CN107572741A - 微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，包括微波处理装置(1)、调理剂添加装置(2)、管道混合器(3)、超高压机械压滤脱水系统(6)和干燥系统(8)，所述微波处理装置(1)上设有污泥进料口和输出端口，所述微波处理装置(1)的输出端口与所述管道混合器(3)的输入端相连通，所述微波处理装置(1)与所述管道混合器(3)的连接管道和所述调理剂添加装置(2)连接；污泥与调理剂在所述管道混合器(3)混合后进入所述超高压机械压滤脱水系统，脱水后的泥饼被输送至所述干燥系统(8)，由所述干燥系统对其进行干化处理。本发明，基于微波进行预处理，实现深度脱水，并合理分配利用能量以降低能耗的微波辅助处理。

Description

微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置

技术领域

本发明涉及污水污泥处理领域，具体地说是一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置。

背景技术

市政污泥来源于城市污水处理的过程，城市污水处理大多采用生物处理产生的活性污泥，含有大量的包括无机颗粒、细菌菌体、胶体、水分等。具有成分复杂、含水率高，采用普通方法难以难脱水等特点。

污泥高含水率是制约着污泥处理处置的瓶颈，含水率高的污泥不仅体积庞大，而且所含的大量有机质、重金属和有害微生物容易腐化或释放到环境中，引起二次污染，对于污泥后续的填埋、焚烧、资源化利用等都造成不利的影响。因此，污泥深度脱水减量化是污泥处理首要目的，减量化是实现污泥其它“三化”的基础，污泥越干，后续处理处置越有利。

早期污泥常用的脱水设备有板框压滤机、转鼓离心机和带式过滤压滤机，经这些设备脱水后污泥含水率一般在75％-80％，这些污泥因含水率过高，造成运输不便且成本较高，而且无法在填埋场直接处置致使干化时间长，污泥中含有的大量有机物及丰富的氮磷钾等营养物，易腐烂产生恶臭造成环境污染。

由于污泥有机质含量高，胶体性质，脱水困难等，一般在机械脱水前都需要预处理，目前对市政污泥进行的预处理方式主要可分为三类:物理调理:指通过外加能量来改变污泥的性状,常见的方式包括超声波预处埋、热水解预处理、微波辐射、冻融等方式；化学调理:指加入化学巧剂来改变污泥的性状,如絮凝剂、盐、木屑等；生物调理:指投放微生物通过生化反应来改变污泥的性状,该方法操作流程简便，但是耗时较长。由于微波具有较好的穿透性和选择性加热的特性,污泥中的水分子属于极性分子，介电常数较大，对微波辖射具有很强的吸收能力，可在短时间内快速升温从而破坏污泥絮体中的微生物结构，改善污泥的脱水性能。如微波调理使用得当，则能耗也较低。

目前市场上运用较多的污泥深度脱水设备是隔膜板框压滤机，脱水时，效率较低，压榨压力仅为1.6MPa，其压榨由高压水泵将水注入隔膜板框内部，鼓胀隔膜来减小滤室面积，隔膜板框靠板框的塑性变形来挤压；隔膜板框压缩比小，相对工作周期长。另外，市面上常见的弹性压榨板框其结构构造上，过滤板都是一个整体的注塑模件，过滤板容易受损变形，而且损坏后的过滤板需要整体更换，使得维护成本较高，更重要的是，由于结构特点及压榨压力不高，当前采用该隔膜板框压滤机可能将市政污泥压榨脱水至60％左右，比之前的板框压滤机含水率降低不少，主要原因是因为隔膜鼓胀对污泥产生二次压榨，即污泥压滤腔室为可变腔室，但是该设备需要添加绝干泥量30％左右的石灰和铁盐，从而大大增加了污泥的量，而且添加的石灰及氯化铁等对污泥后续的处理处置带来不利的影响，违背污泥处理处置的减量化及无害化原则。

