CN105712603B - 一种应用射频电磁能的污泥干化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用射频电磁能的污泥干化方法，包括以下步骤：第一步，对待处理污泥搅拌分解团块固体，使污泥固液充分混合达均匀调质分散态；第二步，将第一步处理后的污泥导入高速变化的电磁场内加温反应，第三步，将第二步处理后的污泥在高速变化的电磁场内进行连续升温处理，温度保持在260℃‑280℃；第四步，将第三步处理后的污泥在高速变化的电磁场内进行连续降温处理。本发明是一种应用射频电磁能的污泥干化方法，从污泥的处置方法到工艺量化，从工业应用实现环保节能，到减量化与无害化环境友好利用，可为企业创造资源综合效能化财富效益。

Description

一种应用射频电磁能的污泥干化方法

技术领域

本发明涉及一种应用射频电磁能的污泥干化方法。可适用于大多数工业污泥处置外，也适用于城市污水厂污泥的脱水干化减容和资源化循环利用处理。

背景技术

此前，传统处理污泥是以燃煤炉热风或锅炉高温蒸汽作为主要烘干热源工艺。数十年来，曾过于依赖国外上世纪工业革命后的焚烧法、填埋法；不仅投资大，运行成本高，还耗时费力；传统焚烧除需高耗能外，还需首先解决污泥脱水后含水率仍高达75％-85％，焚烧前必须再脱水到可入炉条件；而填埋法由于污泥自身的化学成分和物理组分特性复杂，必然占用大量土地，对生态环境极易产生二次污染；传统的电阻式加热(电炉丝加热、电加热圈加热、电加热管加热)可节能30％，但老式电阻式加热方式一边加热一边散热，导致加热的热效率不高而且很费电；我国近十几年来，大专院校、科研院所和企业同仁在实验室做过大量污泥脱水装置与工艺方法研究，但鲜见工业规模应用；长期以来，污泥成为困扰企业发展的一大难题。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，提供一种应用射频电磁能的污泥干化方法。

本发明通过下述方案实现：

一种应用射频电磁能的污泥干化方法，包括以下步骤：

第一步，对待处理的污泥进行搅拌，分解凝结固体，使污泥中的固液物处在均匀混合状态，达到物理分散；

第二步，将第一步处理后的污泥导入高速变化的电磁场内，高速变化的电磁场产生无数的涡流，使得污泥中的介质水分子不仅获得极化反应的转化热能，也产生介质水由内向外的传质动能，温度保持在220℃-240℃之间持续60分钟，同时将污泥再次均匀混合并挤压推送；

第三步，将第二步处理后的污泥，再为260℃-280℃高速变化的电磁场内进行连续升温处理；

第四步，将第三步处理后的污泥在高速变化的电磁场内进行连续降温处理，温度保持在180℃-200℃，污泥经降温分解并进行压榨后，经后续搅拌降温变为粉末状，直接外运或存入残泥箱作集中利用。

在所述第一步中，还包括清除污泥中的杂物和投加除臭氧化剂。

在所述第二步、第三步、和第四步中的污泥在加热、脱水干化过程中产生的含水热尾气进行气液分离，其中，系统热尾气返回引入第一步做余热分解凝结固体，尾气经过喷淋降温后送入污水处理厂处理。

本发明方法的有益效果为：

本发明是一种应用射频电磁能的污泥干化方法，从污泥的处置方法到工艺量化，从工业应用实现环保节能，到减量化与无害化环境友好利用，不仅可为相关企业解决污泥处理处置长期困扰企业发展的一大难题，还可为企业创造资源化、效能化的综合财富效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明：

一种应用射频电磁能的污泥干化方法，包括以下步骤：

第一步，对待处理的污泥进行搅拌，分解凝结固体，使污泥中的固液物处在均匀混合状态，达到物理分散；

第二步，将第一步处理后的污泥导入高速变化的电磁场内，高速变化的电磁场产生无数的涡流，使得污泥中的介质水分子不仅获得极化反应的转化热能，也产生介质水由内向外的传质动能，温度保持在220℃-240℃之间持续60分钟，同时将污泥再次均匀混合并挤压推送；

第三步，将第二步处理后的污泥，再为260℃-280℃高速变化的电磁场内进行连续升温处理；

第四步，将第三步处理后的污泥在高速变化的电磁场内进行连续降温处理，温度保持在180℃-200℃，污泥经降温分解并进行压榨后，经后续搅拌降温变为粉末状，直接外运或存入残泥箱作集中利用。

在所述第一步中，还包括清除污泥中的杂物和投加除臭氧化剂。

在所述第二步、第三步、和第四步中的污泥在加热、脱水干化过程中产生的含水热尾气进行气液分离，其中，系统热尾气返回引入第一步做余热分解凝结固体，尾气经过喷淋降温后送入污水处理厂处理。

在实际生产中产生的尾气是经引风机、阻燃器、水喷淋洗等系统设备处理后冷却输出到污水处理厂处理。但对石油石化含油污泥在用本干化法处理过程中产生的水蒸汽，经气液分离后的水，还应再经沉淀槽或池进行油/水分离后，油可回收利用；水送污水厂或直接二次回用。

下面结合实际的应用状况对本发明做进一步详细的说明。

1)将待处理的污泥送入搅拌罐混合搅拌；

2)搅拌罐内通过搅拌机高速搅拌分散凝结体，打散生物絮团，使污泥中的固体和液体完全处于混合状态；

3)进行一级电磁能处理，使其污泥在电磁能的加载作用下，通过螺旋挤压推进，高温产生的蒸汽导入气液分离器，热源蒸汽气流通过管道阻燃器-管道进入污泥原料罐二次热源利用。而尾气通过引风机冷却水箱，污泥送入二级电磁能处理。

