CN104876416A - 一种污泥干燥处理的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污泥干燥处理系统及方法，所述系统包括：蒸汽压缩机、加热器、真空干燥器、除尘器和净化装置；蒸汽压缩机与加热器连接；真空干燥器上设置有污泥进料口、污泥排出口、蒸汽入口、蒸汽出口、冷凝水排出口和不凝气排放口；加热器与真空干燥器的蒸汽入口连接，真空干燥器上的蒸汽出口与除尘器连接；除尘器与蒸汽压缩机连接；真空干燥器的不凝气排放口与净化装置连接。通过本发明，使污泥中的水分在真空状态下蒸发形成蒸汽，同时得到干燥的污泥。由于污泥蒸发产生的蒸汽增压升温后作为热源循环使用以及水的沸点降低，可大幅度降低污泥干燥的能耗。同时低温蒸发的方式，臭气产生量较少，避免了污泥处理产生的臭气造成环境污染。

Description

一种污泥干燥处理的系统及方法

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别是涉及一种污泥干燥处理系统，以及，一种污泥干燥处理方法。

背景技术

随着我国污水处理行业的发展，污水处理能力的提高，造成污泥产量的急剧增加，有关人士估计，污泥产生量若以此速度增长，总量将在2015年达到3560万t。据统计，目前全国城镇污水处理厂的污泥只有少部分进行焚烧、填埋和再利用，大部分污泥未得到规范化处置，这些堆积污泥中含有的微生物、病原体等有害物质，已经对周边环境构成了严重威胁，污泥处置已成为污水处理面临的又一技术难题。

污泥处置方式主要有填埋、焚烧和生物堆肥等。污泥的后续利用主要取决于含水率的高低，污泥含水率低于50％才适合进行焚烧，含水率低于60％才可以进行堆肥，城市污泥含水率较高，机械脱水后的含水率仍在80％以上，因此，污泥干化是解决污泥处置难题的关键所在。

污泥干化工艺主要可分为热干化、太阳能干化、生物干化和水热干化等，热干化法属于传统热能污泥干化法，是目前应用最广泛也是最成熟的干化技术，污泥常见热干化工艺有直接干化(流化床干化、转鼓干化等)、间接干化(薄层干化、浆式干化等)、辐射干化(带式干化、螺旋式干化等)，其设备制造商主要在美国、法国、德国、比利时、意大利等发达国家。

进入中国市场的污泥干化装置普遍采用热干化技术，运行的能耗很高，给企业造成很大负担，过高的能耗也不符合我国节能减排的要求。而且，污泥干燥时为了提高污泥水分蒸发强度，其操作温度较高，干燥对污泥的处理不仅是脱水，还具有热处理的效应，污泥在热处理过程中产生的臭气会严重影响环境。并且，即使在高温条件，也有部分病原菌、寄生虫存活，并随着污泥排放而污染周边环境。此外，干燥处理后的污泥温度很高，再进行运输、土壤改良等后续处理时很不方便。

面对国内污泥处理市场的需求，开发低能耗少污染便于处理及安全的污泥干燥机制十分迫切。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的污泥干燥处理系统和污泥干燥处理方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种污泥干燥处理系统，包括：

蒸汽压缩机、加热器、真空干燥器、除尘器和净化装置；

所述蒸汽压缩机与所述加热器连接；

所述真空干燥器上设置有污泥进料口、污泥排出口、蒸汽入口、蒸汽出口、冷凝水排出口和不凝气排放口；

所述加热器与所述真空干燥器的所述蒸汽入口连接，所述真空干燥器上的所述蒸汽出口与所述除尘器连接；

所述除尘器与所述蒸汽压缩机连接；

所述真空干燥器的不凝气排放口与所述净化装置连接。

可选地，所述加热器为电加热器或蒸汽加热器。

可选地，所述蒸汽压缩机为变频式蒸汽压缩机。

可选地，所述真空干燥器的冷凝水排出口与污水处理设备连接。

根据本发明的另一个实施例，本发明还提供了一种污泥干燥处理方法，包括：

步骤101、采用蒸汽压缩机对真空干燥器抽真空；

步骤102、将待处理的污泥加压输送至以蒸汽作为热源的所述真空干燥器的污泥进料口；

步骤103、所述真空干燥器通过间接换热将所述蒸汽冷凝的热量传给所述污泥，所述污泥中的水分在压力低于一个大气压和蒸发温度低于100℃的真空状态下蒸发形成蒸汽，同时得到干燥的污泥；

