本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及移动式处理镇污泥的系统和方法。
背景技术：
随着生活水平的提升以及城乡一体化的不断推进，农村对环境问题的关注力度逐渐加大。并兴建了大量污水处理站，从而使得农村剩余污泥的量也逐年增加。污泥中所含大量寄生虫卵、病原微生物、重金属等有害物质，易腐败变质，产生恶臭污染环境，同时也含有丰富的有机物和n、p、k等营养成分，可以有效利用。因此，如果对污泥不能进行妥善的处理处置，不但对环境造成不可修复的损害和对资源造成浪费，还影响民众正常的社会生活。但是，目前我国农村的基础设施建设不完善，面源污染控制没有得到有效重视，也未实施可持续性和有序的污泥处置方案，因此未来农村污泥处置的压力和市场前景非常巨大。
由于农村地区存在污水处理规模小，污泥产生量小，不但点多面广，高度分散，而且产生量少，输送困难，如果直接将城市污泥处置方式在村镇污水处理厂进行套用，会使污泥处理设施难以正常运行或者达不到预期处理效果，从而造成投资的浪费。因此，村镇污泥的处置方案，必须要结合村镇污水处理厂的实际情况以及农村污泥的特点，因地、因泥制宜。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种移动式处理村镇污泥的系统和方法，采用该系统不仅可以因地制宜解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题而无法有效处置的难题，而且实现村镇污泥和有机固废的资源化利用，变废为宝，提高经济价值。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种移动式处理村镇污泥的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：
脱水单元，所述脱水单元撬装布置，并且所述脱水单元包括：
调理装置，所述调理装置具有污泥入口、调理剂入口和调理污泥出口；
脱水装置，所述脱水装置具有调理污泥入口和脱水污泥出口，所述调理污泥入口与所述调理污泥出口相连；
干燥单元，所述干燥单元包括：
干燥装置，所述干燥装置具有脱水污泥入口、干燥污泥出口、干燥热风入口和干燥冷风出口，所述脱水污泥入口与所述脱水污泥出口相连；
缓冲罐，所述缓冲罐具有干燥冷风入口、配风出口、回风出口和尾风出口，所述干燥冷风入口与所述干燥冷风出口相连；
热解单元，所述热解单元包括：
内筒体，所述内筒体内沿其长度方向上设有旋转轴，所述旋转轴的外壁上间隔设有交错分布的抄板，并且所述内筒体上设有干燥污泥入口、掺混有机固废入口、热解油气出口和固态物料出口，所述干燥污泥入口与所述干燥污泥出口相连；
外筒体，所述外筒体套设在所述内筒体上，并且所述外筒体与所述内筒体之间形成加热空间，所述外筒体上设有干馏热风入口和干馏冷风出口，所述干馏冷风出口与所述配风出口配风后与所述干燥热风入口相连；
旋风分离器，所述旋风分离器具有热解油气入口、固体颗粒出口和净化热解油气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；
燃烧器，所述燃烧器具有一次风入口、二次风入口、天然气入口、净化热解油气入口和热烟气出口，所述二次风入口与所述回风出口相连，所述热烟气出口与所述干馏热风出口相连，所述净化热解油气入口与所述净化热解油气出口相连。
根据本发明实施例的移动式处理村镇污泥的系统，该撬装布置的脱水单元可以独自到偏远村庄收集污泥，实现村镇污泥的整合处理，解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题，收集的污泥经调理装置与调理剂混合，得到的调理污泥脱水后再供给至干燥单元进行干燥，然后将得到的干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元的内筒体内，掺混有机固废的加入可以有效弥补污泥处置过程热量不足而导致系统无法连续生产的问题带抄板的旋转轴可以对供给至内筒体内的干燥污泥和掺混有机固废进行搅拌和推进，一方面可以避免干燥污泥和掺混有机固废在内筒体壁上粘结，另一方面可以达到强化传热的效果。同时，在内筒体上套设外筒体，并向外筒体与内筒体之间形成的加热空间供给干馏热风为内筒体的干燥污泥和掺混有机固废热解提供热源，而得到的干馏冷风与干燥装置得到的一部分干燥冷风配风后供给至干燥装置作为干燥热风使用；内筒体内热解得到的热解油气经旋风分离器进行旋风分离后得到的净化热解油气再供给至燃烧器与干燥装置得到的再一部分干燥冷风和一次风以及天然气混合燃烧得到热烟气，该热烟气返回至热解单元作为干馏热风使用，从而实现系统热源的阶梯利用。另外内筒体内干燥污泥和有机固废热解得到含有热解炭的固态物料，该固态物料经筛分后得到的热解炭可以作为土壤改良剂使用。由此，采用该系统不仅可以因地制宜解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题而无法有效处置的难题，而且实现村镇污泥和有机固废的资源化利用，变废为宝，提高经济价值。