通过微波调理后的污泥破坏了污泥胶体结构，释放出一些结合水变成易于通过机械方法脱除的自由水，进入机械脱水后，污泥变成含水率较低的泥饼。污泥的含水率一般还位于30％-40％之间。为了进一步降低污泥的含水率，只能通过热干化方法将其进行干化处理并使之成为可以利用的燃料。当前污泥干化有通过高温烟气对污泥进行干化，干化后的尾气还需要进行再处理，而且干化过程温度较高，一般在150-200℃之间，干化时产生的味道较重，整个系统结构复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的减量化效果不佳，脱水后含水率仍较高，干化能耗高等技术问题，提出一种基于微波进行预处理，实现深度脱水，并合理分配利用能量以降低能耗的微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，包括微波处理装置、调理剂添加装置、管道混合器、超高压机械压滤脱水系统和干燥系统，所述微波处理装置上设有污泥进料口和输出端口，所述微波处理装置的输出端口与所述管道混合器的输入端相连通，所述微波处理装置与所述管道混合器的连接管道和所述调理剂添加装置连接；污泥与调理剂在所述管道混合器混合后进入所述超高压机械压滤脱水系统，所述超高压机械压滤脱水系统对与调理剂混合后的污泥进行超高压脱水，并输出脱水后的泥饼，所述泥饼被输送至所述干燥系统，由所述干燥系统对其进行干化处理。

可选的，在所述管道混合器与超高压机械压滤脱水系统之间设置污泥降温换热装置，污泥与调理剂在所述管道混合器混合后经过所述污泥降温换热装置冷却后进入所述超高压机械压滤脱水系统。

可选的，所述微波处理装置、污泥降温换热装置通过热风管道与所述干燥系统的循环管道系统相连通。

可选的，所述的微波处理装置为可连续式动态对污泥进行微波处理的装置，包括污泥进料泵、流量计、微波加热腔、磁控管、导波管、微波功率调节器、污泥管路、污泥变向片和热风排气管Ι，所述的微波加热腔为金属材料制成的封闭型腔体，所述的污泥管路由透波性强的材料组成并设置在微波加热腔内，所述的污泥管路内还固定设置有用以对污泥进行搅拌的污泥变向片，所述的热风排气管Ι与所述热风管道相连接。

可选的，所述流量计和微波功率调节器均与控制器连接，微波辐射能量密度范围为0.1-0.2kJ/ml，当检测到污泥流量有变化时，通过控制器控制微波功率调节器，使得微波辐射能量密度位于上述范围内。

可选的，所述超高压机械压滤脱水系统包括压滤板框、长行程油缸、短行程油缸、力学放大机构和高压进泥泵，所述的压滤板框之间形成压滤腔，所述的压滤板框左右两侧分别固定连接有外圈环和内圈环，两相邻压滤板框的外圈环和内圈环紧密配合，所述的内圈环上设置有密封件；所述长行程油缸的输出端与主推板固定连接，所述的力学放大机构安装于主推板和副推板之间，所述的短行程油缸安装于主推板上，短行程油缸的输出端与所述力学放大机构连接，所述的副推板作用于压滤腔；所述高压进泥泵设置在压滤脱水系统的进泥通道上，所述进泥通道与所述管道混合器相连通。

可选的，所述干燥系统包括干燥箱和循环系统，所述干燥箱设有进料口和出料口，所述干燥箱上通过空气出口和热风进口分别与所述的循环系统相连通；

所述的循环系统包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器和风机，所述第一换热器的一端通过空气出口与干燥箱连通，其另一端通过风管与第二换热器相连通，所述的第二换热器通过风管与第三换热器连通，所述第三换热器的另一端通过风管与所述的第四换热器连通，所述第四换热器的另一端通过热风进口与所述干燥箱相连通，所述的风机设置于风管内；

所述第二换热器的盘管与压缩机连接，所述第一换热器盘管的两端分别与第三换热器的两端相连通。

可选的，所述的循环系统还包括第五换热器，所述第二换热器的盘管还与所述第五换热器的盘管相连通，并在二者的连接管路上设有节流元件，所述第五换热器通过热水通道与所述第四换热器的盘管相连通。

