阅读说明：本技术 一种污泥原位循环利用系统装置 (Sludge in-situ recycling system device ) 是由 吴智仁 徐畅 蒋素英 刘志刚 泽井正和 于 2019-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及环保领域,公开了一种污泥原位循环利用系统装置,包括竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置、竖式无砂喷流炭化炉、粉碎真空液化装置、尾气湿法处理装置、除尘器、换热器、负压装置。本发明是将污泥通过生物干燥炭化节能资源化处理及原位循环利用技术,实现了污泥处理处置真正无缝衔接闭环,同时促进相关延伸产业的发展,真正达到了“绿色、循环、低碳”的要求。该技术是一种高集成度的新型污泥处理处置综合性体系,其具有运行成本低、占地面积小、自动化程度高、运行管理简单、无二次污染等技术优势。(The invention relates to the field of environmental protection, and discloses a sludge in-situ recycling system device which comprises a vertical unpowered spiral stirring biological drying device, a vertical sand-free jet carbonization furnace, a crushing vacuum liquefaction device, a tail gas wet treatment device, a dust remover, a heat exchanger and a negative pressure device. The invention realizes the real seamless connection and closed loop of sludge treatment and disposal by the biological drying carbonization energy-saving resource treatment and in-situ recycling technology, promotes the development of related extended industries, and really meets the requirements of 'green, circulation and low carbon'. The technology is a novel sludge treatment comprehensive system with high integration level, and has the technical advantages of low operation cost, small occupied area, high automation degree, simple operation management, no secondary pollution and the like.)

一种污泥原位循环利用系统装置

技术领域

本发明属于环保领域，具体涉及一种污泥原位循环利用系统装置。

背景技术

城市污水处理中不可避免的会产生污泥，按照污泥占0.8‰的比例估算，全国的污泥(含水率80％)日产量约四千多万吨，由于含水量高这些污泥的有机质含量低，总热值不高，给回收利用带来较大困难。目前针对如何降低污泥中含水率开发了很多技术和装备，如高压板框压滤技术、热泵技术、薄层热干化技术、回转窑炉干化技术等，但这些技术仅仅实现了污泥的减量化目的。因此基于上述高效脱水技术基础上开了一种将脱水后的污泥进行生物堆肥的技术，产品作为有机肥回用与农田，但是水处理后的污泥制成的堆肥产品中存在的重金属和抗生素残留等问题。针对重金属和抗生素残留问题，又发展出污泥炭化技术。污泥炭化需要加热，高温炭化可使炭化物具有比面积及孔径大、活性高等特点但燃料成本高，中低温炭化虽然控制了燃料成本，但炭化物比面积及孔径小、活性差，不能被原位循环应用于污水处理厂的水处理净化材料，最终只能被视为低品质的稳定化副产物实施无害化填埋或部分土壤改良材。而且污泥进行生物堆肥干化和炭化过程中的产生臭味尾气始终难以解决。

发明内容

为克服上述技术问题，本发明提供了一种高集成度的新型污泥处理处置技术，其运行成本低、占地面积小、自动化程度高、运行管理简单，实现了污泥处理处置的减量化、稳定化、无害化和资源化的污泥原位循环利用系统装置。

