CN105668955A - 微波污泥干化处理系统以及微波污泥干化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微波污泥干化处理系统以及微波污泥干化处理方法，微波污泥干化处理系统包括：污泥泵、污泥成型机、污泥微波烘干机和干化污泥粉碎机。优点为：将污泥泵、污泥成型机、污泥微波烘干机和干化污泥粉碎机结合为一体，全面提高污泥干化效果，还具有能源清洁、自动化程度高、设备结构紧凑以及成本低的优点。

Description

微波污泥干化处理系统以及微波污泥干化处理方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种微波污泥干化处理系统以及微波污泥干化处理方法。

背景技术

污泥干化是污水处理的后续部分，随着中国城市化进程的加快，城市污水处理厂仍不断增加，污泥产量也呈持续快速增长之势。社会的关注促使国家不得不对污泥的处理处置重视起来，国家的重视又促使了污泥处理处置市场的形成。即将到来的“十二五”，将重点放在污泥处置等方面。应“千方百计地将污泥处置搞上去”，鼓励污泥无害化。

目前，污泥干化设备以机械脱水及热力脱水为主，主要的机械设备有：转鼓式真空过滤机、转桶式离心机、板框压滤机、带式压滤脱水机、螺旋压榨脱水机、浆叶机、套筒机或流化床等。

然而，以上各种污泥干化设备，普遍存在以下问题：

(1)当采用热力脱水时，在污泥干化处理过程中，会产生烟尘、烟气、热油等污染物，从而对周围环境造成不利影响；

(2)当采用机械脱水时，由于机械脱水脱去的仅是污泥中自由间隙水，虽经脱水，污泥水份仍存在75％～85％左右，但75％-85％的含水率并不能使得污泥直接被处置，里面含有的有毒有害物质也没有被处理，因此，具有污泥干化干化效率低的问题；

(3)结构复杂、成本高。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种微波污泥干化处理系统以及微波污泥干化处理方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种微波污泥干化处理系统，包括：污泥泵、污泥成型机、污泥微波烘干机和干化污泥粉碎机；

所述污泥泵的出料端与所述污泥成型机的进料口连接；所述污泥成型机的出料端位于所述污泥微波烘干机的微波布料带上；所述污泥微波烘干机的出料端的下方安装所述干化污泥粉碎机。

优选的，所述污泥泵的出料端通过可伸缩的高压软管与所述污泥成型机的进料口连接。

优选的，所述污泥成型机包括：成型装置、行走装置支架(2)、行走装置驱动机构和机架(3)；

所述机架(3)设置有导轨(3-1)，所述行走装置支架(2)与所述导轨(3-1)滑动连接；所述行走装置驱动机构用于驱动所述行走装置支架(2)沿所述导轨(3-1)进行左右往复滑动；

所述成型装置固定安装于所述行走装置支架(2)上，所述成型装置包括：成型腔体、成型机头(1)、进料口(5)和筛孔板；所述成型腔体的一端与所述进料口连通；所述成型腔体的内部设置所述成型机头(1)，所述成型腔体的底部设置所述筛孔板。

优选的，所述成型腔体还配置有冲洗口(4)。

优选的，所述行走装置支架(2)设置于微波布料带的上方。

优选的，还包括：总控制器、微波布料带传输速度控制装置、微波布料带污泥均匀度检测器以及微波布料带污泥厚度检测器；

所述总控制器的输入端分别与所述微波布料带污泥均匀度检测器以及所述微波布料带污泥厚度检测器连接；所述总控制器的输出端分别与所述微波布料带传输速度控制装置以及所述行走装置驱动机构连接。

优选的，所述污泥微波烘干机包括：微波布料带(10)、污泥输送驱动机构、微波作用腔体(20)以及蒸汽排放装置(30)；

所述污泥输送驱动机构用于驱动所述微波布料带(10)进行传动动作；所述微波布料带(10)的前端为进料端(40)，位于所述污泥成型机的出料端下方；所述微波布料带(10)的后端为出料端(50)；所述微波布料带(10)的主体部分穿过所述微波作用腔体(20)，通过所述微波作用腔体(20)发出的微波，对所述微波布料带(10)所输送的污泥进行干化处理；所述微波作用腔体(20)的顶部安装用于将污泥干化产生的蒸汽向外排放的所述蒸汽排放装置(30)。

