CN106915889A - 一种污泥干化设备及其干化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污泥干化方法，污泥自干化室顶部进入干化室内，在相邻滚轮相向转动的过程中穿过相邻滚轮之间的缝隙，并受到相邻所述滚轮的挤压；吸水布带包绕滚轮，污泥穿过缝隙的过程中，吸水布带吸收污泥被挤出的水分；热风在干燥吸水布带。本发明还提供一种污泥干化设备，包括干化室，干化室内部设有多层干化设备，每层干化设备包括至少两个干化组件，干化组件包括滚轮和由滚轮驱动的吸水布带，不同干化组件的所述滚轮相邻布置，相邻所述滚轮之间设有一间隙。本发明提供的污泥干化设备，可以调节干化设备的层级数量及污泥的下料速度，以控制离开该污泥干化设备的污泥含水量。且干燥过程中，吸水布带与污泥分离，提高污泥干化效率。

Description

一种污泥干化设备及其干化方法

技术领域

本发明属于污水污泥处理领域，涉及一种污泥干化设备及其干化方法，尤其涉及一种干化效率高、干化后污泥水分含量低的污泥干化设备及其干化方法。

背景技术

随着环境问题日渐突出，国家对工业、农畜业以及生活等各方面产生的污泥的处理提出更高要求，目前污泥处理较彻底的方法为焚烧法，但由于湿污泥的含水量较高，一般在80wt％以上，将高含水量的湿污泥直接送入焚烧炉焚烧，不仅需要消耗大量的能量，而且进一步降低了污泥的热值，限制了焚烧炉内炉膛的温度，导致污泥焚烧不完全，严重时烟气中还会包含大量的二噁英等有毒有害物，造成二次污染。因此，一般在湿污泥进入焚烧炉之前，需要对其进行除水、干化处理。

污泥除水主要有机械除水和蒸发除水两种方式，申请号：201610320264.4，发明创造名称：污泥处理系统及污泥处理方法，的中国专利首先向湿污泥中加入固化剂，对污泥进行固化处理，然后将经过固化处理的污泥采用压滤设备去除其中的水分，该方法最终得到的污泥含水率为30％左右，能够有效去除污泥中的水分。但是该方法需要额外加入固化剂和稳定剂，固化剂和稳定剂与污泥在固态条件下反应，存在反应不完全、反应速率受限或反应不均匀等问题，而且，其压滤设备为加强型板框压滤机，对设备要求较高。

申请号：201310713936.4，发明创造名称：污泥处理设备，的专利申请，首先将湿污泥压制成条状，然后将成型后的污泥在干化室内使用循环热风加热干化处理，得到含水10％的污泥。但是由于湿污泥在干化前经过压制成型，因此降低了污泥的比表面积，影响干化效率，为达到较低含水量的污泥，需要使用较高温度的循环热风，对循环热风的热源要求更高。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种干化效率高、干化后污泥水分含量低的污泥干化方法和污泥干化设备。

本发明的第一个方面在于提供一种污泥干化方法，污泥自位于干化室顶部的物料进口进入所述干化室内部，在干化室内部的相邻滚轮相向转动的过程中穿过相邻所述滚轮之间的缝隙，并受到相邻所述滚轮的挤压。

在一个优选实施例中，吸水布带包绕所述滚轮，并受滚轮驱动发生转动，污泥穿过所述缝隙的过程中，吸水布带接触污泥，吸水布带吸收污泥被挤出的部分或全部水分。

在一个优选实施例中，热风在所述吸水布带转动过程中吹至所述吸水布带，干燥所述吸水布带。

在一个优选实施例中，干燥所述吸水布带的热风自位于热风风管侧壁上的第二热风出口吹至所述吸水布带表面，优选地，所述第二热风出口与所述吸水布带表面接触，自所述第二热风出口吹出的热风穿过吸水布带。