为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。

一种污泥原位循环利用系统装置，包括竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置、竖式无砂喷流炭化炉、粉碎真空液化装置、尾气湿法处理装置、除尘器、换热器、负压装置；所述竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置，包括干化装置主体和搅拌装置；所述干化装置主体上部设有进料口、生物干化出气口，底部设有干化生物质出料口和进气口，所述搅拌装置位于干化装置主体内，生物干化出气口与负压装置连接；所述竖式无砂喷流炭化炉设有有机废弃物喷射口、点火燃烧器、空气喷口、循环排气进口和炭化物出口、炭化排气出口；所述粉碎真空液化装置包括气流粉碎机、真空脱气液化装置、液化水罐、真空装置、液化水提升泵、出料装置；气流粉碎机与真空脱气液化装置通过进料管道连接，液化水罐与液化水提升泵连接，液化水提升泵出口接入进料管道，真空脱气液化装置顶部连接真空装置、底部连接出料装置；所述尾气湿法处理装置包括炭化排气进口、生物干化尾气进口、喷淋混合装置、溶解液储罐、溶解液循环泵；炭化排气进口、生物干化尾气进口接入喷淋混合装置，溶解液循环泵连接溶解液储罐与喷淋混合装置；所述换热器以空气为介质冷却，设有冷空气进口、热空气出口、热炭化气进口、冷炭化气出口；所述干化生物质出料口与有机废弃物喷射口连接，炭化物出口与气流粉碎机连接；所述生物干化出气口经气液分离单元后连接压装置，气液分离单元的气体出口与尾气湿法处理装置的生物干化尾气进口连接；所述炭化排气出口分两路，一路与热炭化气进口连接，另一路与循环排气进口连接；冷炭化气出口经除尘器与尾气湿法处理装置的炭化排气进口连接；所述换热器的热空气出口分两路，一路与竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置的进气口连接，另一路与竖式无砂喷流炭化炉的空气喷口连接。

将污水处理后得到的有机物含量＞40％(如不能满足上述条件的污泥泥质，可根据实际情况就地取材定量补加如食物油、餐厨垃圾、家禽粪、木屑等有机废弃物来满足要求)，含水率不高于80％或者含水率50～60％的脱水污泥送入竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置利用生物发酵热和炭化回收热在负压状态下进行快速干燥至含水率40％以下，干燥后的污泥进入竖流式无砂喷流炭化段进行热解炭化，热解炭化后形成固态的炭化物和气态的热解气，炭化物经过活化改性后形成污泥脱水助剂、污水处理剂、除臭剂等十四方面功能材料制品，热解气作为燃料通过充分燃烧为炭化炉和生物干化装置提供能源。生物干化单元产生部分发酵氨气来提供炭化脱硫所需药剂，真正满足不外加燃料(除点火启动)进行污泥干燥和无需添加化学药剂进行系统尾气的达标处理之目的。炭化物颗粒及粉末，通过气流粉碎机粉碎成50目以上的粉末且能利用气体直接输送至真空脱气液化单元，途径管道上设置液化用水泵与其连接，泵送入的水与粉末污泥炭化物混合再进入真空脱气单元；利用真空将密闭容器中的空气进行抽出形成负压，本发明负压控制在0.03Mpa～0.098Mpa范围。负压状态下活性炭化物细孔中的气体被抽出，使得其亲水性降低，能够快速沉降于真空液化装置底部，通过螺杆泵被输出去污水厂或直接包装制成活性炭化液水处理净化剂产品外销。经过粉碎液化真空处理后的活性炭化液可以代替常规市场上的粉末活性炭被原位循环利用作高性价比功能材料，可作为曝气池生物载体、吸附/絮凝剂、污泥脱水助剂、二噁英处理剂、除臭剂、土壤改良材、融雪剂、污泥干化调节剂等。

进一步地所述干化装置主体上部呈筒形，底部呈锥形，筒顶部设有盖板，盖板下部设有上轴承套，盖板上设有进料口和生物干化出气口，生物干化出气口与真空装置连接，在底部设有出料口、排液口，进气口；所述搅拌装置包括螺旋无动力输送装置、固体输送泵、进料管、回流管；所述螺旋无动力输送装置包括筒体、螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴上设置有等间距螺旋叶片，螺旋搅拌轴位于筒体内，螺旋无动力输送装置垂直安放于干化装置主体内，筒体顶部不与盖板接触，筒体底部设有下轴承套，下轴承套通过辐条与筒体底部固定连接，螺旋搅拌轴顶部套在上轴承套中，螺旋搅拌轴底部套在下轴承套中；在干化装置主体底部设有回流管；固体输送泵进口与回流管出口连接，进料管一端连接固体输送泵出口，进料管另一端由干化装置主体底部垂直向上进入与螺旋无动力输送装置筒体底部连接。