优选的，所述微波作用腔体(20)的腔体内壁均布有多个微波发生装置；

所述微波布料带(10)通过机架(60)支撑；

还包括：控制器、用于检测处理前污泥含水率的第1含水率检测传感器、用于检测处理后污泥含水率的第2含水率检测传感器、微波布料带行进速度控制单元以及微波功率控制单元；

所述控制器的输入端与所述第1含水率检测传感器和所述第2含水率检测传感器连接；所述控制器的输出端分别与所述微波布料带行进速度控制单元以及所述微波功率控制单元连接。

本发明提供一种微波污泥干化处理方法，包括以下步骤：

步骤1，含水率75％～85％污泥通过污泥泵送入污泥成型机中；

步骤2，污泥成型机底部配置有5～20mm的筛孔板；

污泥成型机将送入到自身成型腔体内部的污泥由成型机头底部的筛孔挤出，挤出的污泥类似面条状；同时，通过电气控制行走装置支架进行左右方向连续往复动作，进而带动成型机头进行左右方向连续往复动作，并配合微波布料带的传输速度，实现将成型机头所挤出的面条状污泥均匀铺设于微波布料带上；

步骤3，在污泥输送驱动机构的驱动下，微波布料带所携带的面条状污泥运输到微波作用腔体内部，调节微波功率和/或调节微波布料带行进速度，使微波作用腔体对平摊状态的污泥进行高效加热，在污泥微波烘干机的出料端获得规定含水率的干化污泥；

步骤4，污泥微波烘干机的出料端所排出的干化污泥落入到干化污泥粉碎机的进料口，干化污泥粉碎机将干化污泥粉碎后收集，供后续进一步处理。

优选的，步骤2中，微波布料带的布料厚度为30-50mm；步骤3中，微波频率调节为2450MHZ。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的微波污泥干化处理系统以及微波污泥干化处理方法具有以下优点：

将污泥泵、污泥成型机、污泥微波烘干机和干化污泥粉碎机结合为一体，全面提高污泥干化效果，还具有能源清洁、自动化程度高、设备结构紧凑以及成本低的优点。

附图说明

图1为本发明提供的微波污泥干化处理系统的整体结构示意图；

图2为本发明提供的污泥成型机的结构示意图；

图3为本发明提供的污泥微波烘干机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明：

结合图1，本发明提供一种微波污泥干化处理系统，包括：污泥泵、污泥成型机、污泥微波烘干机和干化污泥粉碎机；所述污泥泵的出料端与所述污泥成型机的进料口连接，例如，通过可伸缩的高压软管连接；所述污泥成型机的出料端位于所述污泥微波烘干机的微波布料带上；所述污泥微波烘干机的出料端的下方安装所述干化污泥粉碎机。

本发明中，核心部件为污泥成型机和污泥微波烘干机，以下详述这两个部件的结构和工作原理：

(一)污泥成型机

污泥成型机，属于污泥布料装置，用于将污泥挤压成细长面条状，然后按一定形状和厚度，将污泥铺设布置于微波布料带上，从而保证污泥充分进行热交换，提高后续污泥烘干效率。具体的，当污泥含固率在18～32％DR范围时，一般均可以采用污泥成型机进行污泥布料。进料污泥能够按一定形状和厚度铺设在微波布料带上，保证污泥后续充分进行热交换，提高污泥干化处理效率；同时，出料时，污泥也保持干面条状，在进行焚烧处理时，能够保证与空气进行充分接触，提高燃烧效率。

