CN106542715B - 污泥干燥装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污泥干燥装置及其工作方法，包括：预混罐，在预混罐中设有搅拌器；干燥器，干燥器的混合物进口通过原料运输泵与预混罐的混合物出口连接；过滤机，过滤机的进混合物口通过过滤泵与干燥器的混合物出口连接；悬液分离器，悬液分离器的进口与过滤机的气体出口连接；冷凝单元，冷凝单元分别与悬液分离器的液体出口、预混罐的气体出口及干燥器的气体出口连接；真空泵，真空泵分别与预混罐及干燥器连通。与现有技术相比，本发明具有以下优点：设备占地面积小、投资小、无大型动设备、噪音低。干燥后污泥可直接焚烧，无需掺烧其他燃料。

Description

污泥干燥装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种污泥干燥装置及方法，具体地，就是将废水处理工艺中产生的机械脱水污泥于负压条件下，在污泥干燥器中，与经外部热源间接加热的液相载热剂直接接触传质传热干燥，干燥后的污泥经过滤进行固液分离，液相载热剂循环回用，污泥进一步减水减量，且可直接进行焚烧处理。

背景技术

机械脱水污泥是在工业生产和市政污水处理过程中都会产生的一种固体废弃物，需要进一步进行减量和无害化处理，但由于其他处理方法总存在着这样或那样的问题，业界公认焚烧是机械脱水污泥进一步减量和无害化处理最彻底的办法。机械脱水后的污泥含水率仍比较高，焚烧过程水分蒸发吸收大量热量，降低焚烧炉燃烧温度，烟气含水蒸气等其他问题，必须使用特别的焚烧炉进行焚烧，导致污泥焚烧处理难度高，因此需对机械脱水污泥先进行干燥处理。

污泥中含有的水分通常以如下形式存在：

--间隙水，存在于污泥颗粒之间；

--吸附水，吸附在颗粒表面；

--毛细管结合水，存在于颗粒表面的锲形毛细管；

--内部水，存在于颗粒或细胞内部；

传统污泥干燥方法一般采用如下形式：

1.高压过滤

通过将含水污泥送入板框式压滤机，进行高压过滤，辅以间接蒸汽加热。此方法一般可以将污泥中的含水量下降到30％～50％左右，这样的污泥仍不适合进行直接焚烧，需与其他燃料按一定比例掺烧。

2.烘干

通过热风、高温烟气、蒸汽等热源对机械脱水污泥进行直接或间接加热，此方法可以脱除污泥中的间隙水、吸附水、毛细管结合水，但无法脱除内部水，通常可以将污泥中的含水量下降到10％～30％左右。该工艺耗时长且常压操作，臭味物质和粉尘易形成二次污染，干燥后的污泥热值较低，难于燃烧，需与其他燃料按一定比例掺烧。

3.油炸

专利CN102701559A公开了一种用餐厨废油处理污泥的方法，包括污泥成型、油炸干燥、焚烧换热、尾气处理、渣料收集等过程。该方法常压操作、污泥需预先成型，工艺复杂。由于污泥干燥在在常压下进行，为达到较好的干燥效果和较短的干燥时间，需提高处理温度，过高的温度导致废油和污泥中的有机质发生副反应，形成短碳链醛酮等易挥发物，形成二次污染，另一方面污泥中的有机物过度变性导致后续过滤困难，废油消耗高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种解决上述技术问题的污泥干燥装置及其工作方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种污泥干燥装置及其工作方法，包括：预混罐，在预混罐中设有搅拌器；干燥器，干燥器的混合物进口通过原料运输泵与预混罐的混合物出口连接；过滤机，过滤机的进混合物口通过过滤泵与干燥器的混合物出口连接；悬液分离器，悬液分离器的进口与过滤机的气体出口连接；冷凝单元，冷凝单元分别与悬液分离器的液体出口、预混罐的气体出口及干燥器的气体出口连接；真空泵，真空泵分别与预混罐及干燥器连通。