步骤104、形成的蒸汽通过所述真空干燥器的蒸汽出口依次经过除尘器除尘、蒸汽压缩机加压升温以及加热器加热处理后，进入所述真空干燥器的蒸汽入口作为所述步骤2中的热源循环使用。

可选地，对所述污泥进行预处理。

可选地，作为热源的所述蒸汽加热污泥后形成的不凝气体经所述真空干燥器的不凝气排放口进入净化装置处理至达到大气排放标准。

可选地，作为热源的所述蒸汽加热污泥后形成的冷凝水经所述真空干燥器的冷凝水排出口进入污水处理设备处理至达到排放标准或回用标准。

可选地，所述干燥的污泥经所述真空干燥器的污泥排出口排出。

可选地，所述蒸汽压缩机为变频式蒸汽压缩机，所述加热器为电加热器或蒸汽加热器。

依据本发明实施例的污泥干燥处理系统，包括蒸汽压缩机、加热器、真空干燥器、除尘器和净化装置，所述真空干燥器上设置有污泥进料口、污泥排出口、蒸汽入口、蒸汽出口、冷凝水排出口和不凝气排放口。

通过所述加热器与所述真空干燥器的所述蒸汽入口连接，所述真空干燥器上的所述蒸汽出口与所述除尘器连接，所述除尘器与所述蒸汽压缩机连接，可以使所述蒸汽压缩机将所述真空干燥器抽真空，将待处理的污泥加压输送至以蒸汽作为热源的所述真空干燥器的污泥进料口，所述真空干燥器通过间接换热将所述蒸汽冷凝的热量传给所述污泥，可以使污泥中的水分在压力低于一个大气压和蒸发温度低于100℃的真空状态下蒸发形成蒸汽，同时得到干燥的污泥，由于污泥中的水分在真空环境下蒸发，水的沸点降低，减少水分蒸发所需热量，从而降低了污泥干燥的能耗。

并且，通过上述连接关系，污泥蒸发产生的蒸汽通过所述真空干燥器的蒸汽出口依次经过蒸汽压缩机加压升温以及加热器加热处理后，进入所述真空干燥器的蒸汽入口，使得污泥蒸发产生的蒸汽作为热源循环使用，可大幅度降低污泥干燥的能耗。

通过所述真空干燥器上设置的污泥排出口将所述干燥的污泥排出，由于蒸发温度小于100℃，污泥排出温度低，污泥排出时带走的热量少，进一步降低了污泥干燥的能耗。

由于低温蒸发的方式无污泥臭气溢出，相对于传统的高温热干化技术，臭气产生量较少，避免了污泥处理产生的臭气造成环境污染。

由于污泥干燥处理在真空状态下进行，污泥中的病原菌、寄生虫卵灭活，进一步避免了处理后的污泥造成环境污染。

由于降低了污泥排出时的温度，不会破坏污泥的有机质成份，便于土壤改良等污泥后续处理；

通过所述真空干燥器上的所述蒸汽出口与所述除尘器连接，所述除尘器与所述蒸汽压缩机连接，可以使污泥的水分在干燥时形成的蒸汽通过除尘器除尘，除去了循环气体中的粉尘杂质，降低了污泥干燥时磨损隐患和粉尘爆炸风险。

通过所述真空干燥器的不凝气排放口与所述净化装置连接，使得作为热源的所述蒸汽加热污泥后形成的不凝气体经所述净化装置处理至达到大气排放标准，从而减少了污泥干燥处理产生的废气对环境的二次污染。

所述加热器还可以设置为电加热器或蒸汽加热器，用于补充污泥干燥处理系统运行过程中损失的热量。

所述蒸汽压缩机还可以设置为变频式蒸汽压缩机，使得准确控制蒸发温度，避免了蒸发温度过低造成蒸发缓慢，或是蒸发温度过高造成了能量浪费，进一步降低污泥干燥的能耗。

所述真空干燥器的冷凝水排出口还可以通过与污水处理设备连接，处理至达到排放标准或回用标准，减少了污泥干燥处理时产生的污水对环境的二次污染。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例一的一种污泥干燥处理的系统的结构示意图。