如图2所示，本发明提供的污泥成型机，包括：成型装置、行走装置支架2、行走装置驱动机构和机架3；

机架3设置有导轨3-1，行走装置支架2与导轨3-1滑动连接；行走装置驱动机构用于驱动行走装置支架2沿导轨3-1进行左右往复滑动；

成型装置固定安装于行走装置支架2上，成型装置包括：成型腔体、成型机头1、进料口5和筛孔板；成型腔体的一端与进料口连通；成型腔体的内部设置成型机头1，成型腔体的底部设置筛孔板。成型腔体还配置有冲洗口4，可对污泥成型机内部进行冲洗。

上述污泥成型机的工作原理为：

通过污泥泵将污泥从进料口5打入到成型腔体内部，通过螺旋机构将污泥均匀的由成型机头底部的筛孔挤出，挤出的污泥类似面条状，具体直径可根据要求更换筛孔板即可实现。

在上述过程中，可通过电气控制行走装置支架进行左右方向连续往复动作，进而带动成型机头进行左右方向连续往复动作，并配合微波布料带的传输速度，实现将成型机头所挤出的面条状污泥均匀铺设于微波布料带上。

另外，为实现对污泥成型的自动控制过程，还可安装总控制器、微波布料带传输速度控制装置、微波布料带污泥均匀度检测器以及微波布料带污泥厚度检测器；

总控制器的输入端分别与微波布料带污泥均匀度检测器以及微波布料带污泥厚度检测器连接；总控制器的输出端分别与微波布料带传输速度控制装置以及行走装置驱动机构连接。由此形成对污泥成型过程的自动控制，提高污泥成型效率。

由此可见，本发明提供的污泥成型机，具有以下优点：

(1)结构紧凑，自动化程度高：采用电气自动控制污泥成型机左右往复移动，当然，通过增加其他驱动机构，也可实现污泥成型机在前后方向移动，进而实现前后左右四向自由移动，可不需人员看守，即可实现污泥的均匀摊铺，设备轻量化设计，占用空间小，能耗低。

(2)提高后续干化效率：污泥可根据后续干燥设备的条件，实现按一定形状及厚度均匀摊铺在烘干输送带上，增加污泥与热源的接触面积，大大提高干燥效率。

(二)污泥微波烘干机

微波污泥干化机，包括：微波布料带10、污泥输送驱动机构、微波作用腔体20以及蒸汽排放装置30；

微波布料带10通过机架60支撑，其前端为进料端40；微波布料带10的后端为出料端50。

污泥输送驱动机构用于驱动微波布料带10进行传动动作；微波布料带10的前端为进料位置；微波布料带10的后端为出料位置；微波布料带10的主体部分穿过微波作用腔体20，通过微波作用腔体20发出的微波，对微波布料带10所输送的污泥进行干化处理；微波作用腔体20的顶部安装用于将污泥干化产生的蒸汽向外排放的蒸汽排放装置30。

其中，为实现使污泥均匀受热，微波作用腔体20的腔体内壁可以均布有多个微波发生装置，从而全方位均匀加热污泥。

上述微波污泥干化机的工作原理为：

原生污泥在进料端，均匀摊铺在微波布料带上，微波布料带可采用高分子材质，质轻且耐腐蚀耐高温。在污泥输送驱动机构的驱动下，将微波布料带所携带的污泥运输到微波作用腔体内部，微波作用腔体均匀发热，从而对平摊状态的污泥加热，提高干化效率，并可根据实际含水率要求，调节微波功率或者调节微波布料带行进速度即可，在出料端可获得规定含水率的干化污泥。

另外，为实现对污泥干化的自动控制过程，还可安装控制器、用于检测处理前污泥含水率的第1含水率检测传感器、用于检测处理后污泥含水率的第2含水率检测传感器、微波布料带行进速度控制单元以及微波功率控制单元；控制器的输入端与第1含水率检测传感器和第2含水率检测传感器连接；控制器的输出端分别与微波布料带行进速度控制单元以及微波功率控制单元连接。由此形成对污泥干化过程的自动控制，提高污泥干化效率。

本发明提供的微波污泥干化机具有以下优点：

(1)能源清洁、自动化程度高：采用微波干化污泥只需要电力，且不会产生烟尘、烟气、热油等等污染物，具有工艺先进易控制、可连续化和自动化生产的优点；

(2)污泥干化效率高，干化程度可调：微波能够瞬间穿透被加热物料.穿透深度可达几公分，甚至十几公分，不会出现"外焦内生"的现象，只需调节微波功率或者加热时间，即可以使污泥从80％的含水率可以任意降低到任何值。