通过进料口投入含水率＜80％的脱水污泥或其它可以发酵的有机废弃物，其有机物含量＞40％，添加好氧/兼性高温发酵微生物进行生物发酵，通过回流管、固体输送泵输送物料至螺旋无动力输送装置。其螺旋搅拌轴的旋转由固体输送泵输送的干化污泥在推力和重力压力下得以启动螺旋搅拌轴的自旋转，对干化发酵污泥实施连续或间隙式螺旋式从下向上的输送搅拌；螺旋搅拌轴起到了污泥输送和搅拌的双重作用：可以将底部发酵污泥通过螺旋搅拌轴输送出筒体顶部而重力跌落并覆盖至生物干化装置污泥层的上部，实现上下的均匀翻动混合。另外在螺旋输送过程中在筒体内部将局部污泥进行小范围均化混合，这样确保了整个内部发酵均匀，无死角、臭气不会逸散等。装置因为是竖式的，污泥生物干化停留时间短，约为3～12h，因此可做成占地面积小的可搬式装置。在生物干化装置顶部设置生物干化出气口，直接与负压装置连接构建成减压单元；由于含水污泥(如含水率80％-70％程度的污泥)在进料口连续或间隙投入，进料口处由于物料的堆积形成密封状态从而与外界空气隔断。利用负压装置吸引生物干化装置室内的空气将其减压成比大气压低的负压状态，本发明优选生物干化装置内的负压值为0.02～0.098Mpa，使水的沸点值下降为95℃～68℃，因为负压状态下污泥中含有的水分沸点变低，在连续搅拌和输出干化过程中污泥中的水分不断快速排出，即在干化装置的内部空间通过，此时污泥中的含水率大幅降低，可以协同生物发酵热直接干燥和物理回收热间接干燥达到目标值＜40％，这样本发明的生物干化装置相对一般间歇或连续生物发酵干化装置更高效和小型化。在负压状态的内部空间中连续注入少量空气，空气来源可以是常温空气，也可以为换热所获得的热空气。空气高速渗入负压生物干化装置，随着高速气流生物干化装置内部的水蒸气快速排出而使得污泥中的水分量大幅降低，促进污泥的快速干燥。本发明积极利用生物发酵热，所涉及的生物发酵热是借用生物发酵堆肥获得生物热能原理，在上述负压条件下的物理加热基础上，能将生物发酵模式快速导入对数增长期和稳定期，生物热能的产生实现高效、持续、可控。生物干化装置上面设有盖板为了整个生物干化区为密封状态，可以直接防止臭气的逸散。固体输送泵采用单轴螺杆泵。

进一步地所述竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置内设有进气管，进气管一端与进气口连接，进气管另一端与螺旋搅拌轴活动连接；进气管为多孔管，进气管伸入干化装置主体内部，多孔管的气孔孔径为2～10mm，分布在管道的两侧，与水平呈现30～45°的夹角；螺旋搅拌轴为顶部密封的中空轴，螺旋搅拌轴上开有若干气孔，气孔孔径为2～10mm。

通过进气管在螺旋搅拌轴的内部中空通道中通入60℃～70℃的换热空气进行对污泥内部间接物理加热，在负压条件下的物理加热基础上，能将生物发酵模式快速导入对数增长期和稳定期，生物热能的产生时间能实现高效持续可控。进气管上气孔的分布即可防止污泥进入气孔而堵塞气管，又能均匀将气体分布于生物干化装置内。

进一步地所述螺旋搅拌轴上下顶端均为截头圆锥形，与上、下轴承套之间的间隙为0.5～1.0mm，并且螺旋搅拌轴能在上轴承套与下轴承套之间上下移动。

螺旋搅拌轴在工作时是悬浮状态的，轴的顶部直接抵达生物干化装置盖板下的上轴承套中，轴承套与轴之间的孔隙为0.5～1.0mm，防止轴承套与轴承的磨损，轴承套上固定20mm高度的不锈钢钢圈形成一体，螺旋搅拌轴上下顶端均为截头圆锥形，能减少阻力；当轴不工作的情况下，轴整体自由下降，下降幅度设置成50～150mm范围。