图2是本发明实施例二的一种污泥干燥处理的方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

参照图1，示出了本发明实施例中的一种污泥干燥处理系统的结构示意图。

该污泥干燥处理系统包括：蒸汽压缩机2、加热器4、真空干燥器1、除尘器3和净化装置5；连接关系为：所述蒸汽压缩机2与所述加热器4连接；所述真空干燥器1上设置有污泥进料口11、污泥排出口12、蒸汽入口13、蒸汽出口14、冷凝水排出口15和不凝气排放口16；所述加热器4与所述真空干燥器1的蒸汽入口13连接，所述真空干燥器1上的蒸汽出口14与所述除尘器3连接；所述除尘器3与所述蒸汽压缩机2连接；所述真空干燥器1的不凝气排放口16与所述净化装置5连接。

本发明的污泥干燥处理系统的设计原理为，通过将所述加热器4与所述真空干燥器1的所述蒸汽入口13连接，所述真空干燥器1上的所述蒸汽出口14与所述除尘器3连接，所述除尘器3与所述蒸汽压缩机2连接，所述蒸汽压缩机2将所述真空干燥器1抽真空，将待处理的污泥加压输送至以蒸汽作为热源的所述真空干燥器1的污泥进料口11，所述真空干燥器1通过间接换热将所述蒸汽冷凝的热量传给所述污泥，可以使污泥中的水分在压力低于一个大气压和蒸发温度低于100℃的真空状态下蒸发形成蒸汽，同时得到干燥的污泥，由于污泥中的水分在真空环境下蒸发，水的沸点降低，减少水分蒸发所需热量，从而降低了污泥干燥的能耗；

水在真空负压状态的沸点低于常温常压下的沸点100℃，例如，在19.6kPa的气压下，水的沸点即可降到60℃；因此，控制较低的蒸发温度就可以使污泥的水分达到沸腾状态并蒸发，从而降低了将污泥的水分蒸发所需的热量。

并且，通过上述连接关系，污泥蒸发产生的蒸汽通过所述真空干燥器1的蒸汽出口14依次经过蒸汽压缩机2加压升温以及加热器4加热处理后，进入所述真空干燥器1的蒸汽入口13，使得污泥蒸发产生的蒸汽作为热源循环使用，蒸汽热量重复利用，提高热效率，降低能耗，与常规的热干化技术相比节约60％的能耗，可大幅度降低污泥干燥的能耗。

通过所述真空干燥器1上设置的污泥排出口12将所述干燥的污泥排出，由于蒸发温度小于100℃，污泥排出温度低，污泥排出时带走的热量少，进一步降低了污泥干燥的能耗；

由于低温蒸发的方式无污泥臭气溢出，相对于传统的高温热干化技术，臭气产生量较少，避免了污泥处理产生的臭气造成环境污染；

由于污泥干燥处理在真空状态下进行，污泥中的病原菌、寄生虫卵灭活，进一步避免了处理后的污泥造成环境污染；

由于降低了污泥排出时的温度，不会破坏污泥的有机质成份，便于土壤改良等污泥后续处理；

通过所述真空干燥器1上的所述蒸汽出口14与所述除尘器3连接，所述除尘器3与所述蒸汽压缩机2连接，可以使污泥的水分在干燥时形成的蒸汽进行除尘处理，除去了循环气体中的粉尘杂质，降低了蒸汽压缩机的磨损隐患和粉尘爆炸风险。

通过将所述真空干燥器1的不凝气排放口16与所述净化装置5相连，使作为热源的所述蒸汽加热污泥后形成的不凝气体经所述真空干燥器1的不凝气排放口16进入所述净化装置5处理至达到大气排放标准，从而减少了污泥干燥处理产生的废气对环境的二次污染。

本发明实施例中，可选地，所述加热器4可以设置为电加热器或蒸汽加热器，用于补充污泥干燥处理系统运行过程中损失的热量。

本发明实施例中，可选地，所述蒸汽压缩机2可以设置为变频式蒸汽压缩机，可以准确控制蒸发温度，避免了蒸发温度过低造成蒸发缓慢，或是蒸发温度过高造成了能量浪费，进一步降低污泥干燥的能耗。

本发明实施例中，可选地，通过设置所述真空干燥器1的冷凝水排出口15与污水处理设备连接，使作为热源的蒸汽加热污泥后形成的冷凝水进入所述污水处理设备，处理至达到排放标准或回用标准，减少了污泥干燥处理时产生的污水对环境的二次污染。