优选地，冷凝单元包括：第一冷凝器，第一冷凝器的进口与悬液分离器的液体出口连接；第二冷凝器，第二冷凝器的进口与预混罐及干燥器的气体出口连接；冷凝水罐，冷凝水罐与第一冷凝器的出口及第二冷凝器的出口连接。

优选地，过滤泵为开式叶轮离心泵。

优选地，过滤机为叶片式过滤机。

优选地，第二冷凝器为列管式表面冷凝器。

一种污泥干燥装置的工作方法，包括如下步骤：

第一步，开启真空泵，对预混罐和干燥器进行抽真空；

第二步，将污泥和液相载热剂混合加入到预混罐中，开启搅拌器将污泥和液相载热剂混合均匀；

第三步，通过原料运输泵将预混罐中的混合物送入干燥器中，干燥器经蒸汽间接加热，同时通入蒸汽直接进行搅拌；

第四步，干燥后的固液混合物通过过滤泵送入过滤机中进行过滤，排空过滤机，用气体吹饼，得到干燥污泥。

优选地，所述第一步中，对预混罐和干燥器进行抽真空，使预混罐和干燥器的真空度达到80mbarA～150mbarA。

优选地，所述第二步中，将污泥以重量百分比1％～5％的比例和液相载热剂混合加入到预混罐中。

优选地，所述第三步中，干燥器经蒸汽间接加热，液相载热剂温升高至100℃～120℃。

优选地，所述第三步中，通入用量为循环液相载热剂量重量百分比0.1％～1％的蒸汽直接进行搅拌。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：污泥无需预先成型、负压液相干燥、无粉尘产生、传热和传质效率高、干燥温度低、干燥时间短、连续生产；污泥自身含有的以及干燥过程中产生的挥发性物质经真空系统冷凝后直接进入废水处理、极少量的不凝性气体自水环真空泵排气口排出后可集中处理；采用直接蒸汽搅拌，无需在干燥器中增添搅拌装置，可简化设备的结构、增加设备空间容量、改善搅拌效果。设备占地面积小、投资小、无大型动设备、噪音低。干燥后污泥可直接焚烧，无需掺烧其他燃料。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明污泥干燥装置工作方法工艺流程简图。

图中：

1-预混罐 2-搅拌器 3-原料运输泵

4-干燥器 5-过滤泵 6-过滤机

7-悬液分离器 8-第一冷凝器 9-第二冷凝器

10-真空泵 11-冷凝水罐 12-水泵

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改。

如图1所示，本发明污泥干燥装置工作方法包括：真空：开启真空泵1，使预混罐1和干燥器4的真空度达到80mbarA～150mbarA的负压状态。混合：将污泥以重量百分比1％～5％的比例和液相载热剂混合加入到预混罐1中，开启搅拌器2将污泥和液相载热剂混合均匀。干燥：通过原料运输泵3将预混罐1中的混合物送入干燥器4中，干燥器4经蒸汽间接加热，液相载热剂温升高至100℃～120℃，同时通入用量为循环液相载热剂量0.1％～1％(重量百分比)的直接蒸汽进行搅拌。过滤：干燥后的固液混合物通过过滤泵5送入过滤机6中进行过滤，当过滤机6中的滤饼达到一定厚度后，排空过滤机，用气体吹饼，得到干燥污泥。

在整个污泥脱水过程中，预混罐1蒸发的水蒸气和干燥器4蒸发的水蒸汽进入第二冷凝器9冷凝，冷凝水进入冷凝水罐11。吹饼蒸汽经悬液分离器7分离液滴后进入第一冷凝器8冷凝，冷凝水进入冷凝水罐11。冷凝水罐11的冷凝水经水泵12送污水处理厂进行处理。

