CN103420558B - 一种快速污泥烘干处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种快速高效的污泥烘干处理系统，污泥成型装置底部设有与其相连通的污泥烘干室，污泥烘干室的内腔中部设置污泥传输装置，污泥烘干室的内腔底部均匀排布有导热油管道，电机室内腔中设置啮合的驱动齿轮和传动齿轮，传动齿轮的轮面上固定连接传动轴承上端，传动轴承下端连接污泥压缩器；污泥压缩室底部固定连接污泥成型器和污泥循环切刀，由传动齿轮和传动轴承带动污泥压缩器沿污泥压缩室内壁上下往复运动，污泥循环切刀通过两侧滑道水平设置在污泥成型器下方作水平循环切割运动，将通过污泥成型孔的污泥柱切割成污泥片，污泥片下落在污泥传输装置上被烘干和传输，充分利用污泥传输装置烘干面，有利于污泥的快速烘干。

Description

一种快速污泥烘干处理系统

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体是一种快速高效的污泥烘干处理系统。

背景技术

在工业废水与生活污水的处理过程中会产生大量的污泥副产品，约占处理水量的0.3％~0.5％，这些污泥通常是由各种微生物以及有机、无机颗粒组成的絮状物。如何将产量巨大、成分复杂的污泥经过科学处理后，使其减量化、无害化、资源化，已成为环境科学与工程界的一个重要课题。

目前，国内外广泛采用的污泥处理工艺主要有污泥卫生填埋、污泥直接土地利用、污泥堆肥处理、污泥焚烧、污泥干化等。污泥卫生填埋以及污泥直接土地利用容易造成环境污染，造成土地资源浪费。污泥堆肥处理费时、污染空气、易受天气影响。污泥干化是通过渗滤或高温蒸发等作用去除污泥中大部分水分，干化后的污泥可以用于能源焚烧、生产建筑材料等。污泥焚烧是利用焚烧炉高温焚烧干化后的污泥，将污泥焚烧成为少量灰烬，这种方法可将污泥中水分和有机质完全去除，并杀灭病原体。焚烧前污泥脱水干化的效率和程度关系到焚烧炉效率和燃料消耗量。当然，污泥烘干的速度越快、干化程度越彻底，污泥焚烧的效率越高，污泥焚烧时需要的燃料越少，污泥焚烧的越彻底，甚至污泥自身的燃烧就可以满足焚烧炉的正常运行。因此，污泥烘干的效率和干化程度直接影响到污泥焚烧处理的效率和成本。

目前，污泥烘干主要有两种方法。第一种方法是将螺旋式污泥泵进行改造，在其周围加上烘干加热装置或在改造后的污泥泵内通入高温蒸汽，螺旋式污泥泵在传输污泥的同时加热烘干污泥。这种方法由于污泥与加热面或高温蒸汽接触面不大，一次性烘干效果不佳，该方法一般需要循环烘干两次或多次才能达到预期效果。并且，该方法如果出现加热不均等情况，容易使污泥附着在污泥泵轴承上，影响系统的正常运行。第二种方法是将污泥烘干分为两部分，分别是污泥成型部分和污泥烘干部分。该方法相对上述方法烘干效果较好，但是污泥成型部分一般存在效率不高、操作繁琐、成型效果不佳等问题，影响污泥烘干效率。