另外，根据本发明上述实施例的移动式处理村镇污泥的系统还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述燃烧器包括：燃烧器壳体，所述燃烧器壳体由内而外布置有蓄热陶瓷和保温层，所述二次风入口和所述热烟气出口设在所述燃烧器壳体上，并且所述热烟气出口远离所述二次风入口布置；燃烧室，所述燃烧室从所述燃烧器壳体嵌入到所述燃烧器壳体内部，所述燃烧室上的伸入到所述燃烧器壳体内的一端具有开口，所述一次风入口设在所述燃烧室上，并且所述燃烧室的开口远离所述二次风入口；净化热解油气管路，所述净化热解油气管路伸入到所述燃烧室且与所述燃烧室的开口存在距离，所述净化热解油气入口与所述净化热解油气管路连通；天然气管路，所述天然气管路伸入到所述燃烧室且与所述燃烧室的开口存在距离，所述天然气入口与所述天然气管路连通。
在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：水冷螺旋输送机，所述水冷螺旋输送机包括：水冷内筒体，所述水冷内筒体内沿其长度方向布置螺旋式旋转轴，所述水冷内筒体上设有固态物料入口和水冷固态物料出口，所述固态物料入口与所述固态物料出口相连；水冷外筒体，所述水冷外筒体套设在所述水冷内筒体上，并且所述水冷外筒体和所述水冷内筒体之间形成水冷空间，所述水冷外筒体上设有冷却水入口和换热水出口；筛分装置，所述筛分装置具有水冷固态物料入口、热解炭出口和固废出口，所述水冷固态物料入口与所述水冷固态物料出口相连。
在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：掺混有机固废料仓，所述掺混有机固废料仓与所述掺混有机固废入口通过螺旋输送机相连，并且所述螺旋输送机斜向上安装且所述螺旋输送机末端设有空白段。
在本发明的一些实施例中，上述系统进一步包括：碱洗塔，所述碱洗塔具有尾气入口和碱洗尾气出口，所述尾气入口与所述尾气出口相连；活性炭过滤器，所述活性炭过滤器具有碱洗尾气入口和过滤达标尾气出口，所述碱洗尾气入口与所述碱洗尾气入口相连。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种移动式处理村镇污泥的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将污泥和调理剂供给所述调理装置中进行混合，以便得到调理污泥；
(2)将所述调理污泥供给至所述脱水装置中进行脱水，以便得到脱水污泥；
(3)将所述脱水污泥供给至所述干燥装置与干燥热风进行换热，以便得到干燥污泥和干燥冷风，并将所述干燥冷风供给至所述缓冲罐中；
(4)将所述干燥污泥和掺混有机固废供给至所述热解单元与干馏热风间接换热，以便得到干馏冷风、热解油气和含有热解炭的固态物料，并将存储在所述缓冲罐中的一部分所述干燥冷风与所述干馏冷风配风后返回步骤(3)作为所述干燥热风使用；
(5)将所述热解油气供给至所述旋风分离器进行旋风分离，以便得到净化热解油气和固体颗粒；
(6)将天然气与所述净化热解油气和存储在所述缓冲罐中的再一部分所述干燥冷风混合燃烧，然后与二次风配风后，得到热烟气，并将所述热烟气供给至步骤(4)中作为所述干馏热风使用。
根据本发明实施例的移动式处理村镇污泥的方法，该撬装布置的脱水单元可以独自到偏远村庄收集污泥，实现村镇污泥的整合处理，解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题，收集的污泥经调理装置与调理剂混合，得到的调理污泥脱水后再供给至干燥单元进行干燥，然后将得到的干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元的内筒体内，掺混有机固废的加入可以有效弥补污泥处置过程热量不足而导致系统无法连续生产的问题带抄板的旋转轴可以对供给至内筒体内的干燥污泥和掺混有机固废进行搅拌和推进，一方面可以避免干燥污泥和掺混有机固废在内筒体壁上粘结，另一方面可以达到强化传热的效果。同时，在内筒体上套设外筒体，并向外筒体与内筒体之间形成的加热空间供给干馏热风为内筒体的干燥污泥和掺混有机固废热解提供热源，而得到的干馏冷风与干燥装置得到的一部分干燥冷风配风后供给至干燥装置作为干燥热风使用；内筒体内热解得到的热解油气经旋风分离器进行旋风分离后得到的净化热解油气再供给至燃烧器与干燥装置得到的再一部分干燥冷风和一次风以及天然气混合燃烧得到热烟气，该热烟气返回至热解单元作为干馏热风使用，从而实现系统热源的阶梯利用。另外内筒体内干燥污泥和有机固废热解得到含有热解炭的固态物料，该固态物料经筛分后得到的热解炭可以作为土壤改良剂使用。由此，采用该方法不仅可以因地制宜解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题而无法有效处置的难题，而且实现村镇污泥和有机固废的资源化利用，变废为宝，提高经济价值。