在一个优选实施例中，污泥穿过相邻所述滚轮之前还经过破碎辊破碎，破碎辊破碎后，含水量较高的内部污泥转移至表面，污泥中的水分分布更加均匀，提高污泥干化速率。

本发明的另一个方面在于提供一种污泥干化设备，包括干化室，所述干化室顶部设有物料进口。

所述干化室包括第一腔室和位于其内部的、上下层之间相对设置的多层干化设备，所述第一腔室的侧壁上设有第一热风进口，顶部设有第一热风出口；每层所述干化设备包括至少两个干化组件，所述干化组件由2个平行布置的条形板、分别与2个所述条形板的一端转动连接的滚轮和由所述滚轮驱动的吸水布带围成，相邻干化组件的所述滚轮相对设置，相对设置的滚轮之间形成一缝隙，供污泥穿过；吸水布带至少包覆滚轮朝向缝隙的外表面。

在一个优选实施例中，所述干化设备表面设有缝隙宽度调节螺杆，所述缝隙宽度调节螺杆的两个固定端分别位于相邻的所述干化组件上，用于调节相邻所述干化组件之间的所述间隙的宽度，通过调节所述间隙的宽度控制污泥通过所述干化设备后的厚度。

在一个优选实施例中，每层所述干化设备的上部还设有一组破碎辊，所述破碎辊包括一转轴和固定在所述转轴上的破碎齿，两个所述破碎辊的破碎齿相互啮合，破碎污泥。优选地，两个所述破碎辊的齿轮相互啮合，由外部变频电机驱动。内部含水量较高的污泥经破碎辊破碎后转移至表面，以提高污泥的干化效率。

在一个优选实施例中，所述污泥干化设备设有刮泥板，用于刮除吸水布带上粘附的污泥；所述刮泥板的端部设有转轴，所述刮泥板通过所述转轴与干化室内壁转动连接，所述刮泥板朝向吸水布带的一侧设有弹性部件，弹性部件拉动刮泥板与吸水布带接触。

在一个优选实施例中，所述干化设备内部设有多个热风风管，所述热风风管为至少一端设有第二热风进口的中空管道，所述第二热风进口与所述第一热风进口连通，所述热风风管侧壁上的第二热风出口朝向所述吸水布带，所述第二热风出口可以与所述吸水布带接触或不接触，并优选为两者相互接触。

在一个优选实施例中，所述干化组件内部还设有热风风道，所述多个热风风管并联，并联的热风风管第一端的第二热风进口一并连接至热风风道的第一端，并联的热风风管第二端的第二热风进口一并连接至热风风道的第二端。

在一个优选实施例中，所述干化设备内部还设有热风风道，条形板的外侧均设有第二腔室，所述热风风管的第二热风进口和所述热风风道均与所述第二腔室连通，所述热风风道的第一端与所述第一热风进口连通，热风自第一热风进口进入所述热风风道，第一部分热风自所述热风风道的第一端进入第一端的第二腔室，并自第二腔室进入热风风管的第一端；第二部分热风穿过所述热风风道，自所述热风风道的第二端进入第二端的第二腔室，并自第二腔室进入热风风管的第二端，从热风风管侧壁上的第二热风出口吹向所述吸水布带。

在一个优选实施例中，所述吸水布带的一侧与所述热风风管接触，另一侧设有多个压辊，压辊的两端与所述条形板固定连接或可转动连接，所述压辊将所述吸水布带固定在所述热风风管附近，防止自所述第二热风出口吹出的热风将所述吸水布带吹离所述热风风管。

在一个优选实施例中，每层所述干化设备包括多个干化组件，所述干化室顶部设有与每个缝隙对应的物料进口，所述干化组件由2个平行布置的条形板、2个滚轮和由所述滚轮驱动的环形吸水布带围成，2个滚轮平行布置，分别与条形板的两个相对端转动连接，所述吸水布带包绕2个滚轮的外侧端。

在一个优选实施例中，每层所述干化设备包括2个干化组件，所述干化组件由2个平行布置的条形板、分别与2个条形板的一端转动连接的滚轮、由所述滚轮驱动的吸水布带，以及与所述滚轮相对布置、分别与2个条形板的另一端转动连接的矫正滚筒围成，滚轮与矫正滚筒平行布置，所述吸水布带包绕滚轮和矫正滚筒的外侧端，滚轮驱动所述吸水布带，所述吸水布带带动矫正滚筒转动。