发明内容

本发明针对污泥干化的重要性以及现有技术存在的污泥烘干问题而提出了一种快速高效的污泥烘干处理系统。

本发明采用的技术方案是：本发明包括一端连接储泥池的污泥泵，污泥泵另一端通过加料口连接污泥成型装置，污泥成型装置底部设有与其相连通的污泥烘干室，污泥烘干室的内腔中部设置污泥传输装置，污泥烘干室的内腔底部均匀排布有导热油管道，污泥传输装置的传输方向末端有污泥收集装置；所述污泥成型装置包括成型装置电机室和位于成型装置电机室下方的污泥压缩室，电机室内腔中设置啮合的驱动齿轮和传动齿轮，驱动齿轮连接电机，传动齿轮的轮面上固定连接传动轴承上端，传动轴承下端连接污泥压缩室内的污泥压缩器；所述污泥压缩室包括污泥压缩器、污泥成型器和污泥循环切刀，污泥压缩室顶部与电机室固定连接，底部固定连接污泥成型器和污泥循环切刀，污泥压缩器位于污泥压缩室内腔中，与污泥压缩室内壁紧密接触，由传动齿轮和传动轴承带动污泥压缩器沿污泥压缩室内壁上下往复运动；所述污泥泵、电机、污泥传输装置均通过各自的控制器连接PLC控制系统，循环切刀与污泥传输装置由PLC控制系统同步控制；所述污泥成型器上具有将通过的污泥压缩成圆柱形污泥柱的污泥成型孔；所述污泥循环切刀通过两侧滑道水平设置在污泥成型器下方且可在两侧滑道之间水平循环切割运动，将通过污泥成型孔的污泥柱切割成污泥片，污泥片下落在污泥传输装置上被烘干和传输。

本发明与已有技术和方法相比，具有如下优点：

1、本发明中的污泥成型装置前后两侧设有两台螺旋式污泥泵，同时为污泥成型室加料，有效防止向污泥成型室加料时出现加料不均，加料时间过长等情况，提高系统运行效率。

2、本发明中的污泥成型装置由电机室和污泥压缩室两部分组成，结构简单，控制方便。电机通过齿轮、传动轴承带动污泥压缩器上下往复运动，推动污泥通过污泥成型装置底部的污泥成型孔，将污泥压缩成污泥柱。安装在污泥成型装置底部的循环切刀将通过污泥成型孔的污泥柱切割成污泥片，有利于污泥的快速烘干。

3、本发明可以根据待处理污泥特性及粘稠度、含水量等具体情况，设定污泥成型孔的大小，使本系统适用性更广。污泥特性不同，污泥通过污泥成型孔的阻力不同，合理设定污泥成型孔的大小，减小污泥通过污泥成型孔的阻力。

4、本发明中的污泥烘干室底部均匀排布导热油管道，烘干温度高，可循环利用。导热油最高温度可达280℃~350℃，保证污泥烘干所需温度，并且导热油可循环利用，降低运行成本。

5、本发明中的污泥成型装置底部循环切刀与烘干室污泥传输装置采用同步控制，控制简单。循环切刀每切割一次，污泥传输装置就向后移动一定距离，保证切割后的污泥片均匀的分布在污泥传输装置表面，充分利用污泥传输装置烘干面，提高烘干效率。

6、本发明整个系统采用PLC控制系统进行控制。PLC控制系统具有功能完善、抗干扰能力强、可靠性强等优点，能够对整个系统各个部件、模块进行控制、检测以及异常报警等。

