CN101265010A - 污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产方法及设备，该方法是在污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产设备，特别是在主设备污泥脱水机中实现工业自动化生产，使污泥含水率在85重量％以下脱水成含水率在5重量％以下，该方法和设备实现污泥脱水无害化、稳定化、资源化，可被广泛应用于生活污泥或沉渣、工业污泥或沉渣、湖泊河道污泥或沉渣的脱水处理。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护工程领域，特别是涉及污泥(85重量％以下含水率)脱水成污泥干粉(5重量％以下含水率)的工业自动化生产方法及设备。
背景技术
目前，国内外工业与生活污水污泥或污水处理后的(活性)污泥等主要采用自然干化、机械脱水、回转窑、多层炉、流化床焚烧、好氧消化、厌氧消化等处理方法，存在着诸多问题，例如处理率低，工艺不完善；技术单一，装备落后；处置保障率低，二次污染风险大；投资大、效益底、有的还要靠补贴；处理完的污泥无出路，不能资源全部合理利用等。有的污泥处理单位甚至全厂污泥满地、臭气冲天，处理不达标，就偷偷填埋，危害环境，危及人类。
目前，污泥(85重量％以下含水率)脱水成污泥干粉(5重量％以下含水率)的工业自动化生产，并能做到生产过程无二次污染，占地面积小，无须加温，无须加化学药剂，投资少，成本低，全面实现无害化，减量化，稳定化，资源化，至今尚未见有报道。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，经发明人进行长期污水处理开发研究及工业化生产实践，开发提供一种使污泥处理实现无害化、减量化、稳定化、资源化的污泥(85重量％以下含水率)脱水成污泥干粉(5重量％以下含水率)的工业自动化生产方法及设备。
本发明提供的污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)在污泥脱水成污泥干粉的设备中，将污泥(存放在污泥筒仓1中的)经螺旋输送机2送入干湿混合机3，同时，将干粉过渡度仓11的少量干泥粉(即污泥干粉)经螺旋输送机12送入干湿混合机3，污泥与干泥粉混合均匀后，由提升机4将混合料送至过渡仓5，而后经螺旋输送机6将混合料送至污泥脱水机7，通过污泥脱水机7将混合料改相干化，变成了干泥粉末连同污泥脱水机在运转中吸入的空气一起进入集料器8-1，进行气、粉分离，分离出的微细粉经螺旋输送机9进入立式螺旋输送机10，再送入干泥粉过渡仓11，分离出的湿空气和少量粉末自动经管道再进二道集料器8-2，由该集料器8-2将湿空气和少量粉末再次分离，分离出的少量粉末通过螺旋输送机9进入立式螺旋输送机10，送入干泥粉过渡仓11，分离出的湿空气和微量粉末又自动经管道进入第三道集料器8-3，再进行气、粉分离，分离出的微量粉末经螺旋输送机9进入立式螺旋输送机10，送入干泥粉过渡仓11，分离出的空气进入除尘净化室16进行除尘净化，净化的空气经排气管输入空气净化室17，进行湿法净化，而后洁净空气由空气净化室17排出；
(2)干泥粉过渡仓11中的干泥粉除少部分经螺旋输送机12送入干湿混合机3，其余部分全部经螺旋输送机14送入干粉成品包装库15。可直接包装出售或深加工高效脱硫剂、粉末燃料、高效复合肥......等(见图1)。
