1.本实用新型涉及污泥无害化、资源化利用技术领域，尤其是涉及一种污泥与纺织业废料制备纤维板的系统。


背景技术：

2.随着我国社会经济的快速发展和城市化水平的不断提高，工业废水和生活污水排放量逐年攀升，2016年全国干污泥的产量约800万吨，折合成80％含水率的脱水污泥约4000万吨。与污水处理率的快速提升相比，我国污泥的处理处置形势十分严峻。
3.如何将产量巨大的污泥进行资源化利用，已经成为我国污泥处理处置关注的重点内容。污泥处理是对污泥进行浓缩、调理、脱水、稳定等一系列过程，而污泥处置是对污泥的最终安排。污泥结构的复杂多变性决定了对其高效处置存在一定的难度，污泥的处置方式主要有卫生填埋、土地利用、建材利用以及焚烧。
4.填埋是一种比较成熟的处置技术，具有不需要高度脱水(自然干化)、投资较少、见效快、容量大、适应性强等优点，利于推广，但也存在诸多问题。例如，侵占土地严重，适宜厂址难以挑选；有毒有害成分会渗入到地下，而且填埋场的废水、臭气会对地下水、土壤和周围环境造成二次污染；污泥中含有的营养物质还会使大量病原菌繁衍；污泥填埋气未进行合理收集会引起爆炸等。因此，这些问题限制了污泥填埋的发展。
5.土地利用具有能耗低、投资少、运行费用低等优点，而且经处理后的污泥可以作为土壤改良剂来替代部分需要耗费大量能源而制造出的人工肥料。但考虑到污泥中重金属是否会造成土壤及作物的二次污染从而通过食物链进入人体，污泥中的寄生虫卵、病毒病原体是否会对公共坏境卫生有影响，是否会对地下水造成污染等问题，污泥的土地利用尤其是污泥的农用备受争议。
6.污泥的厌氧消化技术由来已久，应用广泛，即利用厌氧菌和兼性菌使污泥发生厌氧生物化学反应，污泥中的有机物最终成为co2、ch4和水等无害的物质，过程中产生的ch4可参与厌氧消化反应的加热过程。厌氧消化处理能耗相对低，减量明显，生物稳定性高是性价比最优的污泥处理工艺。但是该方法工艺流程多，设备昂贵依赖进口，产生的ch4存在安全隐患，由于我国的城市污泥一般有机质含量较低、含砂量较高，污泥的可生化性较差，直接运用传统污泥厌氧消化工艺无法取得良好效果。
7.相比之下，将污泥资源化、能源化利用是目前污泥处置的主要方向和目标。根据污泥的性质，将污泥中的无机杂质去除一定比例，并且脱水至一定的含水率，混合纺织业废料经压制后制备成纤维板，可替代市场上的木质和草浆中密度板材，广泛应用于服饰、工艺品等包装箱内板等。利用污泥生产纤维板的方法为污泥的处置创造了一种经济、环保的处理处置方式，既解决了污泥带来的环境问题，又实现了资源再生利用。
8.目前所发表和授权的专利中，专利(cn103711041a)将造纸污泥除臭后同废旧纤维混合得到混合浆液，然后对混合浆液进行压制成型，最后进行烘干得到一定硬度的纤维板。专利(101949105a)“造纸污泥纸板及其制备”中，需要将造纸污泥结合使用大量的纺织短纤
维，纺织短纤维处理成本较高，在规模化处理过程中显著增加处理成本。专利(cn102493287a)将纺织污泥同纤维经过预处理制浆、储浆、再次疏浆、抄板、烘干整形等步骤制备得到纤维板材，但是对于本身不含有的纤维的污泥适用度不高。这些专利为污泥的资源化利用开启了新的思路和途径，具有一定的效率和方便性，但是也各自存在着一些不足和缺点。比如对于污泥的种类要求较为严格，对于市政污泥、工业污泥或是河道淤泥适用性不大，造成一定的能源浪费，在规模化处理过程中增加处理成本。


技术实现要素：

9.为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种污泥与纺织业废料制备纤维板的系统，实现资源最大化利用，更好的利用资源，为碳减排提供新的思路。
10.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