可选的，所述干燥箱包括干燥箱体、输送网带、网带驱动装置、挡板和热水管线，所述超高压机械压滤脱水系统输出的泥饼经双螺旋送料器输送至所述干燥箱体的进料口，并落在所述输送网带上，所述输送网带自上而下分布有多层，所述挡板相应地设置于每层输送网带的下方，由所述挡板将所述干燥箱体自上而下分隔为第1、第2、第3.....第N干燥区，所述输送网带与所述热水管线接触，使得热水的热量可直接传导到输送网带上。

可选的，所述的污泥降温换热装置包括污泥盘管、换热翅片、换热箱体、热风排气管Ⅱ，所述的污泥盘管通过法兰与管道混合器连接，在换热箱体内布置成S型管线，并使得污泥与调理剂进一步混合，换热翅片安装在污泥盘管上，翅片数量为多片，所述的热风排气管Ⅱ与热风管道相连通。

采用以上结构，本发明具有以下优点：市政污泥先通过微波处理装置，利用微波的加热效率高、穿透能力强、选择性加热等特点，导致细胞内水分子高速旋转，破坏污泥的胶体结构，同时使得污泥颗粒粗大化，提高脱水性能，污泥在微波处理下温度升高，进一步破坏污泥的胶体结构。被预处理过的污泥进入超高压压滤装置进行机械脱水，自由水和部分内部水被机械脱除后进入低温闭环热泵干化系统进一步干化脱水。微波发生器的输入功率大于输出功率而产生热量，同时污泥被微波处理后污泥将有一定的温升，达到较高的温度，如将高温污泥直接输送到超高压机械压滤脱水装置中，滤布在高温高压下将很快破损，通过污泥降温换热装置到将吸收污泥的热量对污泥进行降温，最后通过热风管道将微波发生器及污泥降温换热装置内的热量输入到污泥干燥系统，热量得到充分利用，又可保证超高压机械压滤脱水系统滤布的寿命。

附图说明

图1为本发明微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置的结构示意图；

图2为微波处理装置的结构示意图；

图3为污泥降温换热装置的结构示意图；

图4为超高压机械压滤脱水系统的结构示意图；

图5为调理剂添加装置的结构示意图；

图6为干燥系统的结构示意图。

如图所示，1、微波处理装置，1-1、污泥进料泵，1-2、流量计，1-3、微波加热腔，1-5、磁控管，1-6、导波管，1-7、微波功率调节器，1-8、污泥管路，1-9、污泥变向片，1-10、热风排气管Ι，2、调理剂添加装置，2-1、螺旋定量输送装置，2-2、搅拌器，2-3、调理剂箱体，3、管道混合器，4、污泥降温换热装置，4-1、污泥盘管，4-2、换热翅片，4-3、换热箱体，4-4、热风排气管Ⅱ，5、高压常温风管，6、超高压机械压滤脱水系统，601、长行程油缸，602、短行程油缸，603、力学放大机构，604、高压进泥泵，605、压滤腔，606、进泥管，607、外圈环，608、内圈环，609、密封件，610、主推板，611、副推板，612、拉杆，613、机架，614、限位阀体，615、限位阀芯，616、转向齿轮，617、电机，7、双螺旋送料器，8、干燥系统，801、进料口，802、出料口，803、空气出口，804、热风进口，805、第一换热器，806、第二换热器，807、第三换热器，808、第四换热器，809、风机，810、压缩机，811、第五换热器，812、节流元件，813、干燥箱体，814、输送网带，815、网带驱动装置，816、挡板，817、热水管线，9、热风管道，10、控制器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。

