼集中预处理中心就地建设。

29、6、余热多级利用，碳减排显著：热泵单元回收湿风潜热，再用于泥饼预热及干化；系统外排气体温度≤45 ℃，全年可减少c排放，对实现污水处理厂“碳中和”目标具有示范意义。

30、7、资源产品化、经济性好：处理后的污泥基填料符合《再生造纸用无机填料》（qb/t4908-2016）要求，可替代10 %–45%的碳酸钙或滑石粉，降低造纸企业原料成本。