本发明提供的污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产设备，其特征在于包括污泥筒仓1，螺旋输送机2，干湿混合机3，螺旋输送机2位于污泥筒仓1与干湿混合机之间，将污泥自动输入干湿混合机中；提升机4，过渡仓5，螺旋输送机6，污泥脱水机7相继位于干湿混合机下游，提升机位于干湿混合机与过渡仓之间，将混合料送入过渡仓，螺旋输送机6设在过渡仓与污泥脱水机之间，将混合料送入污泥脱水机，混合料在污泥脱水机中进行改相干化；集料器8-1、8-2、8-3，螺旋输送机9，立式螺旋输送机10，干泥粉过渡仓11，集料器相继位于污泥脱水机下游，立式螺旋输送机上游，螺旋输送机9位于集料器与立式螺旋输送机10之间，集料器分别或逐级将脱水干泥粉进行气、泥分离，分离的干泥粉通过螺旋输送机9经立式螺旋输送机10送入干泥粉过渡仓；螺旋输送机12，位于干泥粉过渡仓与干湿混合机之间，将部份干泥粉送入干湿混合机中；螺旋输送机14，干粉成品包装库15，螺旋输送机14位于干泥过渡仓与成品包装库之间，干泥粉由螺旋输送机14送入干(泥)粉成品包装库；排气管13，除尘净化室16，空气净化器17，都相继位于集料器下游，除尘净化室位于排气管下游，空气净化室上游，经集料器进行气粉分离后的带水空气通过排气管入除尘净化室，分离的空气送入空气净化室进行净化后排出；电脑自动控制系统(未标出)，完成整个设备自动化工业生产的控制，实现整个自动化生产(见图1)。
按照本发明提供的污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产设备中，所述污泥脱水机分1-3(1、2、3)级，视产品及原料需求而定。
所述1-3级污泥脱水机(见图2、3)特征在于包括机座18，电机支架19，电机20，二个轴承座支架21，二个轴承座22，电机支架装在出料端机座上，其上装有电机，电机通过开关与电源相通(未在图上表示)，二个轴承座支架分别安装在进料端机座上及风叶轮壳体与电机支架间的机座上，二轴承座装在二轴承座支架上。
主轴23，主轴二端装在轴承座22上，主轴23与电机20由联轴器24连接，形成起动和传动系统。
脱水轮25，分24-1、24-2、24-3，其中脱水轮直径24-1＜24-2＜24-3，即脱水轮直径一个比一个大，脱水轮上均匀分布三个至十二个叶轮(见图5-1、2、3)，每个叶轮端部装有可自动拆卸的锤头25-A，锤头磨损后可容易拆换。调节轮27-1、27-2、27-3，各个调节轮直径27-1＜27-2＜27-3，即调节轮直径一个比一个大，调节轮上均匀分布三个至十二个叶轮，每个叶轮端部装有可自行拆卸的调节板7-A，可拆换也可用来调节反吹风风量、产品细度、产量(见图6-1、2、3)。脱水轮和调节轮安装在脱水壳体脱水室内的主轴上，各级调节轮位于脱水轮出料端一侧。脱水壳体包括上脱水室33-1、33-2、33-3(其中脱水室一个比一个大)，下脱水室34-1、34-2、34-3(其中一个比一个大)对合成脱水室，脱水室形状做成圆形、方形、八角形均可，与调节轮27-1、7-2、27-3相对的壳体部分形成锥形体36-1、36-2、36-3(其中锥形体一个比一个大，即6-1＜36-2＜36-3)，及与调节轮相对的风叶轮壳体29，形成1级，2级，3级污泥脱水机脱水区，其中每级包括相对应脱水轮(24-1)，上下脱水室(33-1、34-1)，调节轮(27-1)及锥形体(36-1)……。