进一步地所述竖式无砂喷流炭化炉炉身为筒形、炉底为锥形，炉内壁衬有耐火材料，整体密封设置；炭化炉从下至上分为不燃区、精炼区和二次燃烧区；所述不燃区设置在炉底，不燃区设有炭化物出口、第一循环排气进口和螺旋布气器；螺旋布气器设在锥形最低处，炭化物出口由锥形直径最大处垂直向下引出，第一循环排气进口设在锥形中部与炭化物出口位置相对；所述精炼区在炉身下部，在精炼区炉壁上安装有点火燃烧器、有机废弃物喷射口、一次空气喷口、第二循环排气进口；点火燃烧器与第二循环排气进口以炉身中心线对称设置，有机废弃物喷射口分为两个，分别为有机废弃物上喷射口和有机废弃物下喷射口h，分别位于第二循环排气进口的上方与下方，一次空气喷口位于点火燃烧器上方；所述二次燃烧区在炉身上部，在二次燃烧区炉壁上安装有二次空气喷口、炭化排气出口、第三循环排气进口；炭化排气出口设在二次燃烧区顶部，二次空气喷口设在二次燃烧区中部；一次空气喷口、二次空气喷口、螺旋布气器分别与换热器的热空气出口连接；第一循环排气进口、第二循环排气进口、第三循环排气进口、螺旋布气器分别与连接炭化排气出口。

竖式无砂喷流炭化炉启动采用点火燃烧器在一次空气喷口供应空气的条件下点火，加热并引燃有机废物，利用一次燃烧在精炼区将有机废物进行一部分燃烧，利用燃烧产生的热进行炭化，此燃烧包含固体燃烧和气化燃烧的混合燃烧，待整个系统二次燃烧热回收循环正常运行则关闭燃烧器，实施无外加燃料的炭化模式，精炼区温度控制在600～800℃范围，缩短精炼时间、炭化物品质安稳化、抑制二噁英发生。固体燃烧后落入不燃区，因不供应或少量供应空气而缺氧，有机废弃物燃烧被熄灭冷却至着火温度之下，通过气蒸赋活，将污泥颗粒发泡变成孔隙率大、表面活性强的炭化物。在精炼区没有被燃烧的可燃气体进入上部的二次燃烧区，与二次供给空气进行完全燃烧，排气温度800℃以上，防止二恶英的发生；二次燃烧区设置了两层空气喷口，可以利用有机废弃物干燥产生的臭气和精炼区产生的可燃气体实施充分燃烧，该区域有效停留时间＞2S，能保证完全燃烧。二次燃烧区的排气出口与换热器连接；换热器换热后的排气，经过除尘器对飞灰进行回收净化；将未经过换热和除尘的炉排气通过第一循环排气进口、第二循环排气进口、第三循环排气进口、螺旋布气器直接通入炉内进行循环。新鲜空气经热交换加热后少量通过螺旋布气器进入炉内，大部分通过一次空气喷口、二次空气喷口进入，可以维持炉内温度，从而实现无外加燃料的可能。

进一步地所述炭化物出口设有冷却器和碳化物输送设备，碳化物输送设备与气流粉碎机连接。

进一步地所述螺旋布气器内设有中空管，在中空管上设有防尘叶片，在中空管上设有多个喷气口，喷气口设在两防尘叶片之间且靠近上防尘叶片位置，喷气口开口水平向下，中空管底部设有气体螺旋进口。