11.一种污泥与纺织业废料制备纤维板的系统，所述系统包括机架以及安装在机架上的污泥储存仓、用于盛装双氧水溶液的药剂仓、调质罐、第一封闭式物料输送仓、振荡筛分器、磁选系统、旋流超声破解设备、污泥缓存罐、桨叶式干化机、破碎机、纺织业废料纤维储存仓、混合搅拌机和压板机，所述污泥储存仓和药剂仓均位于调质罐的上方，并且分别通过一个阀门与调质罐的两个进料口连接，所述调质罐内设有搅拌装置，搅拌装置通过电机带动，电机安装在调质罐外的上方，调质罐的出料口与第一封闭式物料输送仓的进料端连接，污泥和双氧水溶液进行充分混合，经过调质后被输送到振荡筛分器，振荡筛分器位于第一封闭式物料输送仓的出料端的下方，振荡筛分器的颗粒杂物出料口与杂物收集箱连接，振荡筛分器的污泥出口通过挡料板与磁选系统连接，经过筛分后污泥进入磁选系统，所述磁选系统包括物料输送装置、磁选器和磁性杂物收集箱，物料输送装置的进料端位于振荡筛分器的污泥出口的下方，挡料板设置在物料输送装置的进料端上，物料输送装置的出料端设有污泥收集箱，磁选器位于物料输送装置的上方，磁性杂物收集箱位于磁选器出料端的下方；污泥收集箱通过第一污泥泵与旋流超声破解设备连接，所述旋流超声破解设备的出料端通过第二污泥泵与污泥缓存罐的进料口连接，污泥缓存罐的出料口通过第三污泥泵与桨叶式干化机的进料口连接，所述桨叶式干化机的进气口与蒸气罐连接，所述桨叶式干化机的出料口与第一斗式提升机的进料端连接，第一斗式提升机的出料端位于破碎机的进料口的上方，破碎机的出料口与第二斗式提升机的进料端连接，第二斗式提升机的出料端位于混合搅拌机的进料口的上方，纺织业废料纤维储存仓的出料口通过阀门与混合搅拌机的进料口连接，经过磁选、联合破解、干化、破碎过的污泥与纺织业废旧纤维粉末在混合搅拌机内进行混合，所述混合搅拌机的出料口与第二封闭式物料输送仓的进料端连接，第二封闭式物料输送仓的出料端与压板机连接，混合后的物料经过压板机压制成纤维板。
12.进一步，所述振荡筛分器内设有两级筛分网，筛分网倾斜角度为30
°
；所述旋流超声破解设备包括旋流器和超声处理设备，所述超声处理设备设置在旋流器的下方。
13.本实用新型的有益效果主要表现在：
14.(1)污泥适用范围较广，可以是市政污泥、工业污泥或是河道污泥；
15.(2)利用旋流超声破解设备对污泥进行破碎处理，利用超声设备对污泥的絮体结构产生破坏，使污泥具有更好的流动性；
16.(3)利用电厂产生的废蒸汽对污泥进行干化，避免蒸汽的浪费，实现资源最大化利
用；
17.(4)利用污泥和纺织业废料混合压制制得纤维板，更好的利用资源，为碳减排提供新的思路。
附图说明
18.图1是本实用新型的系统结构示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
20.参照图1，一种污泥与纺织业废料制备纤维板的系统，所述系统包括机架以及安装在机架上的污泥储存仓1、用于盛装双氧水溶液的药剂仓4、调质罐2、第一封闭式物料输送仓、振荡筛分器8、磁选系统、旋流超声破解设备、污泥缓存罐21、桨叶式干化机23、破碎机25、纺织业废料纤维储存仓27、混合搅拌机28和压板机，所述污泥储存仓1和药剂仓4均位于调质罐2的上方，并且分别通过一个阀门与调质罐2的两个进料口连接，所述调质罐2内设有搅拌装置，搅拌装置通过电机5带动，电机5安装在调质罐2外的上方，调质罐2的出料口与第一封闭式物料输送仓的进料端连接，污泥和双氧水溶液进行充分混合，经过调质后被输送到振荡筛分器8，振荡筛分器8位于第一封闭式物料输送仓的出料端的下方，振荡筛分器8的颗粒杂物出料口与杂物收集箱12连接，振荡筛分器8的污泥出口通过挡料板13与磁选系统连接，经过筛分后污泥进入磁选系统，所述磁选系统包括物料输送装置14、磁选器15和磁性杂物收集箱16，物料输送装置14的进料端位于振荡筛分器8的污泥出口的下方，挡料板13设置在物料输送装置14的进料端上，物料输送装置14的出料端设有污泥收集箱17，磁选器15位于物料输送装置14的上方，磁性杂物收集箱16位于磁选器15出料端的下方；污泥收集箱17通过第一污泥泵与旋流超声破解设备连接，所述旋流超声破解设备的出料端通过第二污泥泵与污泥缓存罐21的进料口连接，污泥缓存罐21的出料口通