系统废气统一收集后进行催化氧化处理统一排放。

本发明所指机械脱水污泥来自石化、造纸和市政等行业，液相载热剂可采用动物油、植物油、润滑油、燃料油等高沸点低挥发性油以及它们的废弃物。

真空系统由第二冷凝器9和水环泵1组成，第二冷凝器9可采用列管式表面冷凝器，此时间接冷却水可采用处理后可达标排放的废水；也可采用混合式冷凝器，此时冷凝器冷却水可利用处理前的废水。

干燥过程的搅拌采用直接蒸汽搅拌，无需采用搅拌器等动设备，简化设备结构，增加设备空间容量，搅拌效果好，不会发生污泥的沉积。

过滤泵5采用开式叶轮离心泵以避免堵塞。

过滤机6采用叶片式过滤机，通过PLC控制实现自动过滤自动倒罐自动卸饼。过滤后吹饼气体可采用蒸汽，吹饼压力控制在3barG。

按GB24188-2009《城镇污水处理厂污泥泥质》的规定测定污泥的含水率。

按GB/T213-2008《煤的发热量测定方法》的规定测定干燥后污泥的热值。

实施例1

液相载热剂为棕榈油。开启真空系统，将干燥反应釜的真空度抽到80mbar，将含水率80％的石化污泥按照循环油量的3％的比例加入到预混罐1中，开启搅拌器2将污泥和棕榈油混合均匀，通过原料运输泵3将混合物送入干燥器4中，干燥器通过蒸汽间接加热，油温105℃，通入循环油量0.1％的直接蒸汽搅拌。干燥后的固液混合物通过过滤泵5送入过滤机6中进行过滤，当过滤机6中的滤饼达到一定厚度后，排空过滤机，使用3barG的蒸汽进行吹饼，最后过滤机进行卸饼排渣，得到干燥污泥，用GB24188-2009方法，测得污泥含水量为1.5％，用GB/T213-2008方法，测得热值为4000kcal/kg。

实施例2

液相载热剂为地沟油。开启真空系统，将干燥反应釜的真空度抽到150mbar，将含水率85％的造纸污泥按照循环油量的5％的比例加入到预混罐1中，开启搅拌器2将污泥和地沟油混合均匀，通过原料运输泵3将混合物送入干燥器4中，干燥器通过蒸汽间接加热，油温120℃，通入循环油量0.3％的直接蒸汽搅拌。干燥后的油泥混合物通过过滤泵5送入过滤机6中进行过滤，当过滤机06中的滤饼达到一定厚度后，排空过滤机，使用3barG的蒸汽进行吹饼，最后过滤机进行卸饼排渣，得到干燥污泥，用GB24188-2009方法，测得污泥含水量为2％，用GB/T213-2008方法，测得热值为4350kcal/kg。

实施例3

液相载热剂为废润滑油，开启真空系统，将干燥反应釜的真空度抽到100mbar，将含水率80％的石化污泥按照循环油量的3％的比例加入到预混罐01中，开启搅拌器2将污泥和废润滑油混合均匀，通过原料运输泵3将混合物送入干燥器4中，干燥器通过蒸汽间接加热，油温105℃，通入循环油量0.3％的直接蒸汽搅拌。脱干燥后的固液混合物通过过滤泵5送入过滤机6中进行过滤，当过滤机6中的滤饼达到一定厚度后，排空过滤机，使用3barG的氮气进行吹饼，最后过滤机进行卸饼排渣，得到干燥污泥，用GB24188-2009方法，测得污泥含水量为1.8％，用GB/T213-2008方法，测得热值为4800kcal/kg。