另外，根据本发明上述实施例的移动式处理村镇污泥的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述污泥含水率不低于95～98wt％。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述调理剂为选自聚合氯化铝和聚丙烯酰胺中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述聚合氯化铝的加入量为干基污泥的1～2wt％；所述聚丙烯酰胺的加入量为干基污泥的0.1～0.5wt％。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述干燥污泥和所述掺混有机固废中有机质的总质量占所述干燥污泥中和所述掺混有机固废总质量的40～60％。
在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(7)将所述含有热解炭的固态物料经水冷螺旋输送机进行出料，以便得到水冷固态物料；(8)将所述水冷固态物料供给至筛分装置进行分离，以便得到热解炭和固废。
在本发明的一些实施例中，上述方法进一步包括：(9)将存储在所述缓冲罐中的另一部分所述干燥冷风供给至碱洗塔进行洗涤，以便得到碱洗尾气；(10)将所述碱洗尾气供给至活性炭过滤器进行吸附过滤，以便得到达标尾气。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的移动式处理村镇污泥的系统结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的移动式处理村镇污泥的系统中燃烧器的纵截面示意图；
图3是根据本发明再一个实施例的移动式处理村镇污泥的系统结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的移动式处理村镇污泥的方法流程示意图；
图5是根据本发明再一个实施例的移动式处理村镇污泥的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种移动式处理村镇污泥的系统。根据本发明的实施例，参考图1，该系统包括：脱水单元100、干燥单元200、热解单元300、旋风分离器400和燃烧器500。
根据本发明的实施例，脱水单元100撬装布置，该撬装布置的脱水单元100可以独自到偏远村庄收集污泥，实现村镇污泥的整合处理，解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题。优选的，脱水单元100包括调理装置11和脱水装置12，其中，调理装置11具有污泥入口111、调理剂入口112和调理污泥出口113，且适于将污泥和调理剂混合，提高污泥的脱水性能，得到调理污泥。同时脱水装置12具有调理污泥入口121和脱水污泥出口122，调理污泥入口121与调理污泥出口113相连，且适于对调理过程得到的调理污泥进行脱水，得到脱水污泥。
具体的，控制村镇污水处理站污泥浓缩池内产生的污泥含水率为95～98wt％，然后将其通过移动式潜污泵送至调理装置11与调理剂混合中，调理剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺中的至少之一，并且该过程中，聚合氯化铝的加入量为干基污泥的1～2wt％；聚丙烯酰胺的加入量为干基污泥的0.1～0.5wt％，然后将调理后的污泥供给脱水装置12中进行脱水，得到含水率60～80％的脱水污泥，优选的，脱水装置12可以为叠螺脱水机、离心机或板框压滤机。
根据本发明的实施例，干燥单元200包括干燥装置21和缓冲罐22，其中，干燥装置21具有脱水污泥入口211、干燥污泥出口212、干燥热风入口213和干燥冷风出口214，脱水污泥入口211与脱水污泥出口122相连，且适于将上述得到的干燥污泥与干燥热风接触换热，得到干燥污泥和干燥冷风。具体的，将上述得到的脱水污泥通过压条机压条后供给至干燥装置21中，该干燥装置21采用间接与直接加热相结合的方式进行换热，例如可为转筒干燥机、回转窑干燥机或带式干燥机，优选带式干燥机，并且干燥热风的温度为220～110℃，干燥时间为40～90min，干燥后得到的干燥污泥含水率为20％～30％，同时缓冲罐22具有干燥冷风入口221、配风出口222、回风出口223和尾风出口224，干燥冷风入口221与干燥冷风出口214相连，且适于将干燥装置21得到的干燥冷风供给至缓冲罐22中暂存。优选的，为了提高本申请系统的灵活性，干燥单元200也可以采用撬装布置。
根据本发明的实施例，热解单元300包括内筒体31和外筒体32，其中，内筒体31内沿其长度方向上设有旋转轴311，旋转轴311的外壁上间隔设有交错分布的抄板312，并且内筒体31上设有干燥污泥入口313、掺混有机固废入口314、热解油气出口315和固态物料出口316，干燥污泥入口313与干燥污泥出口212相连，外筒体32套设在内筒体31上，并且外筒体32与内筒体31之间形成加热空间30，外筒体32上设有干馏热风入口321和干馏冷风出口322，干馏冷风出口322和配风出口222与干燥热风入口213相连，且适于将上述得到的干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元300与干馏热风间接换热，得到干馏冷风、热解油气和含有热解炭的固态物料，并将存储在缓冲罐22中的一部分干燥冷风与干馏冷风配风后返回干燥装置21作为干燥热风使用。