附图说明

图1是本发明所述污泥烘干处理系统的整体布置图，其中省略掉图8的电气控制部分；

图2是图1中局部部件的右侧视图；

图3是图2中污泥烘干室5的内部布置图；

图4是图2中污泥成型装置1的运行状态图，污泥压缩器26运行到最上部位置；

图5是图2中污泥成型装置1的运行状态图，污泥压缩器26运行到最下部位置；

图6是图4和图5中的污泥成型器28的结构放大图；

图7是图4和图5中的污泥循环切刀32的结构放大图

图8是本发明所述污泥烘干处理系统的电气控制框图；

附图中各部件的序号和名称：1：污泥成型装置；2：一次侧螺旋式污泥泵；3：一次侧污泥加料口；4：温度检测模块；5：污泥烘干室；6：污泥传输装置；7：进风口；8：污泥加料装置底座；9：导热油管道；10：污泥片；11：干污泥排出口；12：废气排出口；13：抽风机；14：抽风机接口；15：二次侧污泥螺旋式污泥泵；16：二次侧污泥加料口；17：污泥收集装置；18：驱动齿轮；19：驱动电机轴承；20：传动轴承；21：污泥压缩室；22：成型装置电机室；23：电机检测模块；24：传动齿轮；25：滚动轴承；26：污泥压缩器；27：标准污泥液面；28：污泥成型器；29：固定螺丝；30螺母；31：一次侧切刀滑道；32：循环切刀；33：污泥成型孔；34：二次侧切刀滑道；35固定螺丝孔；36：储泥池；38：连接口；39：螺旋泵控制器；40：电机控制器；41：污泥传输装置控制器；42：抽风机控制器；43：正常工作指示模块；44：故障指示模块；45：异常报警系统；46：紧急停产系统；47：PLC控制系统。

具体实施方式

参见图1-3所示，为本发明整体结构布置图以及污泥烘干室布置图。本发明污泥成型装置1位于整个系统的顶部，在污泥成型装置1底部设有污泥烘干室5，污泥成型装置1底部通过污泥成型装置与烘干装置的连接口38与污泥烘干室5顶部相连，两者相通（参见图3），要求污泥烘干室5和污泥成型装置1之间密封焊接，防止出现漏气情况，影响系统的运行效率。为防止向污泥成型装置1加料时出现加料不均、加料时间过长等问题，在污泥成型装置1两侧水平安装一次侧螺旋式污泥泵2和二次侧螺旋式污泥泵15，同时为污泥成型装置1加料。一次侧螺旋式污泥泵2和二次侧螺旋式污泥泵15一端均密封安装在储泥池36底部，另一端均通过加料装置底座8固定在污泥烘干室5顶部，并且，一次侧螺旋式污泥泵2的另一端通过一次侧污泥加料口3连接污泥成型装置1，二次侧螺旋式污泥泵15的另一端通过二次侧污泥加料口16连接污泥成型装置1。从储泥池36中输出的污泥经一次侧螺旋式污泥泵2和一次侧污泥加料口3后从污泥成型装置1的一侧进入污泥成型装置1中，同时，从储泥池36中输出的污泥经二次侧螺旋式污泥泵15和二次侧污泥加料口16后从污泥成型装置1的另一侧进入污泥成型装置1中。污泥烘干室5采用密封式烘干室，在污泥烘干室5的内腔底部均匀排布导热油管道9。污泥烘干室5的内腔顶部设置温度检测模块4，控制污泥烘干室5内温度在200℃左右，保证污泥烘干室5内烘干温度。污泥烘干室5顶部还设有抽风机接口14，用于连接安装抽风机13。污泥烘干室5底部相应位置设置进风口7，要求进入污泥烘干室5的风需经过空气预热器预热处理，保证污泥烘干室5内温度恒定和空气质量。在污泥烘干室5的内腔中部设置污泥传输装置6，用于传输落在其上的污泥片10，在污泥传输装置6的传输方向的末端安装有污泥收集装置17，污泥收集装置17是一块倾斜钢板。污泥收集装置17首端与污泥传输装置6末端紧密接触，能将烘干后的污泥从传输装置7上分离下来。污泥收集装置17的末端正下方设有污泥排出口11，污泥排出口11与外部相通，将分离下来的干污泥收集到污泥排出口11排出。

参见图4-5所示，为本发明污泥成型装置1的运行图。本发明污泥成型装置1包括成型装置电机室22和污泥压缩室21，污泥压缩室21位于成型装置电机室22的下方，电机室22为污泥成型装置1提供机械动力。电机室22内腔顶部安装有电机检测模块23，防止电机超负荷运转造成电机损坏。电机室22内腔中设置一对啮合的齿轮，分别是驱动齿轮19和传动齿轮24，驱动齿轮19连接电机的输出轴，电机通过驱动齿轮19带动传动齿轮24运转。传动齿轮24的轮面上固定连接传动轴承20的上端，传动轴承20的下端连接污泥压缩室21内的污泥压缩器26，传动齿轮24运转时，由传动轴承20带动污泥压缩器26上下往复运动。