实施例4

液相载热剂为燃料油，开启真空系统，将干燥反应釜的真空度抽到130mbar，将含水率80％的市政污泥按照循环油量的3％的比例加入到预混罐01中，开启搅拌器2将污泥和燃料油混合均匀，通过原料运输泵3将混合物送入干燥器4中，干燥器通过蒸汽间接加热，油温105℃，通入循环油量0.3％的直接蒸汽搅拌。脱干燥后的固液混合物通过过滤泵5送入过滤机6中进行过滤，当过滤机6中的滤饼达到一定厚度后，排空过滤机，使用3barG的蒸汽进行吹饼，最后过滤机进行卸饼排渣，得到干燥污泥，用GB24188-2009方法，测得污泥含水量为1.8％，用GB/T213-2008方法，测得热值为4000kcal/kg。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种污泥干燥装置，其特征在于，包括：

预混罐，在预混罐中设有搅拌器；

干燥器，干燥器的混合物进口通过原料运输泵与预混罐的混合物出口连接；

过滤机，过滤机的进混合物口通过过滤泵与干燥器的混合物出口连接；

悬液分离器，悬液分离器的进口与过滤机的气体出口连接；

冷凝单元，冷凝单元分别与悬液分离器的液体出口、预混罐的气体出口及干燥器的气体出口连接；

真空泵，真空泵分别与预混罐及干燥器连通；

冷凝单元包括：

第一冷凝器，第一冷凝器的进口与悬液分离器的液体出口连接；

第二冷凝器，第二冷凝器的进口与预混罐及干燥器的气体出口连接；

冷凝水罐，冷凝水罐与第一冷凝器的出口及第二冷凝器的出口连接；

过滤泵为开式叶轮离心泵；

开启真空泵后，预混罐1和干燥器4的真空度达到80mbarA～150mbarA的负压状态；污泥以重量百分比1％～5％的比例和液相载热剂混合加入到预混罐1中，搅拌器将污泥和液相载热剂混合均匀；通过原料运输泵将预混罐中的混合物送入干燥器中，干燥器经蒸汽间接加热，液相载热剂温升高至100℃～120℃，同时通入用量为循环液相载热剂量0.1％～1％重量百分比的直接蒸汽进行搅拌；干燥后的固液混合物通过过滤泵送入过滤机中进行过滤，当过滤机中的滤饼达到一定厚度后，排空过滤机，用气体吹饼，得到干燥污泥；

在整个污泥脱水过程中，预混罐蒸发的水蒸气和干燥器蒸发的水蒸汽进入第二冷凝器冷凝，冷凝水进入冷凝水罐；吹饼蒸汽经悬液分离器分离液滴后进入第一冷凝器冷凝，冷凝水进入冷凝水罐；冷凝水罐的冷凝水经水泵送污水处理厂进行处理。

2.根据权利要求1所述的污泥干燥装置，其特征在于，过滤机为叶片式过滤机。

3.根据权利要求1所述的污泥干燥装置，其特征在于，第二冷凝器为列管式表面冷凝器。

4.一种污泥干燥装置的工作方法，其特征在于，采用权利要求1所述的污泥干燥装置，包括如下步骤：

第一步，开启真空泵，对预混罐和干燥器进行抽真空；

第二步，将污泥和液相载热剂混合加入到预混罐中，开启搅拌器将污泥和液相载热剂混合均匀；

第三步，通过原料运输泵将预混罐中的混合物送入干燥器中，干燥器经蒸汽间接加热，同时通入蒸汽直接进行搅拌；

第四步，干燥后的固液混合物通过过滤泵送入过滤机中进行过滤，排空过滤机，用气体吹饼，得到干燥污泥；

所述第一步中，对预混罐和干燥器进行抽真空，使预混罐和干燥器的真空度达到80mbarA～150mbarA；

所述第二步中，将污泥以重量百分比1％～5％的比例和液相载热剂混合加入到预混罐中。

5.根据权利要求4所述的污泥干燥装置的工作方法，其特征在于，所述第三步中，干燥器经蒸汽间接加热，液相载热剂温升高至100℃～120℃。

6.根据权利要求4所述的污泥干燥装置的工作方法，其特征在于，所述第三步中，通入用量为循环液相载热剂量重量百分比0.1％～1％的蒸汽直接进行搅拌。