具体的，掺混有机固废可以为垃圾筛上物、农林废弃物等有机质含量高的有机固废，例如生物质，将上述得到的干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元300的内筒体31内，在内筒体31上套设外筒体32，并向外筒体32与内筒体31之间形成的加热空间30供给干馏热风(温度为700～900℃)为内筒体31的干燥污泥和掺混有机固废热解提供热源，带抄板312的旋转轴311可以对供给至内筒体31内的干燥污泥和掺混有机固废进行搅拌和推进，使得干燥污泥和掺混有机固废进行热解(热解时间为30～90min)，一方面可以避免干燥污泥和掺混有机固废在内筒体壁上粘结，另一方面可以达到强化传热的效果，而掺混有机固废的加入可以有效弥补污泥处置过程热量不足而导致系统无法连续生产的问题，同时得到的干馏冷风与缓冲罐22中得到的一部分干燥冷风配风后供给至干燥装置21作为干燥热风使用。需要说明的是，旋转轴311上的抄板312角度并不受特别限制，只要能实现对内筒体31内的干燥污泥和掺混有机固废进行搅拌和推进即可。优选的，为了提高本申请系统的灵活性，热解单元300也可以采用撬装布置。
优选的，为了有效弥补污泥热解过程热量低的问题，本申请控制干燥污泥和掺混有机固废中有机质的总质量占干燥污泥中和掺混有机固废总质量的40～60％，以匹配整个系统的热量平衡。优选的，为了实现有机固废进料的自身密封，本申请设置掺混有机固废料仓33，掺混有机固废料仓33与掺混有机固废入口314通过螺旋输送机331相连，并且螺旋输送机331斜向上安装且螺旋输送机331末端设有空白段，从而使得掺混有机固废通过堆积形成自身密封，隔绝筒体内部环境与外部联通，实现进料和密封一体化。
根据本发明的实施例，旋风分离器400具有热解油气入口401、固体颗粒出口402和净化热解油气出口403，热解油气入口401与热解油气出口315相连，且适于将上述热解单元300内筒体31内产生的热解油气进行旋风除尘，得到固体颗粒和净化热解油气。优选的，该旋风分离器为耐高温材质旋风分离器。
根据本发明的实施例，燃烧器500具有一次风入口501、二次风入口502、天然气入口503、净化热解油气入口504和热烟气出口505，二次风入口502与回风出口223相连，热烟气出口505与干馏热风出口321相连，净化热解油气入口504与净化热解油气出口403相连，且适于将天然气和上述得到的净化热解油气和一次风混合燃烧，得到燃烧烟气，然后将上述缓冲罐22暂存的再一部分干燥冷风作为二次风与燃烧烟气配风，得到热烟气，并将热烟气供给至热解单元300的加热空间30作为干馏热风使用。
进一步的，参考图2，燃烧器500包括燃烧器壳体51、燃烧室52、净化热解油气管路53和天然气管路54。其中，燃烧器壳体51内由内而外布置有蓄热陶瓷511和保温层512，二次风入口502和热烟气出口505设在燃烧器壳体51上，并且热烟气出口505远离二次风入口502布置，燃烧室52从燃烧器壳体51嵌入到燃烧器壳体51内部，并且燃烧室52上伸入到燃烧器壳体51的一端具有开口521，一次风入口501设在燃烧室52上，并且燃烧室52的开口521远离二次风入口502，净化热解油气管路53伸入到燃烧室52且与燃烧室52的出气口存在距离，净化热解油气入口504与净化热解油气管路53连通，天然气管路54伸入到燃烧室52且与燃烧室52的开口521存在距离，天然气入口503与天然气管路54连通。具体的，将一次风通过一次风入口501供给至燃烧室52，将天然气通过天然气管路54供给至燃烧室52与通过净化热解油气管路53供给的净化热解油气混合，优选天然气管路54的出气口和净化热解油气管路53的出气口平齐，然后在天然气管路54的出气口设置常明火541，使得天然气和净化热解油气与一次风在常明火点燃在燃烧室52内燃烧，燃烧后的热烟气经天然气管路53前端的燃烧室52自然降温后经燃烧室52上的开口521再进入燃烧器壳体51内，即设置天然气管路54伸入到燃烧室52且与燃烧室52的开口521存在距离以及天然气管路54伸入到燃烧室52且与燃烧室52的开口521存在距离，可以避免直接燃烧后的高温燃烧烟气对燃烧器壳体51的高温腐蚀，而进入燃烧器壳体51内的燃烧烟气与二次风混合，而通过将热烟气出口505远离二次风入口502布置，可以提高二次风与燃烧烟气的混合效果，避免刚供给的二次风来不及与燃烧烟气混合而从热烟气出口(热烟气温度650～950℃)排出，同时燃烧室52的开口521远离二次风入口502布置，避免二次风靠近而吹灭常明火，而布置在燃烧器壳体51上的蓄热陶瓷511和保温层512可以对燃烧器壳体51内进行蓄热和保温，避免热量散失。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择设置天然气管路54的出气口与燃烧室52的开口521之间距离以及天然气管路54的出气口与燃烧室52的开口521之间距离，并且还可以根据实际需要选择二次风入口502与热烟气出口505之间的位置关系，同时还可以选择保温层512的具体材质，只要能够实现上述效果即可。