如图1所示，示意了本发明的微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置的框架结构，包括微波处理装置1、调理剂添加装置2、管道混合器3、污泥降温换热装置4、超高压机械压滤脱水系统6、双螺旋送料器7、干燥系统8、热风管道9及控制器10，微波处理装置1设置在整个系统的前端，微波处理装置1为可连续式动态对污泥进行微波处理的装置，即污泥在流动通过微波处理装置后即完成对污泥的调理；在微波处理装置1后端依次设置有管道混合器3、污泥降温换热装置4、机械压滤脱水系统6、双螺旋送料器7与干燥系统8，双螺旋送料器7设置在超高压机械压滤脱水系统6的下端，双螺旋送料器7还与干燥系统8的进料口相连接，所述微波处理装置1、污泥降温换热装置4通过热风管道9与干燥系统8相连接，所述的高压常温风管5与超高压机械压滤脱水系统6相连接，所述的微波处理装置1与管道混合器3之间还设置有调理剂添加装置2。具体地，所述微波处理装置1的输出端口与所述管道混合器3的输入端相连通，所述微波处理装置1与所述管道混合器3的连接管道和所述调理剂添加装置2连接；污泥与调理剂在所述管道混合器3混合后进入所述超高压机械压滤脱水系统6，所述超高压机械压滤脱水系统6对与调理剂混合后的污泥进行超高压脱水，并输出脱水后的泥饼，所述泥饼被输送至所述干燥系统8，由所述干燥系统8对其进行干化处理。在所述管道混合器3与超高压机械压滤脱水系统6之间设置污泥降温换热装置4，污泥与调理剂在所述管道混合器3混合后经过所述污泥降温换热装置4冷却后进入所述超高压机械压滤脱水系统6。

含水率86％-90％的污泥被送入到微波处理装置，在微波处理下污泥胶体被破坏，污泥内部水释放出来变成自由水，脱水性能改善，同时，污泥微波加热温度升高。阳离子高分子絮凝剂与木屑颗粒或者硅藻土与水在调理剂添加装置中被搅匀，然后被螺旋定量输送装置输送到污泥管道内，与被微波处理后的污泥在管道混合器内混合，污泥被絮凝剂絮凝后形成大颗粒污泥絮体，同时木屑颗粒也在污泥内形成脱水时的骨架，以提供在超高压压滤系统中水分流出的通道，高温污泥在污泥降温换热装置热量被空气吸收，污泥温度降低，空气温度升高，污泥温度降至常温时被高压泵输送到超高压机械压滤脱水系统。

如图2所示，示意了本发明中微波处理装置的具体结构。微波处理装置1包括污泥进料泵1-1、流量计1-2、微波加热腔1-3、磁控管1-5、导波管1-6、微波功率调节器1-7、污泥管线1-8、污泥变向片1-9、热风排气管Ι1-10，微波加热腔1-3为金属材料制成的封闭型腔体，污泥管线1-8设置在微波加热腔1-3内，污泥管线为透波性强的材料如四氟材料等组成，该材料具有完全的微波透过性能，而且污泥不容易粘壁，且具有一定的强度，污泥管线管径根据污泥流量来确定，直径在Φ100-Φ200mm，污泥管线内还固定设置有污泥变向片1-9，用以对污泥进行搅拌，使得管线中心的污泥也可接受微波的辐射，因为微波辐射对物体有个极限深度。由于微波发生器的输出功率小于输入功率，两者的差值往往损耗掉，一般损耗的功率占输入功率的30％-40％，这部分损耗掉的功率以热量形式散发，通过热风排气管Ι1-10将该部分热量收集并与热风管道9相连接，用以后续的污泥干燥使用，磁控管1-4与导波管1-6在污泥管线1-8方向上设置有4个以上。进泥的污泥含水率不宜过低也不宜过高，含水率太高，则污泥体积和质量大大增加，所需要消耗的微波能量则增加，含水率过低，则不能流动，不利于泵送而且微波效果较差，含水率最佳值位于86％-90％之间。控制器与流量计1-2及微波功率调节器1-7等连接。合适的微波辐射能量密度可有效地破坏胶体结构，污泥颗粒增大增粗，促进污泥的脱水性能改善，但是过量的微波辐射会引起微生物细胞结构过度破坏，增加污泥的粘度，恶化污泥脱水性能，根据实验结果，微波辐射能量密度最佳范围为0.1-0.2kJ/ml，当检测到污泥流量有变化时，通过控制器10控制微波功率调节器1-7，使得微波辐射能量密度位于最佳范围内，即当流量计检测到污泥量增加时，微波功率调节器调大微波功率，使得微波辐射能量密度始终保持在0.1-0.2kJ/ml范围，如污泥量减少时则相反。