(3)干化后的污泥中所有的有毒有害细菌、寄生虫、病毒基本被微波杀死，简单实用，安全卫生，时间短，效率高。

(4)由于热源采用电力，舍去了传统干燥设备的独立加热及除尘设施，如热风炉、蒸汽炉、风道、除尘器等，设备的结构更为紧凑，因此，降低了污泥干化的成本。

本发明还提供一种微波污泥干化处理方法，包括以下步骤：

步骤1，含水率75％～85％污泥通过污泥泵送入污泥成型机中；

步骤2，污泥成型机底部可按要求选择5～20mm的筛孔板；

污泥成型机将送入到自身成型腔体内部的污泥由成型机头底部的筛孔挤出，挤出的污泥类似面条状；同时，通过电气控制行走装置支架进行左右方向连续往复动作，进而带动成型机头进行左右方向连续往复动作，并配合微波布料带的传输速度，实现将成型机头所挤出的面条状污泥均匀铺设于微波布料带上；

此处，污泥成型机采用自动控制，通过1.5kw行走电机带动成型机相对微波布料带做横向移动，当其移动到极限位置时，接触到行程开关，电机立即反转，带动成型机向反方向移动；同样的，在另一侧极限位置也设置有行程开关，从而实现成型机的自动往复运动，在污泥微波干化机布料带上的均匀布料，布料厚度为30-50mm。

步骤3，在污泥输送驱动机构的驱动下，微波布料带所携带的面条状污泥运输到微波作用腔体内部，调节微波功率和/或调节微波布料带行进速度，使微波作用腔体对平摊状态的污泥进行高效加热，在污泥微波烘干机的出料端获得规定含水率的干化污泥；

作为一种具体实现方式，微波布料带宽度为1000mm，布满污泥的微波布料带匀速通过微波干化腔体，微波布料带通过变频调速，频率调节为30HZ。

微波干化腔体内有多个微波发生器，微波频率调节为2450MHZ，腔体上方有排湿装置，利于蒸发的水蒸气顺利排出，提高干化效率。

步骤4，污泥微波烘干机的出料端所排出的干化污泥落入到干化污泥粉碎机的进料口，干化污泥粉碎机将干化污泥粉碎后收集，供后续进一步处理。

具体的，干化后的污泥含水率为38％，经微波布料带直接输送到干化污泥粉碎机中进行粉碎，粉碎后粒径在5mm以下，收集后可直接掺在煤粉中进行焚烧发电，热值可达3000KJ/kg以上。

可见，通过本发明提供的微波污泥干化处理系统，微波污泥烘干机是核心。进料端采用污泥成型机，将含水率80％左右的污泥由泥浆泵打进污泥成型机，造成“面条”铺在微波烘干机的微波布料带上上，相比平铺的泥饼，显然“面条”具有更多的散热面积和更易于微波穿透，干化效率会更高。在出料端设置粉碎机，将已经干化的污泥粉碎，然后再送到焚烧炉，粉状的污泥可以增加与空气接触面积，在高温下充分燃烧，最终成为稳定的灰渣。焚烧法具有减容、减重率高，处理速度快，无害化较彻底，余热可用于发电或供热等优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微波污泥干化处理系统，其特征在于，包括：污泥泵、污泥成型机、污泥微波烘干机和干化污泥粉碎机；

所述污泥泵的出料端与所述污泥成型机的进料口连接；所述污泥成型机的出料端位于所述污泥微波烘干机的微波布料带上；所述污泥微波烘干机的出料端的下方安装所述干化污泥粉碎机。