根据本发明实施例的移动式处理村镇污泥的系统，该撬装布置的脱水单元可以独自到偏远村庄收集污泥，实现村镇污泥的整合处理，解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题，收集的污泥经调理装置与调理剂混合，得到的调理污泥脱水后再供给至干燥单元进行干燥，然后将得到的干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元的内筒体内，掺混有机固废的加入可以有效弥补污泥处置过程热量不足而导致系统无法连续生产的问题带抄板的旋转轴可以对供给至内筒体内的干燥污泥和掺混有机固废进行搅拌和推进，一方面可以避免干燥污泥和掺混有机固废在内筒体壁上粘结，另一方面可以达到强化传热的效果。同时，在内筒体上套设外筒体，并向外筒体与内筒体之间形成的加热空间供给干馏热风为内筒体的干燥污泥和掺混有机固废热解提供热源，而得到的干馏冷风与干燥装置得到的一部分干燥冷风配风后供给至干燥装置作为干燥热风使用；内筒体内热解得到的热解油气经旋风分离器进行旋风分离后得到的净化热解油气再供给至燃烧器与干燥装置得到的再一部分干燥冷风和一次风以及天然气混合燃烧得到热烟气，该热烟气返回至热解单元作为干馏热风使用，从而实现系统热源的阶梯利用。另外内筒体内干燥污泥和有机固废热解得到含有热解炭的固态物料，该固态物料经筛分后得到的热解炭可以作为土壤改良剂使用。由此，采用该系统不仅可以因地制宜解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题而无法有效处置的难题，而且实现村镇污泥和有机固废的资源化利用，变废为宝，提高经济价值。
进一步的，参考图3，上述系统进一步包括水冷螺旋输送机600和筛分装置700。
根据本发明的实施例，水冷螺旋输送机600包括水冷内筒体61和水冷外筒体62，其中，水冷内筒体61内沿其长度方向布置螺旋式旋转轴(未示出)，水冷内筒体61上设有固态物料入口601和水冷固态物料出口602，固态物料入口601与固态物料出口316相连，水冷外筒体62套设在水冷内筒体61上，并且水冷外筒体62和水冷内筒体61之间形成水冷空间60，水冷外筒体62上设有冷却水入口621和换热水出口622。具体的，向水冷外筒体62内供给冷却水，螺旋式旋转轴通过旋转可以驱使水冷内筒体61内的含有热解炭的固态物料前行，使得冷却水与水冷内筒体61内的高温固态物料间接换热，得到换热水和水冷固态物料。
根据本发明的实施例，筛分装置700具有水冷固态物料入口701、热解炭出口702和固废出口703，水冷固态物料入口701与水冷固态物料出口602相连，且适于对上述得到的含有热解炭的水冷固态物料进行筛分，分离得到热解炭以及含有玻璃、非金属易拉罐和其他未热解的大块物料，该热解炭可以作为土壤改良剂使用，提高作物产量、缓解温室效应，修复污染土壤等。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对该筛分装置的具体类型进行选择，只要能够实现热解炭的分离即可，优选在筛分装置上设置冷却组件。
进一步的，参考图3，上述系统进一步包括：碱洗塔800和活性炭过滤器900。
根据本发明的实施例，碱洗塔800具有尾气入口801和碱洗尾气出口802，尾气入口801与尾气出口224相连，且适于将暂存在缓冲罐22中的另一部分干燥冷风进行碱洗，以便得到碱洗尾气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要该碱洗过程的具体操作进行选择，此处不再赘述。
根据本发明的实施例，活性炭过滤器900具有碱洗尾气入口901和过滤达标尾气出口902，碱洗尾气入口901与碱洗尾气入口802相连，且适于对上述得到的碱洗尾气进行活性炭吸附过滤，得到达标尾气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对该活性炭吸附的具体操作进行选择，只要能够实现尾气的达标排放即可，此处不再赘述。
如上所述，根据本发明实施例的移动式处理村镇污泥的系统具有以下至少之一的有益效果：
(1)撬装设备灵活安装：可基于村镇污水处理厂的规模及偏远程度进行脱水单元独立撬装以及脱水单元与热解单元的联合撬装，处置方式灵活；
(2)污泥与高热值有机固废协同处置：污泥与高热值有机固废供给至热解单元协同处置，可充分调配系统的热量利用，避免污泥处置热量不足及高热值固废处置热量过量等问题，在小规模村镇固废处置上具有极大的可行性；
(3)在燃烧系统内增加长常明火及陶瓷层和蓄热层，避免热解油气流量不稳、燃烧不稳定的问题，保证燃烧器内温度均匀，实现出燃烧器热烟气的稳定性；
(4)干馏冷风从热解单元到干燥装置实现热量的梯级利用，最终出干燥装置的干燥冷风大部分回到燃烧器再循环，小部分排放到尾气系统进行净化排放，热量利用率高，尾气排放量小；
(5)本发明采用热解单元采用内轴旋转，外筒不动，且在内轴设置间隔交错分布的抄板，在提高热传递效率的同时，增加了物料的搅拌，极大的提高了加热介质与物料的接触面积，提高热解效率。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种利用上述系统实施移动式处理村镇污泥的方法。根据本发明的实施例，参考图4，该方法包括：