气体经气体螺旋进口进入，在防尘叶片引流作用下确保气流高速螺旋，且喷气在防尘叶片之下，由叶片遮挡上面污泥跌落，防止炭化物将排气口堵塞。

进一步地所述有机废弃物喷射口偏心设置，在机废弃物喷射口外设有物料吹送装置。

采用螺旋输送模式进行连续向炉内添加固体物料，该进料方式存在物料分散不均匀弊端，存在消耗更多的循环风机能耗问题。采用螺旋输送结合管道空气吹送，经过有机废弃物喷射口偏心旋转吹入炉内，使得有机废弃物颗粒随着气流旋转悬浮流动，在此省去了常规焚烧炉中使用的砂，这样的优化设计确保有机废弃物均匀燃烧，杜绝了局部高温热点发生，在供应空气的同时保持高温并提高碳化状态，而且使得循环气流进入的阻力变小，从而大幅节省了能耗。

进一步地所述二次空气喷口有多个，分为上下两层设置，层间距为250～500mm，每层设置3～6个二次空气喷口；二次空气喷口在垂直方向倾斜向下，在水平方向与炉身半径呈10～30°夹角。

优选25°，在风压500mmHg下，每个喷嘴的气流速度控制在20～80m/s范围，可以促进可燃气体与二次供给空气在炉内有效混合，完全燃烧至温度800℃以上，防止二恶英的发生。

进一步地所述真空脱气液化装置包括脱气罐和储水罐，脱气罐与储水罐顶部由溢流管连同，脱气罐中部连接进料管道，脱气罐底部连接出料装置，储水罐底部连接真空装置、储水罐底部连接回流泵，回流泵出口接入液化水罐。

分离出的液体回流泵循环至液化水罐作为液化炭化物的用水来源，损失部分再补充新鲜水，以最小的用水制得活性炭化液水处理净化材料。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)实现了污泥处理处置真正无缝衔接闭环，同时促进相关延伸产业的发展，真正达到了“绿色、循环、低碳”的要求；

2)其具有运行成本低、占地面积小、自动化程度高、运行管理简单、无二次污染等技术优势；

3)所制碳化物进行粉碎脱气疏水化处理后，用于水处理中其对印染废水中的COD的吸附性能力高于市售活性炭；用于曝气池能够提高曝气空气的氧利用效率；用作甲烷发酵促进剂，有助于通过在生物炭表面上生长厌氧微生物并改善甲烷发酵，促进提高甲烷发酵负荷，提高消化槽处理能力；碳化物水混合的浆料喷在袋式过滤器上，并串联以该碳化物为填料的湿式除臭装置，能够吸附气相中的恶臭气体和溶解液相中的有气味成分，去除二噁英；能够吸附甲烷发酵和污水污泥生物干化过程中产生的硅氧烷；能够作为脱水助剂被投入污泥池代替石灰、铁等，提高污泥的脱水性能、降低脱水污泥的含水率和提高污泥热值。

附图说明

图1为污泥原位循环利用系统工艺流程图；

图2为生物干化装置结构示意图；

图3为螺旋无动力输送装置结构示意图；

图4为竖式无砂喷流炭化炉结构示意图；

图5为二次空气喷口设置图；

图6为螺旋布气器结构示意图；

图7为精炼区横截面示意图；

图8为粉碎真空液化装置；

图9本发明所制碳化物与市售活性炭微观结构比较；

其中1.竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置，2.竖式无砂喷流炭化炉，3.粉碎真空液化装置，4.换热器，5.除尘器，6.尾气湿法处理装置，7.负压装置，8污水处理厂，9.脱水装置，11.生物干化出气口，12.生物干化装置主体，13.回流管，14.破桥污泥储仓，15.固体输送泵，16.进料口，17.螺旋无动力输送装置，18.进气管，19.出料口，10.排液口，a.炭化排气出口、b1.炉上部温度计、b2.尾气O2检测计、b3.排气循环喷流压力计、b4.炉内压力计、b5.炉下温度计、c.第三循环排气进口、d1.二次空气喷口、d2.二次空气喷口、d3.二次空气喷口、d4.二次空气喷口、e1.二次空气喷口、e2.二次空气喷口、e3.二次空气喷口、e4.二次空气喷口、f.有机废弃物上喷射口、g.第二循环排气进口、h.有机废弃物下喷射口、i.第一循环排气进口、j.气体螺旋进口、k.炭化物出口、I.一次空气喷口、21.炉身、22.点火燃烧器、23.炭化物出口、24.碳化物输送设备、25.螺旋布气器、501.中空管、502.防尘叶片、503.喷气口、26.冷却器，31.气流粉碎机，32.液化水罐，33.水环真空泵，34.液化水提升泵，35.出料装置，36.脱气罐，37.储水罐，38.回流泵。