2.根据权利要求1所述的微波污泥干化处理系统，其特征在于，所述污泥泵的出料端通过可伸缩的高压软管与所述污泥成型机的进料口连接。

3.根据权利要求1所述的微波污泥干化处理系统，其特征在于，所述污泥成型机包括：成型装置、行走装置支架(2)、行走装置驱动机构和机架(3)；

所述机架(3)设置有导轨(3-1)，所述行走装置支架(2)与所述导轨(3-1)滑动连接；所述行走装置驱动机构用于驱动所述行走装置支架(2)沿所述导轨(3-1)进行左右往复滑动；

所述成型装置固定安装于所述行走装置支架(2)上，所述成型装置包括：成型腔体、成型机头(1)、进料口(5)和筛孔板；所述成型腔体的一端与所述进料口连通；所述成型腔体的内部设置所述成型机头(1)，所述成型腔体的底部设置所述筛孔板。

4.根据权利要求3所述的微波污泥干化处理系统，其特征在于，所述成型腔体还配置有冲洗口(4)。

5.根据权利要求3所述的微波污泥干化处理系统，其特征在于，所述行走装置支架(2)设置于微波布料带的上方。

6.根据权利要求3所述的微波污泥干化处理系统，其特征在于，还包括：总控制器、微波布料带传输速度控制装置、微波布料带污泥均匀度检测器以及微波布料带污泥厚度检测器；

所述总控制器的输入端分别与所述微波布料带污泥均匀度检测器以及所述微波布料带污泥厚度检测器连接；所述总控制器的输出端分别与所述微波布料带传输速度控制装置以及所述行走装置驱动机构连接。

7.根据权利要求1所述的微波污泥干化处理系统，其特征在于，所述污泥微波烘干机包括：微波布料带(10)、污泥输送驱动机构、微波作用腔体(20)以及蒸汽排放装置(30)；

所述污泥输送驱动机构用于驱动所述微波布料带(10)进行传动动作；所述微波布料带(10)的前端为进料端(40)，位于所述污泥成型机的出料端下方；所述微波布料带(10)的后端为出料端(50)；所述微波布料带(10)的主体部分穿过所述微波作用腔体(20)，通过所述微波作用腔体(20)发出的微波，对所述微波布料带(10)所输送的污泥进行干化处理；所述微波作用腔体(20)的顶部安装用于将污泥干化产生的蒸汽向外排放的所述蒸汽排放装置(30)。

8.根据权利要求7所述的微波污泥干化处理系统，其特征在于，所述微波作用腔体(20)的腔体内壁均布有多个微波发生装置；

所述微波布料带(10)通过机架(60)支撑；

还包括：控制器、用于检测处理前污泥含水率的第1含水率检测传感器、用于检测处理后污泥含水率的第2含水率检测传感器、微波布料带行进速度控制单元以及微波功率控制单元；

所述控制器的输入端与所述第1含水率检测传感器和所述第2含水率检测传感器连接；所述控制器的输出端分别与所述微波布料带行进速度控制单元以及所述微波功率控制单元连接。

9.一种微波污泥干化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，含水率75％～85％污泥通过污泥泵送入污泥成型机中；

步骤2，污泥成型机底部配置有5～20mm的筛孔板；

污泥成型机将送入到自身成型腔体内部的污泥由成型机头底部的筛孔挤出，挤出的污泥类似面条状；同时，通过电气控制行走装置支架进行左右方向连续往复动作，进而带动成型机头进行左右方向连续往复动作，并配合微波布料带的传输速度，实现将成型机头所挤出的面条状污泥均匀铺设于微波布料带上；

步骤3，在污泥输送驱动机构的驱动下，微波布料带所携带的面条状污泥运输到微波作用腔体内部，调节微波功率和/或调节微波布料带行进速度，使微波作用腔体对平摊状态的污泥进行高效加热，在污泥微波烘干机的出料端获得规定含水率的干化污泥；

步骤4，污泥微波烘干机的出料端所排出的干化污泥落入到干化污泥粉碎机的进料口，干化污泥粉碎机将干化污泥粉碎后收集，供后续进一步处理。

10.根据权利要求9所述的微波污泥干化处理方法，其特征在于，步骤2中，微波布料带的布料厚度为30-50mm；步骤3中，微波频率调节为2450MHZ。