风叶轮28，风叶轮壳体29，风叶轮设在调节轮27-3出料端主轴上的风叶轮壳体内，风叶轮为直板式风叶轮28-2或内吸式风叶轮28-1，直板式风叶轮的端部装有直板式风叶轮调节板28-3，用来调节风量、风压，确保物料的流畅(图8)。风叶轮壳体29为蜗壳体，体内为风叶轮室29-1，物料轴向进，径向出，出料口为径向(图7)。进料口32和进风口31装在上脱水室30上，出料口40装在风叶轮壳体上方，出料口40上方装有调节阀41，集料器8-1、8-2、8-3，除尘净化室16，集料器8-1通过管道与出风口相通，继而通过风管20又与集料器8-2相连通，在集料器8-1、8-2、8-3下端都设有关风机，除尘净化室通过管道与集料器相连通并有出风口。
大量的空气和物料径进料口32被吸进脱水室33-1时，由于脱水轮25-1的高速运转，在脱水室中形成空气旋流，物料瞬间卷入旋流，由于物料的粒径不同，微裂缝不同，密度不同，比重不同，粘度不同，硬度不同等等，因此造成了物料的不规则自我碰撞，脱水室33-1、34-1旁有锥形体36-1，碰撞碎的物料与物料中碰出的水份和空气结合体即流向锥形体36-1，而锥形体36-1内装有调节轮27-1，由于调节轮27-1的运转形成反吹风，将粗料、湿料挡回继续脱水，细粉和大量空气顺利通过，进入2级脱水室33-2、34-2和2级锥形体36-2，再进入3级脱水室33-3、34-3和3级锥形体36-3，由于脱水室、脱水轮、锥形体、调节轮的尺寸，3级大于2级，2级大于1级，因此，空气和物料运转的线速度3级大于2级，2级大于1级，出来物料的细度也一级比一级细，水份的分子球也被打碎，达到了水份与空气的结合之目的，从而形成了一个完整脱水系统和分级系统，经过3级脱水，自动分级出来的微细粉体和带有许多水份的空气进入装有风叶轮的风叶轮蜗壳体将微粉和湿空气经出料口40自动送出污泥脱水机，而在出料口40上装有调节阀41，用来调节风量风压，结合调节轮上的调节板一起，控制产量、含水率。出料口40的湿空气和料通过管道与集料器8-1相连通，继而通过风管又与集料器8-2相连通，在集料器8-1、8-2下端都设有关风机，经过二次集料，将料与湿空气彻底分开，湿空气进入除尘净化室16二次集料的料和尘一起进入料仓，如果粉体的含水率要求不高，可采取一级或二级方式，不用上述介绍的三级脱水方式，即减少一个或二个脱水室、锥形体、脱水轮、调节轮，减少其脱水次数即可，(见图2为采用三级脱水的污泥脱水机，见图3为采用一级脱水的污泥脱水机)。
按照本发明提供的污泥(85％以下含水率)脱水成污泥干粉(5％以下含水率)的工业自动化生产方法中，所述主设备污泥脱水机中实现工业自动化。生产方法的工艺步骤及工艺参数都与污泥脱水机密切匹配，是在所述主设备污泥脱水机中通过电脑控制系统实现工业自动化生产。
所述污泥是指各种生活污泥或沉渣、工业污泥或沉渣，或处理后污泥，湖泊、池、淀、河道污泥或沉渣，并且不限国别，不限地区，不限污泥或沉渣的化学成份，物理性能均可在脱水范围内。或类似上述性质的物料，均在可脱水范围内。
所述污泥与干污泥粉的定量混合，则是根据污泥的含水率不同而定，在污泥的含水率≤65％时，可不必加干污泥粉，在污泥的含水率超过65％时，即66-85％含水量时，可按污泥重量的0.01-1倍的比例加入干污泥粉。
所述的主设备污泥脱水机将混合料的改相干化，是基于污泥的溶涨型假塑性胶体性质，通过粉碎力将泥与水的分子球打碎，改变泥、水表面涨力，并在同一时间，依靠污泥脱水机大量的吸风(空气)，将水分子与大量空气瞬间结合，一起排出机外，经集料器的气、粉分离，实现了污泥的干化。
本发明提供的污泥(85％以下含水率)脱水成污泥干粉(5％以下含水率)的工业自动化生产方法及设备的特点：
(1)生产过程无二次污染
生产全过程可实现全封闭生产，无废水、无废气、无污泥。
(2)产品(干污泥粉)质量好、用途广。
产品含水率5％以下(经工业化生产实测4.55％-2.95％)可生产高效脱硫剂、粉末燃料、高效复合肥、提取各种有用物或建筑材料等。