具体实施方式

下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。本发明所用的原料均为市售产品。

实施例1

一种污泥原位循环利用系统装置，包括竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置1、竖式无砂喷流炭化炉2、粉碎真空液化装置3、尾气湿法处理装置6、除尘器5、换热器4、负压装置7；

竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置1，包括干化装置主体和搅拌装置；所述干化装置主体上部呈筒形，筒顶部设有盖板，盖板下部设有上轴承套，盖板上设有进料口16和生物干化出气口11，生物干化出气口11与负压装置7连接，底部呈锥形，锥体角度设计为＜45°，易促进污泥的滑落混合，在锥形底部设有干化生物质出料口19、排液口10，在锥形中部设有进气口，内设进气管18，进气管18一端与进气口连接，进气管18另一端与螺旋搅拌轴活动连接；进气管18为多孔管，多孔管的气孔孔径为2～10mm，分布在管道的两侧，与水平呈现30°～45°的夹角；所述搅拌装置包括螺旋无动力输送装置17、固体输送泵15、进料管、回流管13；所述螺旋无动力输送装置17包括筒体、螺旋搅拌轴，螺旋搅拌轴上设置有等间距螺旋叶片，螺旋叶片直径一般控制在100～500mm、间距控制在100～200mm；螺旋搅拌轴位于筒体内，螺旋无动力输送装置17垂直安放于干化装置主体内，筒体顶部不与盖板接触，筒体底部设有下轴承套，下轴承套通过辐条与筒体底部固定连接，螺旋搅拌轴顶部套在上轴承套中，螺旋搅拌轴底部套在下轴承套中；螺旋搅拌轴上下顶端均为截头圆锥形，与上、下轴承套之间留有0.5～1.0mm的间隙，并且螺旋搅拌轴能在上轴承套与下轴承套之间上下移动50～150mm。筒体直径为干化装置主体直径的1/3～1/5，筒体选用三角型楔形丝制成的楔形网筒，丝径选择0.5～1.5mm，楔形网筒由两个半圆柱状的楔形网筒法兰翼附加垫片对称螺栓固定成一体，楔形网筒上部接近出料口19200-500mm处的两个对立面均匀安装污泥粉碎刀。在干化装置主体底部设有回流管13，回流管13出口连接破桥污泥储仓14，破桥污泥储仓14中设有打碎铰刀；固体输送泵15进口与破桥污泥储仓14出口连接，进料管一端连接固体输送泵15出口，进料管另一端由干化装置主体底部垂直向上进入与螺旋无动力输送装置17筒体底部连接。螺旋搅拌轴为中空设置，螺旋搅拌轴的底部与进气管18通过轴封和软管活动连接，螺旋搅拌轴的顶部密封，螺旋搅拌轴上开有若干气孔，气孔孔径为2～10mm。