在一个优选实施例中，所述条形板上还设有一卡位导槽，所述卡位导槽位于所述条形板的内侧壁上，所述卡位导槽上设有多个限位孔，调整滚筒的两端穿过所述限位孔与所述卡位导槽可转动连接，所述吸水布带穿过所述调整滚筒的外表面，所述调整滚筒用于调节所述吸水布带的张紧度。

在一个优选实施例中，所述滚轮为金属材质或非金属材质的任意一种，优选为非金属材质，更优选为在挤压过程中能发生形变的非金属材质，如高分子橡胶等，以增加滚轮与污泥的接触时间，提高除水效率。

在一个优选实施例中，所述污泥干化设备还设有进料装置，所述进料装置包括一进料斗，所述进料斗底部的进料斗出口与所述干化室的物料进口连通，所述进料斗内设有一螺旋杆，优选地，所述螺旋杆为双向螺旋杆，所述螺旋杆的转轴与所述滚轮同向排布，所述螺旋杆将污泥均匀分散后落入所述干化设备上。

进一步地，所述进料斗内还设有一组破碎辊，所述破碎辊包括一转轴和固定在所述转轴上的破碎齿，两个所述破碎辊的破碎齿相互啮合，破碎污泥。优选地，两个所述破碎辊的齿轮相互啮合，由外部变频电机驱动。内部含水量较高的污泥经破碎辊破碎后转移至表面，以提高污泥的干化效率。

在一个优选实施例中，所述污泥干化设备还包括湿污泥储槽和污泥传送装置，所述污泥传送装置一端与所述湿污泥储槽连通，另一端与所述进料装置连通，所述污泥传送装置将所述湿污泥储槽中的湿污泥传送至所述进料装置。

在一个优选实施例中，所述湿污泥储槽还设有推进螺杆，所述推进螺杆一部分位于所述湿污泥储槽内部，另一部分与所述污泥传送装置连通，所述推进螺杆将所述湿污泥储槽中的湿污泥运送至所述污泥传送装置。

本发明提供的污泥干化设备，热风来自申请人发明的烟气循环焚烧炉，充分利用焚烧炉产生的热量，不需额外消耗热量。可以通过调节干化设备的层级数量及污泥的下料速度，控制离开该污泥干化设备的污泥含水量。另外，本发明提供的污泥干化设备，干燥过程中，吸水布带与污泥分离，且污泥在每次挤压前均经过破碎，将内部含水量较高的污泥转移至表面，提高污泥干化效率。采用本发明提供的污泥干化设备，能够将污泥水分降低至10％以下，为后续充分焚烧提供优质原料。

附图说明

图1为本发明提供的污泥干化设备的结构图；

图2为图1另一角度的结构图；

图3为图2的进料装置和干化室的结构图；

图4为图3的多层干化设备的结构图；

图5为图4的一层干化设备结构图；

图6为图5的A-A向视图；

图7为图5的C-C向视图。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明提供的污泥干化设备包括湿污泥储槽1、污泥传送装置2和干化主体3，污泥传送装置2的一端与湿污泥储槽1连通，另一端位于干化主体3的进料装置31的上方，污泥传送装置2运输的物料自污泥传送装置2位于进料装置31上方的出口处落入进料装置31的进料斗中部，污泥传送装置2将湿污泥储槽1中的湿污泥传送至干化主体3。

湿污泥储槽1设有第一推进螺杆11，第一推进螺杆11的一部分位于湿污泥储槽1的内部，另一部分位于湿污泥储槽1的外部，并与污泥传送装置2连通，外接变频电机驱动第一推进螺杆11，将湿污泥储槽1中的湿污泥传送至污泥传送装置2上。污泥传送装置2可以为料斗式或履带式结构，将湿污泥储槽1中的湿污泥传送至干化主体3的进料装置31的中部。

干化主体3包括进料装置31和干化室32，进料装置3包括设有进、出口的进料斗，进料斗通过位于其底部的进料斗出口与干化室32顶部的物料进口连通。进料斗为长方体结构，内部自上而下依次设有第二推进螺杆311和破碎辊312。