过第三污泥泵与桨叶式干化机23的进料口连接，所述桨叶式干化机23的进气口与蒸气罐22连接，所述桨叶式干化机23的出料口与第一斗式提升机的进料端连接，第一斗式提升机的出料端位于破碎机25的进料口的上方，破碎机的出料口与第二斗式提升机的进料端连接，第二斗式提升机的出料端位于混合搅拌机28的进料口的上方，纺织业废料纤维储存27仓的出料口通过阀门3与混合搅拌机28的进料口连接，经过磁选、联合破解、干化、破碎过的污泥与纺织业废旧纤维粉末在混合搅拌机28内进行混合，所述混合搅拌机28的出料口与第二封闭式物料输送仓的进料端连接，第二封闭式物料输送仓的出料端与压板机连接，混合后的物料经过压板机压制成纤维板。
21.进一步，所述振荡筛分器8内设有两级筛分网，所述旋流超声破解设备包括旋流器19和超声处理设备20，所述超声处理设备20设置在旋流器19的下方。
22.如图1所示，搅拌装置包括搅拌轴和搅拌叶6，两级筛分网分别为一级筛分网9和二级筛分网10，封闭式物料输送仓7包括第一封闭式物料输送仓和第二封闭式物料输送仓，所述桨叶式干化机23包括外壳体、中间轴23-1和设置在中间轴上的桨叶23-2，中间轴和桨叶为中空结构，所述破碎机25内设有破碎齿轮26，斗式提升机24包括第一斗式提升机和第二斗式提升机，所述混合搅拌机28内设有搅拌叶29，压板机包括液压杆31、压制板32和履带
33。
23.本实用新型的制备纤维板系统的工作过程为：
24.污泥首先进入污泥储存仓1，由污泥储存仓1的倾斜管道通过打开左侧的阀门输送至调质罐2内，药剂仓4内的双氧水溶液通过右侧的阀门的调节进入调质罐2，调质罐2外部装有电机5带动内部的搅拌装置对污泥和双氧水溶液进行充分混合，对污泥进行稀释和除臭处理。经过调质后的污泥被封闭式输送仓7输送到振荡筛分器8中，通过两级筛分网将污泥中较大杂物去除并进入杂物收集箱12中。经过筛分后污泥进入磁选系统，磁选系统由物料输送装置14和磁选器15构成，物料输送装置14和磁选器15同向转动，可将污泥中的磁性金属杂物脱除至磁性杂物收集箱中。经过磁选系统处理后的污泥由第一污泥泵打入旋流超声破解设备，通过旋流器19的剪切力和超声处理设备20的超声波的联合破解作用对污泥中有机絮体结构进行处理，实现微生物细胞壁破碎,充分释放出胞外聚合物和细胞内有机质转移到液相中，最终提高污泥的流动性和脱水性。处理后的污泥通过第二污泥泵进入污泥缓存罐21中，再由第三污泥泵打入桨叶式干化机23中，干化机采用电厂产生的废蒸汽对污泥进行干化，一般根据需要干化至相应的含水率。干化后的污泥由第一斗式提升机进入破碎机25对污泥进行进一步破碎，污泥可进入斗式提升机内的料仓，破碎后的污泥颗粒通过第二斗式提升机进入混合搅拌机28，混合搅拌机28上部有纺织业废料储存仓27，可以向混合搅拌机28中加入纺织业废旧纤维粉末，通过搅拌叶29的转动对污泥颗粒和纺织业废旧纤维粉末等进行充分混合。将混合后的物料通过封闭式物料输送仓7送入压板机中进行压制，制得纤维板。
25.制备纤维板的工艺主要分为五个部分，分别为污泥调质、污泥除杂、污泥旋流超声破解及干化、污泥与纺织业废料混合、压制成型。
26.(1)污泥调质：含水率在95％左右的脱水污泥首先进入污泥储存仓1，污泥储存仓1的右下部管道上装配有阀门3，污泥可通过调节阀门3由污泥储存仓1输送至调质罐2中。调质罐2的右上方通过装配阀门的管道连接药剂仓4，该仓管道尺寸和污泥储存仓管道相同。通过向调质罐2中加入质量分数为20％-30％双氧水溶液对污泥进行调质灭菌处理60min左右，通过控制两个阀门3开启时间来控制双氧水溶液与污泥的体积比，一般液固比可为1:6，当污泥与双氧水溶液混合液体积达到调质罐2容积的四分之三后关闭阀门。然后调质罐2上方装备的电机5带动内部的搅拌叶6对污泥和双氧水溶液混合液进行搅拌10min左右，使得污泥与双氧水溶液充分混合。将污泥中的细菌与微生物全部灭活，杜绝后续处理过程中恶臭气体产生，灭菌同时使污泥中胞外聚合物等物质失去粘性作用，为后续污泥除砂和污泥脱水创造最优流动条件。调质后污泥采用第一封闭式物料输送仓送至下一处理环节。