实际生产中将污泥传入一级电磁能处理的螺杆式管体内，通过对电磁能射频频率智能化调整、换热器和操作监控系统，控制器将交流电整流、滤波、逆变与电磁能加热端相连接，管体温度传感器将信号送给控制器，实现控制与保护。其整流电路将交流电转变成可调脉动直流电压，再经滤波电容逆变为射频电压，高速变化的电磁场在管体内产生无数的涡流，使其螺旋管体自行高速发热，管体内污泥中的介质水分子在强电磁场作用下，获得动能并迅即转化为热能。卧螺桨叶在连续推进中将固液体污泥再次混合并均匀挤压。根据物料含水比例调整螺杆动力电机转速，管体温控在220 ℃-240℃。管体中的污泥在电磁射频热交换的环境内以环状式运动递进。

4)二级电磁能高温处理，使污泥在电磁能加载的作用下，通过螺旋挤压推进，高温产生的气液导入气液分离器，热源蒸汽气流通过管道阻燃器- 管道进入污泥原料罐二次热源利用。尾气通过引风机冷却水箱，污泥送入三级电磁能干化。

5)二级电磁能高温干化处理，使其污泥在螺旋挤压过程中保压控温，含水量通过高温产生的气液导入气液分离器，热源蒸汽气流通过管道阻燃器经管道进入污泥原料罐二次热源利用。尾气通过引风机送风冷却水，污泥干化后的干泥落入搅拌箱，干泥颗粒或泥粉装入残泥箱外运或送至残泥资源化利用。

本发明为一种应用射频电磁能用于污泥脱水干化减容工业应用技术。采用对清洁电能智能化操控调整射频电路频率，实现电磁能对介质水分子的离子极化；将电磁能送入含水80％左右的污泥中，获得对介质(水)的转化热能；即，含水污泥在交变电磁场的强力作用下，介质水以分子态同时获得高速交变的传质动能的迅速脱水方法。其原理是通过电磁控制电路将交流电整流、滤波、逆变为可调脉动直流电，再经滤波电容逆变为射频电压，高速变化的电流流过保温线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时，会在金属体内产生无数的涡流，使金属材料本身自行高速发热，从而达到对管体内污泥中的水分子在强电磁场作用下产生离子极化，介质离子带电荷从电磁场快速获得动能，相互发生活渤摩擦碰撞，将动能转化为极化热能。其热能利用率最高可达95％，在有效的时间内使残泥中含水率可降至30％以下，这就是介质水的非蒸发性由内向外的快速污泥脱水干化过程。

本发明采用清洁电能源，通过射频电路获得快速交变的射频电磁能，不仅使污泥中的水快速获得离子极化运动的热能，且还将能量集中用于对介质水的干化与由内向外传质的动能，不仅加热速度快，且热效率高；特别对石油、化工类存高安全风险企业，可预防和避免热源给企业带来的不安全因素和防爆隐患；

本发明可替代传统锅炉的热风、蒸汽、高温油等热法对流、传导等方法对污泥的处理技术，且投资小、占地少、设备先进、工艺创新、操作简便、易全程实现智能化自动控制；

本发明是对湿污泥的电磁能离子极化脱水干化的工业规模应用方法；

干化过程中不需要外接加热设备，属由内向外传质非蒸发工艺；

本发明对污泥处理可实现“四化”、“三利用”，即：污泥处理减量化、无害化、资源化和效能化；污泥经干化后可制成复合型肥料，可作绿化植被土利用；也可用做工程填埋和建筑材料利用。

工业污泥初水分在80％以上，干化后污泥含水率约为30％(也可根据残泥资源化用途需要调整脱水率)，干污泥成松散粉粒状可与煤粉混合直接进入锅炉燃烧，污泥的热值依来源不同，约在2000-3000kcal左右；可与高有机质可燃废弃物混合燃烧利用，节省能源；也可将干化后污泥制成肥料或当作生产建筑材料的填料添加，或直接填埋也不会造成二次污染，完全可达到环境友好利用要求；此设备能耗低、使用电磁能(电能+磁能)的污泥脱水干化，具有通过智能调频合理控制温度与加载泥量，动力消耗低、运转平稳、低噪音、用工量小、整套装置低温运行，还可降低生产区和厂区周边环境的热污染等。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种应用射频电磁能的污泥干化方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，对待处理的污泥进行搅拌，分解凝结固体，使污泥中的固液物处在均匀混合状态，达到物理分散；

第二步，将第一步处理后的污泥导入高速变化的电磁场内，高速变化的电磁场产生无数的涡流，使得污泥中的介质水分子不仅获得极化反应的转化热能，也产生介质水由内向外的传质动能，温度保持在220℃-240℃之间持续60分钟，同时将污泥再次均匀混合并挤压推送；

第三步，将第二步处理后的污泥，在 为260℃-280℃高速变化的电磁场内进行连续升温处理；

第四步，将第三步处理后的污泥在高速变化的电磁场内进行连续降温处理，温度保持在180℃-200℃，污泥经降温分解并进行压榨后，经后续搅拌降温变为粉末状，直接外运或存入残泥箱作集中利用；

在所述第一步中，还包括清除污泥中的杂物和投加除臭氧化剂。

2.根据权利要求1所述的一种应用射频电磁能的污泥干化方法，其特征在于：在所述第二步、第三步、和第四步中的污泥在加热、脱水干化过程中产生的含水热尾气进行气液分离，其中，系统热尾气返回引入第一步做余热分解凝结固体，尾气经过喷淋降温后送入污水处理厂处理。