s100：将污泥和调理剂供给调理装置中进行混合
该步骤中，将污泥和调理剂供给调理装置中进行混合，提高污泥的脱水性能，以便得到调理污泥。具体的，控制村镇污水处理站污泥浓缩池内产生的污泥含水率为95～98wt％，然后将其通过移动式潜污泵送至调理装置与调理剂混合中，调理剂为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺中的至少之一，并且该过程中，聚合氯化铝的加入量为干基污泥的1～2wt％；聚丙烯酰胺的加入量为干基污泥的0.1～0.5wt％。
s200：将调理污泥供给至脱水装置中进行脱水
该步骤中，将上述得到的调理污泥供给至脱水装置进行脱水，以便得到脱水污泥。具体的，将调理后的污泥供给脱水装置中进行脱水，得到含水率60～80％的脱水污泥，优选的，脱水装置可以为叠螺脱水机、离心机或板框压滤机。
s300：将脱水污泥供给至干燥装置与干燥热风进行换热，并将干燥冷风供给至缓冲罐中
该步骤中，将上述得到的脱水污泥通过压条机压条后供给至干燥装置与干燥热风接触换热，得到干燥污泥和干燥冷风，并将干燥冷风供给至缓冲罐中。具体的，该干燥装置采用间接与直接加热相结合的方式进行换热，例如可为转筒干燥机、回转窑干燥机或带式干燥机，优选带式干燥机，并且干燥热风的温度为220～110℃，干燥时间为40～90min，干燥后得到的干燥污泥含水率为20％～30％，同时将干燥装置得到的干燥冷风供给至缓冲罐中暂存。
s400：将干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元与干馏热风间接换热，并将存储在缓冲罐中的一部分干燥冷风与干馏冷风配风后返回步骤s300作为干燥热风使用
该步骤中，将上述得到的干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元与干馏热风间接换热，得到干馏冷风、热解油气和含有热解炭的固态物料，并将存储在缓冲罐中的一部分干燥冷风与干馏冷风配风后返回干燥装置作为干燥热风使用。具体的，掺混有机固废可以为垃圾筛上物、农林废弃物等有机质含量高的有机固废，例如生物质，将上述得到的干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元的内筒体内，在内筒体上套设外筒体，并向外筒体与内筒体之间形成的加热空间供给干馏热风(温度为700～900℃)为内筒体的干燥污泥和掺混有机固废热解提供热源，带有抄板的旋转轴可以对供给至内筒体内的干燥污泥和掺混有机固废进行搅拌和推进，使得干燥污泥和掺混有机固废进行热解(热解时间为30～90min)，一方面可以避免干燥污泥和掺混有机固废在内筒体壁上粘结，另一方面可以达到强化传热的效果，而掺混有机固废的加入可以有效弥补污泥处置过程热量不足而导致系统无法连续生产的问题，同时得到的干馏冷风与缓冲罐22中得到的一部分干燥冷风配风后供给至干燥装置作为干燥热风使用。
优选的，为了有效弥补污泥热解过程热量低的问题，本申请干燥污泥中和掺混有机固废中有机质的总质量占干燥污泥中和掺混有机固废总质量的40～60％，以匹配整个系统的热量平衡。
s500：将热解油气供给至旋风分离器进行旋风分离
该步骤中，将上述得到的热解油气供给至旋风分离器进行旋风分离，得到净化热解油气和固体颗粒。
s600：将天然气与净化热解油气和存储在缓冲罐中的再一部分干燥冷风混合燃烧，然后与二次风配风后，得到热烟气，并将热烟气供给至步骤s400
该步骤中，将天然气与上述旋风分离得到的净化热解油气和存储在缓冲罐中的再一部分干燥冷风混合燃烧，得到燃烧烟气，然后与二次风配风后，得到热烟气，并将热烟气供给至步骤s400中作为干馏热风使用。
根据本发明实施例的移动式处理村镇污泥的方法，该撬装布置的脱水单元可以独自到偏远村庄收集污泥，实现村镇污泥的整合处理，解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题，收集的污泥经调理装置与调理剂混合，得到的调理污泥脱水后再供给至干燥单元进行干燥，然后将得到的干燥污泥和掺混有机固废供给至热解单元的内筒体内，掺混有机固废的加入可以有效弥补污泥处置过程热量不足而导致系统无法连续生产的问题带抄板的旋转轴可以对供给至内筒体内的干燥污泥和掺混有机固废进行搅拌和推进，一方面可以避免干燥污泥和掺混有机固废在内筒体壁上粘结，另一方面可以达到强化传热的效果。同时，在内筒体上套设外筒体，并向外筒体与内筒体之间形成的加热空间供给干馏热风为内筒体的干燥污泥和掺混有机固废热解提供热源，而得到的干馏冷风与干燥装置得到的一部分干燥冷风配风后供给至干燥装置作为干燥热风使用；内筒体内热解得到的热解油气经旋风分离器进行旋风分离后得到的净化热解油气再供给至燃烧器与干燥装置得到的再一部分干燥冷风和一次风以及天然气混合燃烧得到热烟气，该热烟气返回至热解单元作为干馏热风使用，从而实现系统热源的阶梯利用。另外内筒体内干燥污泥和有机固废热解得到含有热解炭的固态物料，该固态物料经筛分后得到的热解炭可以作为土壤改良剂使用。由此，采用该方法不仅可以因地制宜解决农村地区污泥产量小和高度分散的问题而无法有效处置的难题，而且实现村镇污泥和有机固废的资源化利用，变废为宝，提高经济价值。
