CN101955310B

CN101955310B - 污泥脱水的方法及其专用烘箱

Info

Publication number: CN101955310B
Application number: CN200910101103A
Authority: CN
Inventors: 曹黎; 甘永雄
Original assignee: ZHEJIANG LVZHI SLUDGE TREATMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG LVZHI SLUDGE TREATMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2009-07-20
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2029-07-20
Also published as: CN101955310A

Abstract

本发明公开的污泥脱水的方法及其专用烤箱，污泥脱水的方法包括如下工艺步骤：①压滤：将未经脱水处理的含水率98％以上的污泥用板框机压滤至含水率70％以下；②粉碎：用湿土粉碎机把污泥打碎；③热泵烘干：污泥通过热泵干燥设备，将污泥的含水率下降到30％以下。污泥脱水方法的专用烘箱，包括箱体、热风循环管路、热泵加热装置、保温装置，所述的烘箱自上而下设置有数层的输送带，相邻层的输送带的传动方向相反，每层输送带的终点的垂直投影点都落在其下层的输送带上。本发明的优点是：能耗费用低；不污染环境；干化质量好。

Description

污泥脱水的方法及其专用烘箱

技术领域

本发明涉及污泥处理技术，特别是涉及污泥脱水的方法。

背景技术

传统的处理方式中，污水处理厂把含水率98％的污泥处理到含水率从80％的污泥，达到国家规定的出厂标准后进行处理，处理方法有以下几种：

1.填埋。大部分含水率80％的污泥目前最常用的方式就是填埋，利用污泥自身有机质的发酵产生的热量进行蒸发，但由于占地巨大和臭气处理难度大，效率低下，对于大城市来说难以应用。在这过程中要产生运输费用和填埋费用，这两项相加大概在130元至160元之间。在大城市费用更高。并且在运输过程中还产生偷偷倾倒的现象。这种方式不能解决污泥无害化的处理，只不过转移了存放地点。

2.热干化和焚烧。目前热干化和焚烧这两个方法结合在一起使用，能够实现大规模减量，但这也是最昂贵的处理方案。

热干化和焚烧目前大多采用集中处理的方式，需要征地，建厂房，投资比较大。传统300吨/日污泥处理设备，需要投资1.2亿人民币。从污水厂出来的污泥还要运到集中处理场，运费费用比较大，运行成本也高。大规模推广在经济性上不可行。

3.堆肥。堆肥是稳定和卫生的产品，但是大规模污泥堆肥存在着许多限制，污泥本身不是一个非常好的堆肥物料，降解性差，孔隙率低，含水率高，须添加大量调理剂来松散污泥，堆肥化处理污泥的量相对很低(经堆肥化处理的大部分是大量的调理剂)，不适合多雨的南方地区。污泥堆肥不适应于大型处理项目，而且没有大型处理项目在成功运行实例。

中国专利公开200710026547.9“一种污泥脱水的方法”，需添加工业水泥后起堆陈化，翻料直到检测水分的含量为30％以下，运用此方法虽然能够脱水，但水泥掺到污泥中，最后污泥的量不减少反而增加。

中国专利公开200610026021.6“植毛带式污泥脱水装置”，此方法是带式压滤机的一种，效率比带式压滤机高，但通过这种脱水方式把污泥的含水量大幅度的下降。后续还将采用传统的方式处理污泥。

中国专利公开200580051415.0含水污泥的处理方法以及处理设备。本发明的课题在于提供无需大幅度提高含水污泥的含水率，并且可以通过低的输送压力将该含水污泥顺利移送到干燥窑的窑尾部分的含水污泥处理方法以及处理设备。但需要把湿污泥运输后集中处理，运输费用不能节省，耗能大，需要较大的场地。

发明内容

本发明要解决现有污泥处理技术减量率低、处理费用高的缺点，提供一种低成本地将污泥含水率由98％一次性降至30％以下的污泥脱水方法和烘箱，含水率30％以下的污泥可提供给水泥厂作原料和电厂做燃料，实现了污泥的资源化利用，彻底解决污泥无害化的处理。

本发明所述的污泥脱水的方法，包括如下工艺步骤：

①压滤：将未经脱水处理的含水率98％以上的污泥用板框机压滤至含水率70％以下；

②粉碎：用湿土粉碎机把污泥打碎；

③热泵烘干：污泥通过热泵干燥设备，将污泥的含水率下降到30％以下。

进一步，在步骤①压滤中，添加污泥重量的千分之2的石灰粉作为凝聚剂。

所述的步骤③中使被烘干的污泥依次跌落到多层输送带上，相邻的输送带的运动方向相反。

所述的步骤③中施加太阳能。

本发明所述的污泥脱水方法的专用烘箱，包括箱体、热风循环管路、热泵加热装置、保温装置，所述的烘箱自上而下设置有数层的输送带，相邻层的输送带的传动方向相反，每层输送带的终点的垂直投影点都落在其下层的输送带上。