(3)原料来源广、处理数量大、应用时间长
由于本方法处理的污泥或沉渣不受其化学成份，物理性能的局限，因此对世界各地的原料都适用，而世界各地的污泥现在的数量已大得惊人，而且还在逐年增加，因此，本方法应用的时间将会很长。
(4)方法简便，节约
本方法无须加化学药剂，无须加温，工艺流程短，设备少。
(5)自动调控制能力强，生产用工少。
车间实现全自动控制、不用操作工人。
(6)占地面积少，投资少。
同等规模的情况下，占地面积减少80％以上，投资减少80％以上。
(7)节约土地、能源。
与焚烧，填埋的方法比，大大节省了土地、能源。
(8)实现了无害化、减量化、稳定化、资源化。
本方法使污泥或沉渣变害为宝，达到了循环经济的发展标准。
附图说明
图1为污泥(85％以下含水率)脱水成污泥干粉(5％以下含水率)的工业自动化生产流程示意图。
图2为污泥脱水机(三级)结构示意图。
图3为污泥脱水机(一级)结构示意图。
图4-1，4-2，4-3为污泥脱水机脱水室与锥形体结构示意图
图5-1，5-2，5-3为污泥脱水机、脱水轮结构示意图
图6-1，6-2，6-3为污泥脱水机调节轮结构示意图
图7-1，7-2为污泥脱水机风叶轮壳体结构示意图
图8-1，8-2，8-3，8-4为污泥脱水机风叶轮结构示意图
具体实施方式
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不
限于下列实施例。
实施例1、2、3、4、5、
实施例1为含水率65％的生活污泥；实施例2为含水率65％工业沉渣污泥；实施例3为含水率85％的生活污泥；实施例4为含水率70％的生活污泥；实施例5为含水率85％的工业沉渣污泥。
实施例1-5采用本发明提供的污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产方法及设备中进行的，结果列于表1
表1
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 原料含水率％ | 65 | 65 | 85 | 70 | 85 |
| 加干粉倍数 | 0 | 0 | 1 | 0.1 | 0.8 |
| 成品含水率％ | 4.55 | 4.01 | 4.75 | 4.52 | 4.22 |
Claims (3)
1、一种污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产方法，其特征在于包括下列步骤：
(1)在污泥脱水成污泥干粉的设备中，将污泥筒仓(1)中的污泥经螺旋输送机(2)送入干湿混合机(3)，同时，将干粉过渡仓(11)的少量干泥粉经螺旋输送机(12)送入干湿混合机(3)，混合均匀后，由提升机(4)将混合料送至过渡仓(5)，而后经螺旋输送机(6)将混合料送至污泥脱水机(7)进行改相干化，变成了干泥粉末连同污泥脱水机在运转中吸入的空气一起进入集料器(8-1)，进行气、粉分离，分离出的微细粉经螺旋输送机(9)进入立式螺旋输送机(10)，再送入干泥粉过渡仓(11)，分离出的湿空气和少量粉末自动经管道再进二道集料器(8-2)，由该集料器(8-2)将湿空气和少量粉末再次分离，分离出的少量粉末通过螺旋输送机(9)进入立式螺旋输送机(10)，送入干泥粉过渡仓(11)，分离出的湿空气和微量粉末又自动经管道进入第三道集料器(8-3)，再进行气、粉分离，分离出的微量粉末经螺旋输送机(9)进入立式螺旋输送机(10)，送入干泥粉过渡仓(11)，分离出的空气进入除尘净化室(16)进行除尘净化，净化的空气经排气管输入空气净化室(17)，进行湿法净化，而后洁净空气由空气净化室(17)排出；