进一步的，参考图5，该方法还包括：
s700：将含有热解炭的固态物料经水冷螺旋输送机进行出料
该步骤中，将上述得到的含有热解炭的固态物料经水冷螺旋输送机进行出料，得到水冷固态物料。具体的，向水冷外筒体内供给冷却水，螺旋式旋转轴通过旋转可以驱使水冷内筒体内的含有热解炭的固态物料前行，使得冷却水与水冷内筒体内的高温固态物料间接换热，得到换热水和水冷固态物料。
s800：将水冷固态物料供给至筛分装置进行分离
该步骤中，将上述得到的水冷固态物料供给至筛分装置进行分离，分离得到热解炭以及含有玻璃、非金属易拉罐和其他未热解的大块物料，该热解炭可以作为土壤改良剂使用，提高作物产量、缓解温室效应，修复污染土壤等。
进一步的，参考图5，该方法还包括：
s900：将存储在缓冲罐中的另一部分干燥冷风供给至碱洗塔进行洗涤
该步骤中，将上述存储在缓冲罐中的另一部分干燥冷风供给至碱洗塔进行洗涤，得到碱洗尾气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要该碱洗过程的具体操作进行选择，此处不再赘述。
s1000：将碱洗尾气供给至活性炭过滤器进行吸附过滤
该步骤中，将上述得到的碱洗尾气供给至活性炭过滤器进行吸附过滤，以便得到达标尾气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对该活性炭吸附的具体操作进行选择，只要能够实现尾气的达标排放即可，此处不再赘述。
需要说明的是，上述针对移动式处理村镇污泥的系统所描述的特征和优点同样适用于该移动式处理村镇污泥的方法，此处不再赘述。
下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
实施例1
采用脱水单元单独撬装的方式去收集污泥，并在几个村镇附近选择合适的干燥单元和热解单元撬装设备安置地：脱水撬单独到污水处理厂，将污水厂含水率97％的污泥通过移动式潜污泵送至调理装置与聚合氯化铝混合(聚合氯化铝的加入量为干基污泥的1～2wt％)，然后将得到的调理污泥供给至脱水装置得到含水率80％的脱水污泥，并暂储在料仓内，待料仓满负荷后，运载到干燥单元和热解单单元撬装设备安置地，通过螺旋输送机输送至带式干燥机，在200℃干燥热风直接加热条件下干燥60min，获得含水率20.7％的干燥污泥和干燥冷风，将干燥冷风暂存缓冲罐中；干燥污泥直接送至热解单元，同时供给至生物质(干燥污泥中有机质和生物质中有机质总质量占干燥污泥和生物质总质量的40～60％)，采用800℃干馏热风间接加热40min，产生含有热解炭的固态物料、热解油气和干馏冷风，干馏冷风与一部分干燥冷风与所述干馏冷风配风后；热解油气经旋风分离后供给至燃烧器与天然气和一次风混合燃烧，得到的燃烧烟气与缓冲罐中的再一部分干燥冷风配风后得到热烟气供给至热解单元作为干馏热风使用；含有热解炭的固态物料经水冷螺旋输送机输出后进入筛分装置进行筛分，获得合格的生物热解炭，用于当地的土壤修复。检测显示，所得热解炭的重金属含量除zn外均远低于绿化种植土壤的二级标准，所有指标远低于土地改良用污泥泥质标准和农用地污泥污染物控制标准。
实施例2
采用脱水单元与干燥单元和热解单元联合撬装的方式运行，直接将整套撬装设备安置在污水处理厂：将污水厂含水率97％的污泥通过移动式潜污泵送至调理装置与聚丙烯酰胺混合(聚丙烯酰胺的加入量为干基污泥的0.1～0.5wt％)，然后将得到的调理污泥供给至脱水装置得到含水率80％的脱水污泥，并暂储在料仓内，物料通过螺旋输送机输送至干燥装置，在130℃的干燥热风直接加热条件下干燥90min，获得含水率24.2％的干燥污泥和干燥冷风，并将干燥冷风暂存缓冲罐中；干燥污泥通过螺旋输送机送至热解单元，并于螺旋输送机输送来的垃圾筛上物进行混合(干燥污泥中有机质和垃圾筛上物中有机质总质量占干燥污泥和垃圾筛上物总质量的40～60％)，然后采用750℃干馏热风间接加热60min，产生含有热解炭的固态物料、热解油气和干馏冷风；热解油气经旋风分离后供给至燃烧器与天然气和一次风混合燃烧，得到的燃烧烟气与缓冲罐中的再一部分干燥冷风配风后得到热烟气供给至热解单元作为干馏热风使用，含有热解炭的固态物料经水冷螺旋输送机输出后进入筛分室进行筛分，获得合格的热解炭，用于当地的土壤修复。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
1.一种移动式处理村镇污泥的系统，其特征在于，包括：
脱水单元，所述脱水单元撬装布置，并且所述脱水单元包括：
调理装置，所述调理装置具有污泥入口、调理剂入口和调理污泥出口；
脱水装置，所述脱水装置具有调理污泥入口和脱水污泥出口，所述调理污泥入口与所述调理污泥出口相连；
干燥单元，所述干燥单元包括：
干燥装置，所述干燥装置具有脱水污泥入口、干燥污泥出口、干燥热风入口和干燥冷风出口，所述脱水污泥入口与所述脱水污泥出口相连；
缓冲罐，所述缓冲罐具有干燥冷风入口、配风出口、回风出口和尾风出口，所述干燥冷风入口与所述干燥冷风出口相连；
热解单元，所述热解单元包括：