第二推进螺杆311为双向推进螺杆，第二推进螺杆311的两端与进料斗的两侧壁可转动连接，第二推进螺杆311的下部设有两个破碎辊312，破碎辊312的两端与连接有第二推进螺杆311的进料斗的侧壁可转动连接。破碎辊312包括一转轴和固定在转轴上的破碎齿，破碎辊312的转轴与第二推进螺杆311的转轴同向，两个破碎辊312的破碎齿相互啮合，共同破碎湿污泥。优选地，第二推进螺杆311齿轮与两个破碎辊312的齿轮相互啮合，共同由外部变频电机驱动。

经第二推进螺杆311均匀分散的湿污泥落在两个破碎辊312的破碎齿之间，两个破碎辊312在变频电机带动下，相向转动，污泥在破碎辊312的带动下，进入两个破碎辊312的破碎齿之间进行破碎，破碎后落在位于干化室32内部的干化设备上。

干化室32包括第一腔室和位于第一腔室内部的干化设备，干化室32通过位于第一腔室顶部的物料进口与进料装置31的进料斗出口连通，第一腔室的侧壁上设有第一热风进口3311，顶部设有第一热风出口332，热风自第一热风进口3311进入干化室32内部，吸收吸水布带3319上的水分后自第一热风出口332离开本发明提供的污泥干化设备，进入除尘、除水等后续工段。第一热风进口3311与热源连通，热源可以为申请人发明的烟气循环焚烧炉的第二换热器中的冷却介质，充分利用烟气循环焚烧炉中的热量。

干化设备的结构如图4-图7所示，本发明提供的污泥干化设备包括4层干化设备，每层干化设备由2个干化组件321构成，2个干化组件并排、水平布置，2个干化组件的滚轮相对设置，相邻干化组件的滚轮之间形成一缝隙，用于通过污泥。每层干化设备上设有缝隙宽度调节螺杆41，缝隙宽度调节螺杆41的两端分别位于相邻的干化组件321上，用于调节相邻所述干化组件321的间距，进而控制污泥通过所述干化设备后的厚度，如图5所示。每层干化设备上相邻滚轮之间的缝隙的宽度可以相同或不同，由于从上至下污泥中水分含量逐渐减少，污泥量相应减少，因此，一般而言，从上层干化设备向下，缝隙的宽度逐渐缩小，如从3-5cm逐渐缩小为1-1.5cm。

干化组件321包括一中空长方形框架，也可以为正方形等其他形状，中空长方形框架由2个相互平行的条形板6，与2个条形板6的第一端转动连接的滚轮3221，以及与2个条形板6的第一端转动连接的2个矫正滚筒3318围成，滚轮3221和矫正滚筒3318的外侧包绕有吸水布带3319，外部变频电机驱动滚轮3221，滚轮3221带动吸水布带3319转动，吸水布带在转动的过程中带动矫正滚筒3319转动。

相邻干化组件321的2个滚轮3221端部的齿轮相互啮合，共同由外部电机驱动。相邻滚轮3221之间留存有用于通过污泥的间隙，上层污泥自相邻滚轮3221的间隙落入下层干化设备的相邻滚轮3221之间，随滚轮3221滚动，污泥穿过相邻滚轮3221之间的间隙，并受到相邻滚轮3221的挤压。

为了增加绕在滚轮3221的部分外侧壁上的吸水布带3119与污泥的接触时间，提高污泥干化效率，滚轮3221的材质选择弹性材质，优选为橡胶材质，在相邻滚轮3221挤压污泥的过程中，与吸水布带接触的一侧受到挤压，发生形变，污泥穿过通道变长，增加了吸水布带与污泥的接触时间。通过调节缝隙宽度调节螺杆41的松紧度，调整相邻滚轮3221之间的间隙，并进而调节穿过该间隙之后的污泥的厚度。

吸水布带3319在污泥穿过相邻滚轮的过程中吸收污泥表面的部分水分，吸收污泥水分的污泥离开滚轮3221表面，在移动的过程中，经由热风干燥，通过调节热风的风量和滚轮的转速，使吸水布带3319上吸水的部分再次与滚轮3221接触时，已完全干燥，如此转动，吸收污泥表面的水分。