27.(2)污泥除杂：污泥除杂分为以下两部分，
28.在除杂环节中，第一部分主要目的是去除调质污泥中大颗粒无机杂物或片状杂物。首先，调质后的污泥进入振荡筛分器8，振荡筛分器8内有一级筛分网9和二级筛分网10两级，筛分网倾斜角度为30
°
，并且与电机相连具有振荡作用。污泥先通过一级筛分网9将大颗粒物留存在一级筛分网9上，经过一级筛分网9筛分过的污泥进入二级筛分网10将未来得及筛去的其它尺寸相对较大杂质除去。以上大颗粒无机杂物或片状杂物由于角度的倾斜和振荡的作用进入下部的杂物收集箱中。
29.第二部分主要目的是除去污泥中的磁性金属物质。由于一些污泥是来自工业污
泥，工业生产过程中的金属废料混进污水中，造成污泥中含有一定的磁性金属。从振荡筛分器8出来的污泥进入到磁选系统，磁选系统包括物料输送装置14和磁选器15，磁选器15安装在物料输送装置14上方且与其保持10-15cm距离，物料输送装置14和磁选器15两部分的传送装置同向转动，磁选器15转动过程吸引污泥中磁性物质并将其传送至磁性杂物收集箱16。除磁后的污泥由物料输送装置的传送装置送入到污泥收集箱17，完成对磁性金属物质的去除。
30.(3)污泥旋流超声破解及干化：经过除杂后的污泥由第一污泥泵打入到旋流器19中，常压下设置旋流器19旋流剪切时间为5-10min。利用旋流剪切力对污泥絮体进行破解处理，使得絮体内微生物细胞壁破裂和细胞内有机物质部分释放，增强了后续超声波破解污泥的效果。经旋流剪切处理后的污泥进入超声处理设备20，超声波频率为20-40khz，功率密度为0.01-0.1w/ml，处理时间为10-15min。采用超声作用对旋流破解后的污泥进行处理，进一步破坏污泥微生物细胞壁，达到污泥破解减量和改善污泥脱水和流动等性能的效果。
31.超声处理后的污泥通过第二污泥泵先进入污泥缓存罐21中，再由第三污泥泵打入到外热式间接加热的桨叶式干化机23中，桨叶式干化机23采用电厂的废蒸汽作为热源对污泥进行干化，蒸汽温度在150-250℃。桨叶式干化机23的中间轴23-1和桨叶23-2为中空结构，蒸汽进入轴内和桨叶内部对污泥进行热交换，在换热的同时中间轴和桨叶不断旋转对污泥进行搅拌，不断翻新受热面，提高干化效率。蒸汽和污泥的流向在桨叶式干化机23中都为由左向右，蒸汽换热之后排出桨叶式干化机23，污泥经过干化之后含水率在30％-40％，即可由桨叶式干化机23右侧出料口排出。
32.(4)污泥与纺织业废料混合：干化后的污泥通过第一斗式提升机进入破碎机25，斗式提升机24内部有料仓，污泥进入料仓内而避免滑落，当污泥达到破碎机25容积的三分之二时停止进料，此时桨叶式干化机23的出料口关闭不再向外输送污泥。破碎机25内有两个高速转动的破碎齿轮26对污泥进行破碎处理，主要目的对干化污泥碎片化，减小其存在的粒径大小，便于后续与纤维粉末混合。破碎后，破碎机25下方的出料口自动打开，污泥颗粒通过第二斗式提升机进入后续的混合搅拌机中，混合搅拌机28上方有纺织业废料纤维储存仓27，纺织业废旧纤维粉末通过控制阀门3进入混合搅拌机28中，一般纺织业废旧纤维粉末与污泥的混合质量比为1:3，当达到混合搅拌机28容积的三分之二后，关闭混合搅拌机28的进料口。混合搅拌机28启动内部的搅拌叶29对混合物料进行搅拌，搅拌时间为8-10min，搅拌叶29的末端有弯钩设计，可避免混合物料粘结在混合搅拌机28壁面上。搅拌完成后混合搅拌机28自动打开出料口向下一环节的第二封闭式物料输送仓输送物料。
33.(5)压制成型：从混合搅拌机28输出的混合物料通过第二封闭式物料输送仓进入压板机的进料仓30，然后由进料仓30将物料送入压板机下方的履带33，履带33可以前后左右运动，以防止污泥与纺织业废料混合物堆积，亦可以将混合物料均匀地铺在履带33上，一般物料厚度不超过20cm。压板机上方的液压杆31带动压制板32缓慢向下移动，压制板32采用钢制压板，对混合物料进行压制，最终将混合物料压制为厚度为5cm的纤维板。