(2)干泥粉过渡仓(11)中的干泥粉除少部分经螺旋输送机(12)送入干湿混合机(3)，其余部分全部经螺旋输送机(14)送入干粉成品包装库(15)。
2、一种污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产设备，其特征在于包括污泥筒仓(1)，螺旋输送机(2)，干湿混合机(3)，螺旋输送机(2)位于污泥筒仓(1)与干湿混合机之间；提升机(4)，过渡仓(5)，螺旋输送机(6)，污泥脱水机(7)相继位于干湿混合机下游，提升机位于干湿混合机与过渡仓之间，螺旋输送机(6)设在过渡仓与污泥脱水机之间；集料器(8-1)、(8-2)、(8-3)，螺旋输送机(9)，立式螺旋输送机(10)，干泥粉过渡仓(11)，集料器相继位于污泥脱水机下游，立式螺旋输送机上游，螺旋输送机(9)位于集料器与立式螺旋输送机(10)之间，螺旋输送机(12)位于干泥粉过渡仓与干湿混合机之间；螺旋输送机(14)，干粉成品包装库(15)，螺旋输送机(14)位于干泥过渡仓与成品包装库之间；排气管(13)，除尘净化室(16)，空气净化器(17)，都相继位于集料器下游，除尘净化室位于排气管下游，空气净化室上游；电脑自动控制系统。
3、根据权利要求2的污泥脱水成污泥干粉的工业自动化生产设备，其特征在于所述污泥脱水机包括机座(18)，电机支架(19)，电机(20)，二个轴承座支架(21)，二个轴承座(22)，电机支架装在出料端机座上，其上装有电机，电机通过开关与电源相通，二个轴承座支架分别安装在进料端机座上及风叶轮壳体与电机支架间的机座上，二轴承座装在二轴承座支架上；
主轴(23)，主轴二端装在轴承座(22)上，主轴(23)与电机(20)由联轴器(24)连接，形成起动和传动系统；
脱水轮(24-1)、(24-2)、(24-3)，其中脱水轮直径24-1＜24-2＜24-3，脱水轮上均匀分布三个至十二个叶轮每个叶轮端部装有可自动拆卸的锤头(25-A)；调节轮(27-1)、(27-2)、(27-3)，各个调节轮直径27-1＜27-2＜27-3，调节轮上均匀分布三个至十二个叶轮，每个叶轮端部装有可自行拆卸的调节板(27-A)，脱水轮和调节轮安装在脱水壳体脱水室内的主轴上，各级调节轮位于脱水轮出料端一侧；脱水壳体包括上脱水室(33-1)、(33-2)、(33-3)，下脱水室(34-1)、(34-2)、(34-3)对合成脱水室，脱水室形状呈圆形、方形或八角形，与调节轮(27-1)、(27-2)、(27-3)相对的壳体部分形成锥形体(36-1)、(36-2)、(36-3)及与调节轮相对的风叶轮壳体(29)，形成1级，2级，3级污泥脱水机脱水区，其中每级包括相对应脱水轮，上下脱水室，调节轮及锥形体；
风叶轮(28)，风叶轮壳体(29)，风叶轮设在调节轮(27-3)出料端主轴上的风叶轮壳体内，风叶轮为直板式风叶轮(28-2)或内吸式风叶轮(28-1)，直板式风叶轮的端部装有直板式风叶轮调节板(28-3)；风叶轮壳体(29)为蜗壳体，体内为风叶轮室(29-1)，物料轴向进，径向出，出料口为径向；进料口(32)和进风口(31)装在上脱水室(30)上，出料口(40)装在风叶轮壳体上方，出料口(40)上方装有调节阀(41)，集料器(8-1)、(8-2)、(8-3)，除尘净化室(16)，集料器(8-1)通过管道与出风口相通，继而通过风管又与集料器(8-2)相连通，在集料器(8-1)、(8-2)下端都设有关风机，除尘净化室通过管道与集料器相连通并有出风口。
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