进一步，所述的烘箱设置有太阳能集热板。

热泵技术是一种节能型空调制冷供热技术，是利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源高效吸取低品位热能，并将其传输给高温热源，以达到泵热的目的，从而转能质系数低的能源为能质系数高的能源(节约高品位能源)，即提高能量品位的技术。

热泵干燥设备由热泵系统和热风干燥循环系统组成。热泵系统为热风干燥系统提供高温热源和降低热风湿度，为系统补充损失热量。热风干燥系统，通过循环热风与物料直接接触，提供蒸发水份热量，带走物料中的水份。所谓“热泵”，是耗用一定的机械功，吸取环境或废弃物中低品位热能，将其提高成为可利用的热能的一种节能装置。正如“水泵”一样，耗用一定机械功，将水从低水位提高到所需的水位。

热泵系统由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成，如图1所示。系统内运行的工质，在蒸发器中吸取干燥室排出湿热空气中的热量，从低压液态工质蒸发成低压蒸汽，经压缩机增压成为高温高压的蒸汽；在冷凝器中，高温高压的工质蒸汽放出热量加热进入干燥室的空气，而工质本身则从气体冷凝成高压液体；通过节流装置，液体工质产生阻塞效应，降低了压力和温度，成为低压低温液体，再度进入蒸发器中吸收湿热气体的热量，如此反复循环将低温热量输送到高温介质中去，形成热泵循环。

从热风干燥循环系统来看，其热风流程如图2所示。干燥室排出气体，是含水份较高的湿热气体，其状态如图3的h-d图上的点a，其相对湿度在ψ＝70～80％左右，通过热泵的蒸发器时，由于蒸发器表面温度低于空气露点温度，不仅降低了空气的温度并且在蒸发器表面将水汽冷凝下来，以液体水的状态排出系统外。气体离开蒸发器变成低温而湿润，如图3上点b其相对湿度一般在ψ＝95-97％。脱湿后的气体在热泵冷凝器中得到等湿加热，提高了气体温度，同时也降低了相对湿度，如图3上的c点成为干热气体进入干燥室。在干燥室中，干热气体与被干燥物料直接接触，提供物料干化的热量，同时也带走了水份。空气在干燥室内为等焓增湿降温过程，在离开干燥室时又回复到图3的a点。从图3上可见每公斤气体通过一个循环可以脱除水份Δd＝d_a-d_c。

从上述热泵干燥原理来看，与一般污泥干燥工艺差别是：没有湿热气体排放，通过二个密闭循环系统，物料中的水份最终以液态水排除。采用热泵干化污泥有二大优点：

(1)节约能源：在热泵干燥中。不排放湿热气体而将其显热和潜热进行了回收，由太阳能补充部分损失热量，只耗用了一定的机械功。

(2)不污染环境：由于热泵干化污泥在封闭的环境中进行，在干化过程中产生的一切有臭有害气体可以做到不外泄，对周围环境可以减少到最低的污染，有利在居民点附近进行干化操作。

本热泵机组依据下列标准制造：

GB4706.1-92《家用和类似用途电器的安全通用要求》

GB4706.32-92《家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求》

Q/01LB01-2003《高温热泵机组设计规范》

本发明的优点是：

(1)能耗费用低——热泵干化装置在运行中能回收湿热空气的显热和潜热，能量得到充分而合理利用，是一种高效节能设备。

(2)不污染环境——由于热泵干化的全过程是在封闭系统中进行，不需向周围环境排湿，同时也会排出有害、有臭味的气体。若将进出料系统全部封闭在管道中，会使整个操作保持清洁环境。这与其他干燥方法相比，是一个独特的优点。

(3)干化质量好——热泵干燥装置中的干燥介质是在封闭的空间循环；不受外界气候条件的影响，一年四季均在同一条件下平稳运行，所以干燥质量稳定。

附图说明：

图1是干燥热泵的工作原理图。

图2是热泵热风干燥流程示意图。

图3是热泵热风循环在h-d上示意图。

图4是烘箱内部的原理图。

图5是烘箱内部的侧视图。

图6是烘箱平台的主视图。

图7是烘箱平台的侧视图。

图8是烘箱平台的立体图。

具体实施方式

本发明所述的污泥脱水的方法，包括如下工艺步骤：

②粉碎：用湿土粉碎机把污泥打碎；

在步骤①压滤中，添加污泥重量的千分之2的石灰粉作为凝聚剂。

所述的步骤③中施加太阳能。

参照图4、图5，本发明所述的污泥脱水方法的专用烘箱，包括箱体、热风循环管路、热泵加热装置、保温装置，所述的烘箱自上而下设置有数层的输送带6，相邻层的输送带6的传动方向相反，每层输送带6的终点的垂直投影点都落在其下层的输送带6上。