竖式无砂喷流炭化炉2炉身21为筒形、炉底为锥形，炉内壁衬有耐火材料，整体密封设置；炭化炉从下至上分为不燃区、精炼区和二次燃烧区；不燃区设置在炉底，不燃区设有炭化物出口23、第一循环排气进口i和螺旋布气器25；螺旋布气器25设在锥形最低处，炭化物出料口由锥形直径最大处垂直向下引出，第一循环排气进口i设在锥形中部与炭化物出口23位置相对；精炼区在炉身21下部，在精炼区炉壁上安装有点火燃烧器22、有机废弃物喷射口、一次空气喷口I、第二循环排气进口g；点火燃烧器22与第二循环排气进口g以炉身21中心线对称设置，有机废弃物喷射口分为两个，分别为有机废弃物上喷射口f和有机废弃物下喷射口h，分别位于第二循环排气进口g的上方与下方，有机废弃物喷射口偏心设置，在机废弃物喷射口外设有物料吹送装置，一次空气喷口I位于点火燃烧器22上方；二次燃烧区在炉身21上部，在二次燃烧区炉壁上安装有二次空气喷口d1-4、e1-4、炭化排气出口a、第三循环排气进口c；炭化排气出口a设在二次燃烧区顶部，二次空气喷口d1-4、e1-4设在二次燃烧区中部，二次空气喷口d1-4、e1-4有多个，分为上下两层设置，层间距为250～500mm，每层设置3～6个二次空气喷口d1-4、e1-4；二次空气喷口d1-4、e1-4在垂直方向倾斜向下，在水平方向与炉身21半径呈10～30°夹角；一次空气喷口I、二次空气喷口d1-4、e1-4、螺旋布气器25分别与换热器4的热空气出口连接；第一循环排气进口i、第二循环排气进口g、第三循环排气进口c、螺旋布气器25分别与连接炭化排气出口a。螺旋布气器25内设有中空管501，在中空管501上设有防尘叶片，在中空管501上设有多个喷气口503，喷气口503设在两防尘叶片之间且靠近上防尘叶片位置，喷气口503开口水平向下，中空管501底部设有气体螺旋进口i。

粉碎真空液化装置3包括气流粉碎机31、真空脱气液化装置、液化水罐32、水环真空泵33、液化水提升泵34、出料装置35；真空脱气液化装置包括脱气罐36和储水罐37，脱气罐36与储水罐37顶部由溢流管连同；气流粉碎机31通过进料管道与脱气罐36中部连接，液化水罐32与液化水提升泵34连接，液化水提升泵34出口接入进料管道，脱气罐36底部连接出料装置35，储水罐37顶部连接水环真空泵33、储水罐37底部连接回流泵38，回流泵38出口接入液化水罐32实施循环回用，炭化液带出的损失部分水采用新鲜干净水补充至液化水罐32中。

所述尾气湿法处理装置6包括炭化排气进口、生物干化尾气进口、喷淋混合装置、溶解液储罐、溶解液循环泵；炭化排气进口、生物干化尾气进口接入喷淋混合装置，溶解液循环泵连接溶解液储罐与喷淋混合装置；溶解液在喷淋混合装置中循环并将炭化排气与生物干化尾气吸收入溶解液中进行中和反应，2NH₃·H₂O十SO₂＝(NH₄)2SO₃十H₂O，无需在无需添加其他的化学药剂，待反应至一定程度，将溶解液排出并补充新的溶解液。

换热器4以空气为介质冷却，设有冷空气进口、热空气出口、热炭化气进口、冷炭化气出口。

干化生物质出料口19与有机废弃物喷射口连接，炭化物出口23设有冷却器26和碳化物输送设备24，碳化物输送设备24与气流粉碎机31连接。

生物干化出气口11经负压装置7再连接除尘器5与尾气湿法处理装置6的生物干化进气口连接。

炭化排气出口a分两路，一路与换热器4的热炭化气进口连接，经换热冷却后由冷炭化气出口排出，经除尘器5与尾气湿法处理装置6的炭化排气进口连接；另一路分别与炭化炉上的第一循环排气进口i、第二循环排气进口g、第三循环排气进口c、螺旋布气器25连接。

经换热器4加热后的新鲜空气由热空气出口排出，分为两路，一路与竖式无动力螺旋搅拌生物干化装置1的进气口连接，另一路分别与竖式无砂喷流炭化炉2上的一次空气喷口I、二次空气喷口d1-4、e1-4、螺旋布气器25连接。

某市政污水厂1吨脱水污泥含水率为65％左右，有机物成分约35％左右，然后经过本发明的污泥原位循环利用系统装置处理。

各环节运行参数如下：

通过上述参数在不加燃料的情况下实施了生物干化炭化操作控制，制得的炭化物孔径相比市场采购的粉末活性炭比较见图9所示。

本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。