实施例二

详细介绍本发明实施例提供的一种污泥干燥处理的方法。

参照图2，示出了本发明实施例二中的一种污泥干燥处理的方法的步骤流程图，所述方法包括：

步骤101、采用蒸汽压缩机对真空干燥器抽真空；

步骤102、将待处理的污泥加压输送至以蒸汽作为热源的所述真空干燥器的污泥进料口；

步骤103、所述真空干燥器通过间接换热将所述蒸汽冷凝的热量传给所述污泥，所述污泥中的水分在压力低于一个大气压和蒸发温度低于100℃的真空状态下蒸发形成蒸汽，同时得到干燥的污泥；

步骤104、形成的蒸汽通过所述真空干燥器的蒸汽出口依次经过除尘器除尘、所述蒸汽压缩机加压升温以及加热器加热处理后，进入所述真空干燥器的蒸汽入口作为所述步骤2中的热源循环使用。

本发明实施例中，可选地，在所述将待处理的污泥加压输送至以蒸汽作为热源的所述真空干燥器的污泥进料口之前，所述方法还包括：对所述污泥进行预处理，例如，将待处理的污泥进行过滤处理，去除污泥中的大颗粒杂质。当然，上述预处理方法仅作示例，在具体的实现中，本领域技术人员可以采取任何可以实现的方法进行预处理，本申请对此并不作限制。

本发明实施例中，可选地，作为热源的所述蒸汽加热污泥后形成的不凝气体经所述真空干燥器的不凝气排放口进入净化装置处理至达到大气排放标准。

本发明实施例中，可选地，作为热源的所述蒸汽加热污泥后形成的冷凝水经所述真空干燥器的冷凝水排出口进入污水处理设备处理至达到排放标准或回用标准。

本发明实施例中，可选地，所述干燥的污泥经所述真空干燥器的污泥排出口排出。

本发明实施例中，可选地，所述蒸汽压缩机为变频式蒸汽压缩机，所述加热器为电加热器或蒸汽加热器。

对于上述污泥干燥处理方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必需的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域技术人员易于想到的是：上述各个实施例的任意组合应用都是可行的，故上述各个实施例之间的任意组合都是本发明的实施方案，但是由于篇幅限制，本说明书在此就不一一详述了。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的装置进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

Claims (10)

1.一种污泥干燥处理系统，其特征在于，包括：

蒸汽压缩机、加热器、真空干燥器、除尘器和净化装置；

所述蒸汽压缩机与所述加热器连接；

所述真空干燥器上设置有污泥进料口、污泥排出口、蒸汽入口、蒸汽出口、冷凝水排出口和不凝气排放口；

所述加热器与所述真空干燥器的所述蒸汽入口连接，所述真空干燥器上的所述蒸汽出口与所述除尘器连接；

所述除尘器与所述蒸汽压缩机连接；

所述真空干燥器的不凝气排放口与所述净化装置连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述加热器为电加热器或蒸汽加热器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述蒸汽压缩机为变频式蒸汽压缩机。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述真空干燥器的冷凝水排出口与污水处理设备连接。

5.一种采用权利要求1-4任一项所述系统进行污泥干燥处理的方法，其特征在于，包括：

步骤1、采用蒸汽压缩机对真空干燥器抽真空；

步骤2、将待处理的污泥加压输送至以蒸汽作为热源的所述真空干燥器的污泥进料口；

步骤3、所述真空干燥器通过间接换热将所述蒸汽冷凝的热量传给所述污泥，所述污泥中的水分在压力低于一个大气压和蒸发温度低于100℃的真空状态下蒸发形成蒸汽，同时得到干燥的污泥；

步骤4、形成的蒸汽通过所述真空干燥器的蒸汽出口依次经过除尘器除尘、蒸汽压缩机加压升温以及加热器加热处理后，进入所述真空干燥器的蒸汽入口作为所述步骤2中的热源循环使用。

6.根据权利要求5所述的方法，在所述将待处理的污泥加压输送至以蒸汽作为热源的所述真空干燥器的污泥进料口之前，所述方法还包括：

对所述污泥进行预处理。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括：

作为热源的所述蒸汽加热污泥后形成的不凝气体经所述真空干燥器的不凝气排放口进入净化装置处理至达到大气排放标准。

8.根据权利要求5所述的方法，还包括：

作为热源的所述蒸汽加热污泥后形成的冷凝水经所述真空干燥器的冷凝水排出口进入污水处理设备处理至达到排放标准或回用标准。

9.根据权利要求5所述的方法，还包括：

所述干燥的污泥经所述真空干燥器的污泥排出口排出。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

所述蒸汽压缩机为变频式蒸汽压缩机，所述加热器为电加热器或蒸汽加热器。