内筒体，所述内筒体内沿其长度方向上设有旋转轴，所述旋转轴的外壁上间隔设有交错分布的抄板，并且所述内筒体上设有干燥污泥入口、掺混有机固废入口、热解油气出口和固态物料出口，所述干燥污泥入口与所述干燥污泥出口相连；
外筒体，所述外筒体套设在所述内筒体上，并且所述外筒体与所述内筒体之间形成加热空间，所述外筒体上设有干馏热风入口和干馏冷风出口，所述干馏冷风出口与所述配风出口配风后与所述干燥热风入口相连；
旋风分离器，所述旋风分离器具有热解油气入口、固体颗粒出口和净化热解油气出口，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；
燃烧器，所述燃烧器具有一次风入口、二次风入口、天然气入口、净化热解油气入口和热烟气出口，所述二次风入口与所述回风出口相连，所述热烟气出口与所述干馏热风出口相连，所述净化热解油气入口与所述净化热解油气出口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述燃烧器包括：
燃烧器壳体，所述燃烧器壳体由内而外布置有蓄热陶瓷和保温层，所述二次风入口和所述热烟气出口设在所述燃烧器壳体上，并且所述热烟气出口远离所述二次风入口布置；
燃烧室，所述燃烧室从所述燃烧器壳体嵌入到所述燃烧器壳体内部，所述燃烧室上的伸入到所述燃烧器壳体内的一端具有开口，所述一次风入口设在所述燃烧室上，并且所述燃烧室的开口远离所述二次风入口；
净化热解油气管路，所述净化热解油气管路伸入到所述燃烧室且与所述燃烧室的开口存在距离，所述净化热解油气入口与所述净化热解油气管路连通；
天然气管路，所述天然气管路伸入到所述燃烧室且与所述燃烧室的开口存在距离，所述天然气入口与所述天然气管路连通。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：
水冷螺旋输送机，所述水冷螺旋输送机包括：
水冷内筒体，所述水冷内筒体内沿其长度方向布置螺旋式旋转轴，所述水冷内筒体上设有固态物料入口和水冷固态物料出口，所述固态物料入口与所述固态物料出口相连；
水冷外筒体，所述水冷外筒体套设在所述水冷内筒体上，并且所述水冷外筒体和所述水冷内筒体之间形成水冷空间，所述水冷外筒体上设有冷却水入口和换热水出口；
筛分装置，所述筛分装置具有水冷固态物料入口、热解炭出口和固废出口，所述水冷固态物料入口与所述水冷固态物料出口相连。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
掺混有机固废料仓，所述掺混有机固废料仓与所述掺混有机固废入口通过螺旋输送机相连，并且所述螺旋输送机斜向上安装且所述螺旋输送机末端设有空白段。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
碱洗塔，所述碱洗塔具有尾气入口和碱洗尾气出口，所述尾气入口与所述尾气出口相连；
活性炭过滤器，所述活性炭过滤器具有碱洗尾气入口和过滤达标尾气出口，所述碱洗尾气入口与所述碱洗尾气入口相连。
6.一种采用权利要求1-5中任一项所述的系统实施移动式处理村镇污泥的方法，其特征在于，包括：
(1)将污泥和调理剂供给所述调理装置中进行混合，以便得到调理污泥；
(2)将所述调理污泥供给至所述脱水装置中进行脱水，以便得到脱水污泥；
(3)将所述脱水污泥供给至所述干燥装置与干燥热风进行换热，以便得到干燥污泥和干燥冷风，并将所述干燥冷风供给至所述缓冲罐中；
(4)将所述干燥污泥和掺混有机固废供给至所述热解单元与干馏热风间接换热，以便得到干馏冷风、热解油气和含有热解炭的固态物料，并将存储在所述缓冲罐中的一部分所述干燥冷风与所述干馏冷风配风后返回步骤(3)作为所述干燥热风使用；
(5)将所述热解油气供给至所述旋风分离器进行旋风分离，以便得到净化热解油气和固体颗粒；
(6)将天然气与所述净化热解油气和存储在所述缓冲罐中的再一部分所述干燥冷风混合燃烧，然后与二次风配风后，得到热烟气，并将所述热烟气供给至步骤(4)中作为所述干馏热风使用。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述污泥含水率为95～98wt％，
任选的，在步骤(1)中，所述调理剂为选自聚合氯化铝和聚丙烯酰胺中的至少之一；
任选的，在步骤(1)中，所述聚合氯化铝的加入量为干基污泥的1～2wt％；所述聚丙烯酰胺的加入量为干基污泥的0.1～0.5wt％。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述干燥污泥和所述掺混有机固废中有机质的总质量占所述干燥污泥和所述掺混有机固废总质量的40～60％。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(7)将所述含有热解炭的固态物料经水冷螺旋输送机进行出料，以便得到水冷固态物料；
(8)将所述水冷固态物料供给至筛分装置进行分离，以便得到热解炭和固废。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(9)将存储在所述缓冲罐中的另一部分所述干燥冷风供给至碱洗塔进行洗涤，以便得到碱洗尾气；
(10)将所述碱洗尾气供给至活性炭过滤器进行吸附过滤，以便得到达标尾气。
技术总结