CN104150735B - 一种潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置及污泥干化方法 - Google Patents

Abstract

一种潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置：其包括：斜管沉降池底部设有螺旋输泥器，位于螺旋输泥器上方铺设有斜管，斜管沉降池下部通过液压泵连接湿式碳化反应器；湿式碳化反应器底部设置一个纳米曝气盘，湿式碳化反应器的污泥导入湿热烘干装置内；湿热烘干装置一端安装有电机，电机驱动水平安置两个平行排列的驱动轴转动；驱动轴为中空结构，驱动轴的一端设有进气孔，驱动轴的另一端设有排水孔；驱动轴上水平安置两个平行排列的螺旋转盘，螺旋转盘靠近支架一段的盘片表面光滑，其余段的盘片的表面布满小孔。本发明还公开了利用上述装置进行污泥干化的方法。

Description

一种潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置及污泥干化方法

技术领域

本发明涉及一种潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置。

本发明还涉及利用上述装置进行污泥干化的方法。

背景技术

现今采用生物法处理污水的理念遍及全球，且效果显著，但在处理过程中产生了大量的副产物-污泥，对于污泥的处理已成为一个热点问题，如忽视了污泥处理，将污泥长期堆放，会导致蚊蝇孽生，对环境产生二次污染，严重的影响周边居民的生产、生活。本发明设计的污泥干化过程可灭杀虫卵、病原菌，并使残余多环芳烃类化合物以及杂环类化合物等难降解污染物质变性，丧失原有毒性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述组合装置进行污泥干化的方法。

为实现上述目的，本发明提供的潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置，主要由斜管沉降池、旋转离心机、湿热烘干装置组成，其中：

斜管沉降池底部设有螺旋输泥器，位于螺旋输泥器上方铺设有斜管；

斜管沉降池上方开口设置溢流堰，斜管沉降池下部通过液压泵连接湿式碳化反应器；

湿式碳化反应器底部设置一个纳米曝气盘，经过湿式碳化反应器处理的污泥通过进料口导入湿热烘干装置内；

湿热烘干装置的外壳上开设有空气入口、废气出口和出料口；湿热烘干装置的外壳固定在支架上，该湿热烘干装置一端安装有电机，电机驱动该湿热烘干装置内部水平安置两个平行排列的驱动轴同向同速运转；

两个驱动轴均为中空结构，驱动轴的一端设有通入蒸汽的进气孔，驱动轴的另一端设有排水孔；

两个驱动轴上水平安置两个平行排列的螺旋转盘，螺旋转盘的一侧较厚，固定有加厚片一侧与未固定有加厚片的一侧相合后留有较大有缝隙；

螺旋转盘靠近支架一段的盘片表面光滑，其余段的盘片的表面布满小孔。

所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置中，湿式碳化反应器内的纳米曝气盘连接纳米曝气机。

所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置中，湿式碳化反应器处理的污泥在液压泵的作用下通过进料口导入湿热烘干装置内。

所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置中，螺旋转盘中表面光滑的盘片长度占整个盘片长度的2/3。

所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置中，湿热烘干装置的外壳为钢板卷成的椭圆形外壳或8字形外壳，外壳外部有一保温层。

本发明提供的利用上述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置进行污泥干化的方法：

将污泥输入斜管沉降池进行泥水分离，污泥在斜管表面积聚成污泥层，依靠重力作用下沉；

分离污泥输入湿式碳化反应器，在高温高压条件下注入空气，在反应器内进行湿式碳化，将污泥碳化成固体碳化物，启动时利用超高压蒸汽的热能启动，运行中利用反应放热维持系统运行，反应过程热量回收用于蒸汽加热，经过湿式碳化处理后含水率降低的污泥进入湿热烘干装置中进行干化；