所述的烘箱设置有太阳能集热板7。

热泵系统由压缩机1、冷凝器2、节流装置3和蒸发器4组成，如图1所示。系统内运行的工质，在蒸发器4中吸取干燥室5排出湿热空气中的热量，从低压液态工质蒸发成低压蒸汽，经压缩机1增压成为高温高压的蒸汽；在冷凝器2中，高温高压的工质蒸汽放出热量加热进入干燥室5的空气，而工质本身则从气体冷凝成高压液体；通过节流装置3，液体工质产生阻塞效应，降低了压力和温度，成为低压低温液体，再度进入蒸发器4中吸收湿热气体的热量，如此反复循环将低温热量输送到高温介质中去，形成热泵循环。

从热风干燥循环系统来看，其热风流程如图2所示。干燥室5排出气体，是含水份较高的湿热气体，其状态如图3的h-d图上的点a，其相对湿度在ψ＝70～80％左右，通过热泵的蒸发器4时，由于蒸发器4表面温度低于空气露点温度，不仅降低了空气的温度并且在蒸发器4表面将水汽冷凝下来，以液体水的状态排出系统外。气体离开蒸发器4变成低温而湿润，如图3上点b其相对湿度一般在ψ＝95-97％。脱湿后的气体在热泵冷凝器2中得到等湿加热，提高了气体温度，同时也降低了相对湿度，如图3上的c点成为干热气体进入干燥室5。在干燥室5中，干热气体与被干燥物料直接接触，提供物料干化的热量，同时也带走了水份。空气在干燥室5内为等焓增湿降温过程，在离开干燥室5时又回复到图3的a点。从图3上可见每公斤气体通过一个循环可以脱除水份Δd＝d_a-d_c。

污泥处理过程如下：

将未经脱水处理的含水率98％以上的污泥用板框机压滤至含水率70％以下，同时添加污泥重量的千分之2的石灰粉作为凝聚剂；用湿土粉碎机把凝结的污泥打碎；参照图4，将粉碎好的污泥通过输送口8外的输送带6，进入烤箱内，烤箱内的加热设备开启，污泥经数次输送带6来回运送干化，将污泥的含水率达到30％以下，干燥好的成品经输出口9送出烤箱，再通过封闭传送机构送到包装车间，盛袋装出，提供给水泥厂作原料和电厂做燃料。

实施例一

本实施例的设备设计按每天烘干15吨

高温热泵污泥干燥机技术要求：

1)处理能力：15t/d

2)入料含水率≤70％

3)出料含水率30％(可调)

4)加热设备：太阳能、高压电场、高温空气源热泵。

设备设计按每天烘干15吨计算，每天工作20小时，由此可计算出每小时的烘干量为：0.75吨。

烘干消耗的热量主要要满足四部分：

A、把750kg污泥加热到60-65度所洗浴的热量Q₁

B、污泥水分蒸发所消耗的热量Q₂

C、排湿过程中带走的热量Q₃

D、设备吸收的热量Q₄(输送带、铁架等；此部分热量较少，计算时可以忽略。)

每小时完成0.75吨污泥烘干选用机组为8台10匹机组。

实施例二

本实施例的设备设计按每天烘干100吨。

高温热泵污泥干燥机技术要求：

1)处理能力：100t/d含水率85％的污泥。

2)入料含水率≤70％

3)出料含水率30％(可调)

4)加热设备：高温空气源热泵和热泵除湿机组

设备设计按每天烘干100吨计算，每天工作20小时，由此可计算出每小时的烘干量为：5吨。选用机组为18台15匹机组。

实施例三

本实施例的设备设计按每天烘干120吨

高温热泵污泥干燥机技术要求：

1)处理能力：120t/d

2)入料含水率≤70％

3)出料含水率30％(可调)

4)加热设备：太阳能、高压电场、高温空气源热泵。

设备设计按每天烘干120吨计算，每天工作20小时，由此可计算出每小时的烘干量为：6吨。选用机组为22台15匹机组。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.污泥脱水的方法，包括如下工艺步骤：

①压滤：将未经脱水处理的含水率98％以上的污泥添加污泥重量的千分之2的石灰粉作为凝聚剂，用板框机压滤至含水率70％以下；

②粉碎：用湿土粉碎机把污泥打碎；

2.如权利要求1所述的污泥脱水的方法，其特征在于：所述的步骤③中使被烘干的污泥依次跌落到多层输送带上，相邻的输送带的运动方向相反。