污泥压缩室21包括污泥压缩器26、污泥成型器28和污泥循环切刀32。污泥压缩室21是立方体结构，顶部与电机室22固定安装，底部通过固定螺丝29和螺母30固定安装污泥成型器28和污泥循环切刀32。污泥压缩器26位于污泥压缩室21内腔中，与污泥压缩室21内壁紧密接触，防止接触处出现漏泥现象，并且污泥压缩器26可沿污泥压缩室21内壁上下往复滑动。污泥成型器28位于污泥压缩室21内腔中的底部，与污泥压缩室21固定连接。在污泥成型器28与污泥压缩室21之间安装密封材料，四周并用固定螺丝29进行固定，防止接触处出现漏泥现象。

再参见图6的污泥成型器28结构图。污泥成型器28采用纯钢直接铸造，污泥成型器28上有两种孔，一种是污泥成型孔33，位于污泥成型器28中部，将通过污泥成型孔33的污泥压缩成圆柱形污泥柱。另一种是固定螺丝孔35，位于污泥成型器28四周，用于将污泥成型器28固定安装在污泥压缩室21底部。本发明污泥成型器28污泥成型孔33的直径大小可根据实际待处理污泥特性设定。

参见图7所示，污泥循环切刀32通过一次侧滑道31和二次侧滑道34水平安装在污泥成型器28下方。污泥循环切刀32采用不锈钢材料，刀身两边开锋。循环切刀32可在一次侧滑道31和二次侧滑道34之间水平循环切割，将通过污泥成型孔33的污泥柱切割成污泥片10。切割好的污泥片10均匀下落，分布在污泥传输装置6上，进行烘干。污泥传输装置6与循环切刀32采用同步控制，循环切刀32每切割一次，污泥传输装置6就向末端移动一定距离，保证切割后的污泥片10均匀的分布在污泥传输装置6表面，充分利用污泥传输装置6烘干面，提高烘干效率。由污泥成型器28将污泥压缩成小圆柱形然后通过循环切刀32将污泥切割成污泥片10，污泥片10均匀地散布在污泥烘干室5内的污泥传输装置6上进行由导热油管道9烘干，有效减小污泥厚度，增大污泥与空气的接触面，实现快速高效的烘干处理污泥。 

参见图4所示，向污泥压缩室21内加料时控制一次侧螺旋式污泥泵2和二次侧螺旋式污泥泵15的加料速度，当污泥压缩器26运动到最高点时，要求污泥压缩室21内污泥液面控制在设定的标准污泥液面27之下，不能超过标准液面27，防止污泥压缩器26向下压缩时出现溢出现象。参见图5所示，当污泥压缩器26运转到最低点时，要求污泥压缩器26上部高于一次侧污泥加料口3和二次侧污泥加料口16，防止污泥进入电机室22，损坏电气设备，影响系统正常运行。

参见图8所示，为本发明电气控制框图。本发明采用PLC控制系统47，PLC控制系统47具有功能完善、抗干扰能力强、可靠性强等优点。PLC控制系统47分别连接螺旋污泥泵控制器39、电机控制器40、电机检测模块23、污泥传输装置控制器41、抽风机控制器42、温度检测模块4、正常工作指示模块43、故障指示系统44、异常报警系统45以及紧急停产系统46。螺旋污泥泵控制器39连接并控制一次侧螺旋式污泥泵2和二次侧螺旋式污泥泵15，电机检测模块23和电机控制器40连接并检测、控制电机，污泥传输装置控制器41控制污泥传输装置6，抽风机控制器42控制抽风机13。PLC控制系统47能够通过控制螺旋污泥泵控制器39、电机控制器40、污泥传输装置控制器41、抽风机控制器42等控制器控制系统正常运行，并通过正常工作指示模块43，指示系统各部件工作状态。PLC控制系统47还可以根据电机检测模块23、温度检测模块4等检测模块的检测信号判断系统各部件运行情况是否正常，若检测模块检测出系统出现异常，PLC控制系统47能够根据检测信号及时开启故障指示系统44和异常报警系统45，必要时PLC控制系统47控制开启紧急停产系统46，防止系统设备损坏，保证系统的安全可靠性。