高温高压蒸汽自驱动轴的一端通入，并自螺旋转盘上的细孔喷出，通入干化后期污泥中，带动其中水分升温转化为蒸汽，降低含水率；

蒸汽在潜热释放的过程中进行潜热换热，降低污泥的含水率；污泥中的水汽在热作用下转化为蒸汽，自湿热烘干装置的废气出口排出，空气自空气入孔补入；

排水口流出的高温水经过加热成为蒸汽进气口原料循环使用，并使用湿式碳化反应器内热量加热，最大程度降低热损失。

所述的方法中，湿式碳化反应器内反应温度为120～200℃，压力为2～6Mpa，停留时间为1-6h。

所述的方法中，湿热烘干装置中通入的蒸汽为120-170℃。

所述的方法中，湿热烘干装置内的螺旋转盘的转速可以依据污泥所需干化程度进行调节。

本发明的污泥干化过程可灭杀虫卵、病原菌，并使残余多环芳烃类化合物以及杂环类化合物等难降解污染物质变性，丧失原有毒性。本发明对污泥进行脱水，减少了单一工艺的负荷，提高了污泥脱水效率，同时最大化利用潜热进行污泥干化，减少了常规工艺中的污泥刮落、推进设施，简化了工艺结构，同时强化了处理效率，提高了能源利用率，降低了能源消耗。

附图说明

图1是本发明潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置的结构示意图。附图中主要组件符号说明：

1斜管沉降池；2斜管；3湿式碳化反应器；4电机；5进料口；6螺旋转盘；7湿热烘干装置；8空气入口；9外壳；10驱动轴；11废气出口；12进气孔；13出料口；14支架；15排水孔；16纳米曝气机；17液压泵；18纳米曝气盘；19螺旋输泥器。

具体实施方式

本发明的潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置，主要由斜管沉降池、旋转离心机、湿热烘干装置组成，其中：

斜管沉降池1底部设有螺旋输泥器19，位于螺旋输泥器19上方铺设有斜管2，斜管沉降池1上方开口设置溢流堰，通过加设斜管可以使颗粒沉淀距离缩短，最大可能的降低雷诺数，从而减少絮流，缩短沉淀时间，提高沉淀效率。在斜管表面积聚成污泥层，依靠重力作用下沉后由螺旋输泥器19进行泥水分离。

斜管沉降池1下部通过液压泵17连接湿式碳化反应器3，湿式碳化反应器3底部设置一个纳米曝气盘18，纳米曝气盘18与一纳米曝气机16连接。经过斜管沉降池1分离的污泥经螺旋输泥器19在液压泵17的作用下输送至湿式碳化反应器3内，在高温高压条件下由纳米曝气盘18注入空气，在湿式碳化反应器3内进行湿式碳化，将污泥碳化成固体碳化物，启动时利用超高压蒸汽的热能启动，运行中利用反应放热能够维持系统运行(自热运行)，温度很快升高至200℃。湿式碳化反应过程热量回收用于蒸汽加热，提高能源利用效率，降低能耗及运行成本。

经过湿式碳化反应器3处理后含水率降低的污泥在液压泵17的作用下导入湿热烘干装置7的进料口5。湿热烘干装置7的外壳为钢板卷成的椭圆形外壳或8字形外壳，外壳外部有一保温层，外壳上开设有空气入口8、废气出口11和出料口13。湿热烘干装置7的外壳固定在支架14上，该湿热烘干装置7一端安装有电机4，电机4驱动该湿热烘干装置7内部水平安置两个平行排列的驱动轴10同向同速运转，并可以根据污泥所需干化程度调节驱动轴10的转速。两个驱动轴10均为中空结构，驱动轴10的一端设有通入蒸汽的进气孔12，驱动轴10的另一端设有排水孔15。

两个驱动轴10上水平安置两个平行排列的螺旋转盘6，螺旋转盘6的一侧较厚，较厚的盘片可以通过在该侧的盘片上加设固定若干个加厚片来实现加厚，固定有加厚片一侧与未固定有加厚片的一侧相合后留有较大有缝隙，相互之间可以起到刮泥作用，防止污泥淤积在螺旋转盘表面，影响热量传递。螺旋转盘6靠近支架14一段的盘片表面光滑(表面光滑的盘片长度约占整个盘片长度的2/3)，其余段的盘片的表面布满小孔。污泥在湿热烘干装置进行最终干化，使污泥含水率可降至30％-40％乃至全干。

本发明的潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置用于污泥干化的方法是：

将污泥输入斜管沉降池进行泥水分离，污泥在斜管表面积聚成污泥层，依靠重力作用下沉。

分离出的污泥输入湿式碳化反应器，在高温高压条件下注入空气，在反应器内进行湿式碳化，将污泥碳化成固体碳化物，启动时利用超高压蒸汽的热能启动，运行中利用反应放热能够维持系统运行(自热运行)，温度很快升高至200℃，本发明利用纳米曝气装置达成有机污泥碳化工艺，纳米气泡的爆破性产生的局部高温功能、ζ电位和羟基自由基可以促使有机物快速碳化，使污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，可以同时改善脱水性能。随水热反应温度和压力的增加，颗粒碰撞增大，颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏，使束缚水和固体颗粒分离。