进一步地，条形板6的外侧设有挡板5，挡板5与条形板6外侧形成第二腔室，用于分散热风，其中对于每个干化组件321，两个条形板6相对侧之间的部分为条形板6的内侧，与内侧相对的一侧为外侧。

干化设备还包括热风风道4，热风风道4为两端开口的中空管道，热风风道4穿过干化组件321内部及干化组件321的条形板6和挡板5，在位于挡板5与条形板6外侧形成的密闭空腔内的侧壁上设有出风口3312，热风自出风口3312进入第二腔室。热风风道4的具体形状不是本发明要保护的内容，热风风道4的目的在于将来自第一热风进口3311的热风输送至条形板6外侧的第二腔室内。

干化设备内部还设有多个热风风管3313，热风风管3313为两端开口的中空管道，热风风管3313通过位于其两端的开口处与挡板5与条形板外侧形成的第二腔室连通，热风自热风风管3313端部的开口处进入热风风管3313内部，热风风管3313的一侧侧壁与吸水布带3319接触或两者之间留有一定的间隙，热风风管3313朝向吸水布带3319一侧的侧壁上设有第二热风出口，第二热风出口将热风加速，使热风以较高的速度吹至吸水布带3319表面或穿过吸水布带3319，更快速的干燥吸水布带3319。

优选地，干化设备还设有压辊3314，压辊3314的两端分别安装在相对的两个条形板上，压辊3314和热风风管3313分别位于吸水布带的两侧，更优选地，压辊3314与吸水布带3319接触，用于相对固定吸水布带3319的位置，防止从第二热风出口吹出的热风将吸水布带3319吹离其运动轨迹，降低吸水布带在热风吹扫下的形变量，延长吸水布带3319的使用寿命。

干化室内部还设有刮泥板3315，刮泥板3315位于滚轮3221下部、吸水布带3319的外侧，以刮除粘附在吸水布带表面的污泥。刮泥板3315的端部均设有转轴，刮泥板3315通过该转轴与干化室的内侧壁转动连接，刮泥板3315朝向吸水布带3319的一侧设有一弹簧，弹簧拉动刮泥板3315与吸水布带3319接触。其中，吸水布带3319上与滚轮3221接触的一侧为内侧，与内侧相对的另一侧为外侧。

刮泥板3315的下部还设有两条破碎辊3316，破碎辊3316包括辊轴和固定在辊轴外侧壁上的破碎齿，破碎齿的高度不同，以提高破碎能力，两条破碎辊3316的破碎齿相互啮合。辊轴的径向与滚轮3221的径向相同，自相邻滚轮3221之间穿过的污泥下落在破碎辊3316上，经破碎齿破碎后，内部含水量较高的污泥暴露在外界环境中，下落在下层干化设备的相邻滚轮3221之间，便于下层干化设备的吸水布带3319吸收污泥中的水分，提高污泥的干化效率。

最下层干化设备的下部设有履带，履带与干化污泥储槽连通，使用本发明提供的污泥干化设备将湿污泥的水分含量降低至设定值后，干化污泥下料在履带上，由履带输送至干化污泥储槽存储。

进一步地，干化设备还设有一卡位导槽7，卡位导槽7位于条形板6的内侧面上，卡位导槽7上设有多个限位孔，调节滚筒3317的两端穿过卡位导槽7上的限位孔，调节滚筒3317通过该限位孔与卡位导槽7可转动连接，吸水布带3319绕过调节滚筒3317的部分外侧壁，调节滚筒3317在吸水布带3319的带动下转动，调节滚筒3317通过穿过不同的限位孔，调节吸水布带3319的张紧度。

本发明提供的污泥干化设备，不但可以干化湿污泥，还可以用于其他产品或原料的干燥，如干燥饼干等，并可以根据具体干燥物料的性质自由选择热源的种类，如对于某些在高温空气中易氧化的物料，可以选择热的惰性气体，如氮气等作为热源。还可以根据对经干化后物料水分的要求，自由选择干化室内干化设备的层级数，如2层、5层、8层等。