Claims (6)

1.一种快速污泥烘干处理系统，包括一端连接储泥池（36）的污泥泵，其特征是：污泥泵另一端通过加料口连接污泥成型装置（1），污泥成型装置（1）底部设有与其相连通的污泥烘干室（5），污泥烘干室（5）的内腔中部设置污泥传输装置（6），污泥烘干室（5）的内腔底部均匀排布有导热油管道（9），污泥传输装置（6）的传输方向末端有污泥收集装置（17）；所述污泥成型装置（1）包括成型装置电机室（22）和位于成型装置电机室（22）下方的污泥压缩室（21），电机室（22）内腔中设置啮合的驱动齿轮（19）和传动齿轮（24），驱动齿轮（19）连接电机，传动齿轮（24）的轮面上固定连接传动轴承（20）上端，传动轴承（20）下端连接污泥压缩室（21）内的污泥压缩器（26）；所述污泥压缩室（21）包括污泥压缩器（26）、污泥成型器（28）和污泥循环切刀（32），污泥压缩室（21）的顶部与电机室（22）固定连接，底部固定连接污泥成型器（28）和污泥循环切刀（32），污泥压缩器（26）位于污泥压缩室（21）内腔中，与污泥压缩室（21）内壁紧密接触，由传动齿轮（24）和传动轴承（20）带动污泥压缩器（26）沿污泥压缩室（21）内壁上下往复运动；所述污泥泵、电机、污泥传输装置（6）均通过各自的控制器连接PLC控制系统（47），循环切刀（32）与污泥传输装置（6）由PLC控制系统（47）同步控制；所述污泥成型器（28）上具有将通过的污泥压缩成圆柱形污泥柱的污泥成型孔（33）；所述污泥循环切刀（32）通过两侧滑道水平设置在污泥成型器（28）下方且可在两侧滑道之间水平循环切割运动，将通过污泥成型孔（33）的污泥柱切割成污泥片（10），污泥片（10）下落在污泥传输装置（6）上被烘干和传输。

2.根据权利要求1所述的一种快速污泥烘干处理系统，其特征是：污泥烘干室（5）内腔顶部设有连接PLC控制系统（47）的温度检测模块（4），污泥烘干室（5）顶部通过抽风机接口（1）连接抽风机（13），污泥烘干室（5）底部设置进风口（7），电机室（22）内腔顶部安装设有电机检测模块（23），污泥收集装置（17）末端正下方设有污泥排出口（11）。

3. 根据权利要求1所述的一种快速污泥烘干处理系统，其特征是：所述污泥泵有在污泥成型装置（1）两侧水平设置的一次侧螺旋式污泥泵（2）和二次侧螺旋式污泥泵（15）。

4. 根据权利要求1所述的一种快速污泥烘干处理系统，其特征是：PLC控制系统（47）控制循环切刀（32）每切割一次，污泥传输装置（6）就向末端移动一定距离。

5.根据权利要求1所述的一种快速污泥烘干处理系统，其特征是：污泥压缩器（26）运动到最高点时，污泥压缩室（21）内污泥液面的最高面在设定的标准污泥液面（27）之下， 污泥压缩器（26）运动到最低点时，污泥压缩器（26）上部高于所述加料口。

6.根据权利要求1所述的一种快速污泥烘干处理系统，其特征是：污泥成型孔（33）的直径大小可根据实际待处理污泥特性设定。