反应过程热量回收用于蒸汽加热，提高能源利用效率，降低能耗及运行成本。经过湿式碳化处理，含水率降低的污泥进入下一步湿热烘干装置中；

湿式碳化后的污泥进入湿热烘干装置进行干化，120-170℃的高温高压蒸汽自驱动轴的右端(图示方向)通入，从右向左流动。蒸汽首先先自右端螺旋转盘的细孔中喷出，通入干化后期污泥中，带动其中水分升温转化为蒸汽，降低含水率；而后蒸汽继续延驱动轴向左端流动，在潜热释放的过程中进行潜热换热，降低污泥的含水率；污泥中的水汽在热作用下转化为蒸汽，自螺旋转盘污泥脱水装置的废气出口排出，空气自空气入孔补入；排水口流出的高温水经过加热成为蒸汽进气口原料循环使用，并使用湿式碳化反应器内热量加热，最大程度降低热损失。

Claims (8)

1.一种潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置，主要由斜管沉降池、湿式碳化反应器、湿热烘干装置组成，其中：

斜管沉降池底部设有螺旋输泥器，位于螺旋输泥器上方铺设有斜管；

斜管沉降池上方开口设置溢流堰，斜管沉降池下部通过液压泵连接湿式碳化反应器；

湿式碳化反应器底部设置一个纳米曝气盘，经过湿式碳化反应器处理的污泥通过进料口导入湿热烘干装置内；

湿热烘干装置的外壳上开设有空气入口、废气出口和出料口；湿热烘干装置的外壳固定在支架上，该湿热烘干装置一端安装有电机，电机驱动该湿热烘干装置内部水平安置两个平行排列的驱动轴同向同速运转；

两个驱动轴均为中空结构，驱动轴的一端设有通入蒸汽的进气孔，驱动轴的另一端设有排水孔；

两个驱动轴上水平安置两个平行排列的螺旋转盘，螺旋转盘的一侧较厚，固定有加厚片一侧与未固定有加厚片的一侧相合后留有较大有缝隙；

螺旋转盘靠近支架一段的盘片表面光滑，其余段的盘片的表面布满小孔。

2.根据权利要求1所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置，其中，湿式碳化反应器内的纳米曝气盘连接纳米曝气机。

3.根据权利要求1所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置，其中，湿式碳化反应器处理的污泥在液压泵的作用下通过进料口导入湿热烘干装置内。

4.根据权利要求1所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置，其中，螺旋转盘中表面光滑的盘片长度占整个盘片长度的2/3。

5.根据权利要求1所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置，其中，湿热烘干装置的外壳为钢板卷成的椭圆形外壳或8字形外壳，外壳外部有一保温层。

6.利用权利要求1所述潜热自净盘强化污泥脱水的组合装置进行污泥干化的方法：

将污泥输入斜管沉降池进行泥水分离，污泥在斜管表面积聚成污泥层，依靠重力作用下沉；

分离污泥输入湿式碳化反应器，在120～200℃，压力为2～6Mpa的条件下注入空气，在反应器内进行湿式碳化，将污泥碳化成固体碳化物，启动时利用超高压蒸汽的热能启动，运行中利用反应放热维持系统运行，反应过程热量回收用于蒸汽加热，经过湿式碳化处理后含水率降低的污泥进入湿热烘干装置中进行干化；

高温高压蒸汽自驱动轴的一端通入，并自螺旋转盘上的细孔喷出，通入干化后期污泥中，带动其中水分升温转化为蒸汽，降低含水率；

蒸汽在潜热释放的过程中进行潜热换热，降低污泥的含水率；污泥中的水汽在热作用下转化为蒸汽，自湿热烘干装置的废气出口排出，空气自空气入孔补入；

排水口流出的高温水经过加热成为蒸汽进气口原料循环使用，并使用湿式碳化反应器内热量加热，最大程度降低热损失。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，湿热烘干装置中通入的蒸汽为120-170℃。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，湿热烘干装置内的螺旋转盘的转速可以依据污泥所需干化程度进行调节。