其中，本发明中所述的污泥为更广泛意义上的污泥，包括各种含水量的污泥，也包括含水量为90％以上的污泥，此时污泥呈流体或液体状态。

本发明中干化、干燥均指使用热风除去物料表面或内部的水分。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种污泥干化方法，其特征在于，污泥自位于干化室顶部的物料进口进入所述干化室内部，在干化室内部的相邻滚轮相向转动的过程中穿过相邻所述滚轮之间的缝隙，并受到相邻所述滚轮的挤压；

吸水布带至少包绕所述滚轮朝向所述缝隙的表面，并受滚轮驱动而发生转动，污泥穿过所述缝隙的过程中，吸水布带与污泥接触并吸收污泥中被挤出的部分或全部水分；

热风在所述吸水布带转动过程中吹扫所述吸水布带，干燥所述吸水布带。

2.根据权利要求1所述的污泥干化方法，其特征在于，污泥穿过相邻所述滚轮之前还经过破碎辊破碎，经过破碎辊破碎后，含水量较高的内部污泥转移至表面，提高污泥干化速率。

3.一种污泥干化设备，其特征在于，包括干化室，所述干化室顶部设有物料进口；

所述干化室包括第一腔室和位于其内部的、上下层之间相对设置的多层干化设备，所述第一腔室的侧壁上设有第一热风进口，顶部设有第一热风出口；每层所述干化设备包括至少两个干化组件，所述干化组件由2个平行布置的条形板、分别与2个所述条形板的一端转动连接的滚轮和由所述滚轮驱动的吸水布带围成，相邻干化组件的所述滚轮相对设置，相对设置的滚轮之间形成一缝隙，供污泥穿过；吸水布带至少包覆滚轮朝向缝隙的外表面。

4.根据权利要求3所述的污泥干化设备，其特征在于，每层所述干化设备的上部还设有一组破碎辊，所述破碎辊包括一转轴和固定在所述转轴上的破碎齿，两个所述破碎辊的破碎齿相互啮合，破碎污泥。

5.根据权利要求4所述的污泥干化设备，其特征在于，所述污泥干化设备设有刮泥板，用于刮除吸水布带上粘附的污泥；所述刮泥板的端部设有转轴，所述刮泥板通过所述转轴与干化室内壁转动连接，所述刮泥板朝向吸水布带的一侧设有弹性部件，弹性部件拉动刮泥板与吸水布带接触。

6.根据权利要求3所述的污泥干化设备，其特征在于，所述干化设备表面设有缝隙宽度调节螺杆，所述缝隙宽度调节螺杆的两个固定端分别位于相邻的所述干化组件上。

7.根据权利要求3所述的污泥干化设备，其特征在于，所述干化设备内部设有多个热风风管，所述热风风管为至少一端设有第二热风进口的中空管道，所述第二热风进口与所述第一热风进口连通，所述热风风管的侧壁上设有第二热风出口，所述第二热风出口朝向所述吸水布带，所述第二热风出口与所述吸水布带接触或不接触。

8.根据权利要求7所述的污泥干化设备，其特征在于，所述干化设备内部还设有热风风道，所述多个热风风管并联，并联的热风风管第一端的第二热风进口一并连接至热风风道的第一端，并联的热风风管第二端的第二热风进口一并连接至热风风道的第二端。

9.根据权利要求3所述的污泥干化设备，其特征在于，每层所述干化设备包括多个干化组件，所述干化室顶部设有与每个缝隙对应的物料进口，所述干化组件由2个平行布置的条形板、2个滚轮和由所述滚轮驱动的环形吸水布带围成，2个滚轮平行布置，分别与条形板的两个相对端转动连接，所述吸水布带包绕2个滚轮的外侧端；

或者

每层所述干化设备包括2个干化组件，所述干化组件由2个平行布置的条形板、分别与2个条形板的一端转动连接的滚轮、由所述滚轮驱动的吸水布带，以及与所述滚轮相对布置、分别与2个条形板的另一端转动连接的矫正滚筒围成，滚轮与矫正滚筒平行布置，所述吸水布带包绕滚轮和矫正滚筒的外侧端，滚轮驱动所述吸水布带，所述吸水布带带动矫正滚筒转动。

10.根据权利要求3所述的污泥干化设备，其特征在于，从上至下，干化设备的缝隙的宽度依次减小。