CN104193140A - 用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置，结构为每个保温库内安装一台压缩机室内机、两台压缩机室外机、若干传送轴，传送轴上铺满滤布，一台压缩机室外机安装在保温库室外顶部，另一台压缩机室外机安装在保温库室内底部，每台压缩机室内机分别与同一保温库室外顶部的室外机和相邻另一个保温库室内底部的室外机相连。本发明通过将压缩机制冷与散热置于两个保温库内，通过传动轴和滤布，将污泥均匀的摊铺在保温库内的每层滤布上，有效利用空间，扩大热交换面积，提高冻融效率；同时相向运转，同时使得污泥入库、出库时库内温度与外界环境温度相同，避免保温库内外的热交换，使得在冷冻过程中实现最大程度的节能。

Description

用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理厂污泥深度脱水处理领域，具体涉及一种用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，每天产生的污水也越来越多，相应的污水处理厂污泥产量也越来越大，但我国目前污水处理厂所采用的这些污泥处理工艺或方法大多只能将污水处理厂的污泥含水率降至80％左右，含水率高、体量大，而且不利于后续的后期或资源化利用。而近年来兴起的添加石灰+板框压滤机的办法，可将污泥含水率降低至60％以下，但大量石灰的添加不利于后续的资源化利用。

目前，我国污水处理厂应用的污泥处理办法主要有：

1、聚丙烯酰胺PAM+带式压滤机

采用PAM絮凝剂将污泥絮凝成团后，用带式压滤机进行压滤，压滤后的泥饼含水率在80％左右。

采用本方法生产的淤泥由于含水率高，透气率差，填埋须做好防渗，占地面积非常大，且由于不具有承载力，因此需要覆盖较厚的土体；焚烧或者干化需耗费大量能源；发酵由于透气性非常差，需添加大量秸秆等生物质。

2、PAM+离心脱水机

采用PAM絮凝剂将污泥絮凝成团后，用离心机进行脱水，脱水后的污泥含水率在80％以上。

采用板框压滤机或者离心脱水机处理的污泥由于含水率高，透气性差，后期渗滤液量大，填埋须做好防渗，占地面积也非常大，且由于不具有承载力，因此需要覆盖较厚的土体；焚烧或者干化需耗费大量能源；发酵由于透气性非常差，需添加大量秸秆等生物质，总体来说，以上两种污泥处理方法不利于资源化利用或后续的污泥处置工作。

3、石灰+板框压滤机

采用大量石灰进行调理，然后采用板框压滤机进行深度脱水是近年来新兴的一种污泥处理方法，优点是处理后的污泥含水量低(可降至60％以下)，有利于填埋，但由于大量石灰的添加限制了污泥的后续处理途径，也无法资源化利用。

因此，寻找一种合适的预处理方法，不仅有利于污泥的深度脱水(污泥含水率将至60％以下)，也能为污泥资源化利用提供良好的前提就显得尤为迫切。

污泥冷冻预处理后，在不添加任何材料的情况下，含水率可轻易降至60％以下，但是冷冻预处理的效率低、费用高，限制了本方法的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于污水处理厂污泥深度脱水的高效节能冷冻预处理装置，本发明通过将压缩机制冷与散热置于两个保温库内，通过传动轴和滤布，将污泥均匀的摊铺在保温库内的每层滤布上，有效利用空间，扩大热交换面积，提高冻融效率；同时相向运转，同时使得污泥入库、出库时库内温度与外界环境温度相同，避免保温库内外的热交换，使得在冷冻过程中实现最大程度的节能。利用本装置来处理污水完全不同于以往的污泥预处理方法，不需要添加材料，以避免改变污泥的性质，既能做到深度脱水，又为后续的资源化利用提供了前提，可直接进行发酵制肥、干化焚烧。

本发明的技术方案是：

用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置，至少包括两个保温库、两台压缩机、若干传送轴及滤布，每台压缩机由一台压缩机室内机和两台压缩机室外机组成，其特征在于：两个保温库技术参数完全一致，每个保温库内安装一台压缩机室内机、两台压缩机室外机、若干传送轴，传送轴上铺满滤布，一台压缩机室外机安装在保温库室外顶部，另一台压缩机室外机安装在保温库室内底部，每台压缩机室内机分别与同一保温库室外顶部的室外机和相邻另一个保温库室内底部的室外机相连。

本发明还包括保温板，保温板安装在所有保温库外围。

本发明还包括至少两台高压清洗装置，每台高压清洗装置安装在一个保温库内，用于清洗滤布。

滤布可随传动轴的转动实现污泥的入库、布料、卸料和自动清洗；

压缩机制冷与散热分别置于不同的保温库内，待保温库内温度高于外界温度时，才转换成使用安装在保温库室外的压缩机室外机；

保温库的污泥入库、出库时，库内温度与外界环境温度相同，尽量避免保温库开启时，库内外能量的交换。

两个保温库同时相向运行。

建立两个各项参数均相同的背靠背保温库，保温库纵向两边每隔一定的高度安装传动轴，在传动轴间安装滤布，滤布可随传动轴的转动实现污泥的自动入库、在保温库空间内的均匀分布和出库，在保温库A和保温库B各自对应安装制冷压缩机A和制冷压缩机B，压缩机的冷风通过位于保温库顶端的室内机送至保温库，压缩机的热风通过位于另一个保温库底部或位于保温库外部的室外机送出。两个保温库同时相向运行，确保污泥的入库、出库温度与外界环境温度相同，尽量降低保温库内与外界的热量交换。

假定：目前保温库A存储了10吨冷冻的温度在零下20摄氏度的污泥，保温库B存储了10吨常温20摄氏度的污泥，现在要将保温库A的冷冻污泥融化并升温到零上20度，将保温库B内的污泥冷冻并将温到零下20摄氏度。

开启空气压缩机B的室内机7和室外机8，冷风通过压缩机B室内机7排向保温库B，将通过压缩机B室外机8将热风排向保温库A，等保温库A污泥全部溶化并升温到与室外环境相同后，关闭压缩机B室内机8，开启压缩机B室外机6，开启保温库A，将污泥卸出进行深度脱水，再将保温库A装入相同质量的污泥，继续制冷直到将保温库B冷冻并降到零下20度，然后，关闭压缩机B，开启压缩机A，将保温库A污泥冷冻，将保温库B解冻至常温，循环往复。

本发明立意鲜明，在满足工艺要求的情况下，实现了最大程度的节能效果，用材、制作、安装均较为简单，所用配套设备也均为成熟产品，工作可靠，立足于实际，适合工业化生产。

一、实现了快速冷冻与溶解

污泥一大特点是含水量大、成团，不易与空气进行热交换，本发明可大幅度改善了热交换面积，实现了冷冻与溶解的快速高效。做法是将保温库内每隔一定高度布置一层滤布，污泥均匀摊铺在每层滤布上，污泥厚度不超过1cm，而且可通过张紧滤布的传动轴可实现滤布的传动，以实现污泥的布料或卸泥。滤布的卸料端设有高压水洗设备，以保证滤布的干净和卸泥的彻底。污泥的摊铺厚度较薄，以保证充分的热交换面积，使得冷冻或溶解时的高效、快速。

二、实现了高效节能

通过能量守恒，我们可以计算出将一吨污泥从20度的常温状态全部结冰并冷冻到零下20度，至少消耗140度电，冷冻后快速溶解又要消耗相同的电能，本发明可将每吨污泥的冷冻、溶解整个循环的用电量降低到100度以内。真正做到了高效节能。

本发明通过两个相同技术指标的保温库的冷冻、解冻交替循环，通过压缩机将能量的交换与回收体现到了极致，并可自动实现当外界环境气温高于0度时，将每个保温库的入库温度和出库温度与环境气温保持一致，当外界环境气温低于零度时，将出库温度保持在5度左右，最大程度上实现了节能。

三、做到了与现行污水处理厂无缝对接

本发明可与污水处理厂现行的工艺实现对接，不论是带式压滤机、离心机。如果污水处理厂现行运营的是带式压滤机或离心机，我们可将脱水过含水率在80％左右的污泥通过布料器将污泥直接均匀摊铺在我们保温库的每层滤布上进行冷冻；如直接将污水处理厂浓缩池的污泥泵送过来，我们也可以通过我们保温库内的滤布实现初步脱水，然后进行冷冻。

四、经预处理后脱水效果提高显著

经本方法预处理后，不添加任何材料和絮凝剂，即可采用带式压滤机深度脱水，可将污泥含水率降低至60％以下，如采用板框压滤机进行压滤，可将污泥含水率降低至50％以下。

五、实现了工业化生产

本发明已设计出了生产工艺，并实现了工业化生产，全过程自动化运行，效果显著。

六、为后续资源化处置提供了良好的前提

由于经本法处理后的污泥含水率在60％以下，满足垃圾填埋场污泥含水率小于60％的要求，可以直接接收填埋；也可以直接与好氧发酵对接，进行堆肥农用；还可以与热干化对接，由于本工艺不需添加材料，有利于后续的热干化处理，而且可大大降低干化费用；如直接进行焚烧，也可节约焚烧的燃料成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步地说明。

如图1所示，本发明用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置，包括两个保温库(1,2)、两台压缩机、若干传送轴9及滤布、保温板10、两台高压清洗装置，压缩机A由一台压缩机室内机4和两台压缩机室外机(3,5)组成，压缩机B由一台压缩机室内机7和两台压缩机室外机(6,8)组成，其特征在于：两个保温库(1,2)技术参数完全一致，每个保温库内安装一台压缩机室内机、两台压缩机室外机、若干传送轴9，传送轴9上铺满滤布，一台压缩机A1室外机3安装在保温库A1室外顶部，另一台压缩机A1室外机5安装在保温库B2室内底部，一台压缩机B2室外机6安装在保温库B2室外顶部，另一台压缩机B2室外机8安装在保温库A1室内底部，每台压缩机室内机分别与同一保温库室外顶部的室外机和相邻另一个保温库室内底部的室外机相连；保温板10安装在两个保温库(1,2)外围，每台高压清洗装置安装在一个保温库内，用于清洗滤布。

本发明的所述的设备结构为现有的，从市场购买得到。

滤布可随传动轴的转动实现污泥的入库、布料、卸料和自动清洗；压缩机制冷与散热分别置于不同的保温库内，待保温库内温度高于外界温度时，才转换成使用安装在保温库室外的压缩机室外机；保温库的污泥入库、出库时，库内温度与外界环境温度相同，尽量避免保温库开启时，库内外能量的交换。两个保温库同时相向运行。

建立两个各项参数均相同的背靠背保温库，保温库纵向两边每隔一定的高度安装传动轴，在传动轴间安装滤布，滤布可随传动轴的转动实现污泥的自动入库、在保温库空间内的均匀分布和出库，在保温库A和保温库B各自对应安装制冷压缩机A和制冷压缩机B，压缩机的冷风通过位于保温库顶端的室内机送至保温库，压缩机的热风通过位于另一个保温库底部或位于保温库外部的室外机送出。两个保温库同时相向运行，确保污泥的入库、出库温度与外界环境温度相同，尽量降低保温库内与外界的热量交换。

假定目前保温库A存储了10吨冷冻的温度在零下20摄氏度的污泥，保温库B存储了10吨常温20摄氏度的污泥，现在要将保温库A的冷冻污泥融化并升温到零上20度，将保温库B内的污泥冷冻并将温到零下20摄氏度。

开启空气压缩机B的室内机7和室外机8，冷风通过压缩机B室内机7排向保温库B，将通过压缩机B室外机8将热风排向保温库A，等保温库A污泥全部溶化并升温到与室外环境相同后，关闭压缩机B室内机8，开启压缩机B室外机6，开启保温库A，将污泥卸出进行深度脱水，再将保温库A装入相同质量的污泥，继续制冷直到将保温库B冷冻并降到零下20度，然后，关闭压缩机B，开启压缩机A，将保温库A污泥冷冻，将保温库B解冻至常温，循环往复。

Claims (3)

1.用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置，至少包括两个保温库、两台压缩机、若干传送轴及滤布，每台压缩机由一台压缩机室内机和两台压缩机室外机组成，其特征在于：两个保温库技术参数完全一致，每个保温库内安装一台压缩机室内机、两台压缩机室外机、若干传送轴，传送轴上铺满滤布，一台压缩机室外机安装在保温库室外顶部，另一台压缩机室外机安装在保温库室内底部，每台压缩机室内机分别与同一保温库室外顶部的室外机和相邻另一个保温库室内底部的室外机相连。

2.根据权利要求1所述的用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置，其特征在于：还包括保温板，保温板安装在所有保温库外围。

3.根据权利要求1或2所述的用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置，其特征在于：还包括至少两台高压清洗装置，每台高压清洗装置安装在一个保温库内。