如图3所示，示意了本发明中污泥降温换热装置的具体结构。污泥经过微波处理后被加热，污泥温度升高，升高幅度可达30-40℃，如此高的温度污泥进入超高压压滤脱水系统，则滤布会很容易损坏。通过污泥降温换热装置4将高温污泥内的热量吸收送入到干燥系统，污泥降温换热装置包括污泥盘管4-1、换热翅片4-2、换热箱体4-3、热风排气管Ⅱ4-4，污泥盘管4-1通过法兰与管道混合器3连接，其内径与污泥管线1-8相等，污泥盘管为导热性能良好的金属材料制成，污泥盘管在换热箱体4-3内布置成S型管线，增加污泥在换热箱体4-3内的换热时间及换热量，并使得污泥与调理剂添加装置2内的调理剂混合充分，换热翅片4-2安装在污泥盘管4-1，翅片数量为多片，材料为铝材，热风排气管Ⅱ4-4与热风管道9相连接。

如图4所示，示意了本发明中超高压压滤脱水系统的具体结构。所述超高压机械压滤脱水系统包括压滤板框、长行程油缸601、短行程油缸602、力学放大机构603、进泥管606和高压进泥泵604，所述的压滤板框之间形成压滤腔605，所述的压滤板框左右两侧分别固定连接有外圈环607和内圈环608，两相邻压滤板框的外圈环607和内圈环608紧密配合，所述的内圈环608上设置有密封件609；所述长行程油缸601的输出端与主推板610固定连接，所述的力学放大机构603安装于主推板610和副推板611之间，所述的短行程油缸602安装于主推板610上，短行程油缸602的输出端与所述力学放大机构603连接，所述的副推板611作用于压滤腔605；所述高压进泥泵604设置在压滤脱水系统的进泥通道上，所述进泥通道与所述管道混合器3相连通。高压常温风管5通过气泵向所述压滤腔605内通过高压气体，有助于提升脱水性能。高压进泥泵604可为柱塞泵或者转子泵，其进料压力为1.5-2.0MPa，内圈环、外圈环与压滤板框主板需有较好的垂直度，保证密封及后续受力方向的垂直度。

长行程油缸601与主推板610固定连接，该长行程油缸601的行程应为所有压滤腔内污泥的二次压榨量之和，油缸的压力一般在20MPa左右，使得污泥二级压榨压力可达到3-5MPa,主推板材料也为具有高强度的金属制成，副推板611与压滤板框固定连接，主推板610上还固定连接有短行程油缸602、拉杆612，副推板611上也固连接有拉杆612，副推板611上的拉杆612可以在主推板610上开设的孔中运动，所述的拉杆612上也开设有楔形槽，固定在主推板610上的拉杆612穿过装在机架613上的限位阀体614，并与装在限位阀体614上的限位阀芯615一一对应，固定在副推板611上的拉杆612与安装在主推板610上的限位阀芯615一一对应，该限位阀芯615与转向齿轮616连接，该转向齿轮616电机617相连。

力学放大机构603由十字块、第一铰杆、第二铰杆、第三铰杆组成，该力学放大机构603分别与主推板610、副推板611、短行程油缸602铰接，通过力学放大机构，力放大倍数可以达到10-20倍，则短行程油缸的油压或者油缸面积可相应减小10-20倍，通过调节其上的铰杆长度及安装位置可实现力学放大机603的行程与力放大倍数，使得该力学放大机构的运动及力学特性符合污泥压缩特性。通过力的放大作用及短行程油缸的油压作用下，污泥进行第三次压榨，压榨压力在8-10MPa。

超高压压滤脱水系统的工作原理如下：长行程油缸将各压滤板框往止推板侧推动，此时，内圈环及密封件进入到外圈环内，形成过盈配合，内圈环、密封圈、外圈环及相邻的压滤板框之间形成封闭的污泥压滤腔，在限位阀芯该方向作用下，定位自锁杆可自由的穿过限位阀体孔。气动球阀开启，高压进泥泵将泥浆泵入压滤腔体内，首先进入的是紧靠止推板的压滤腔，在进泥泵压力下，压滤板框受到泥浆的压力往远离止推板方向(往左)运动，固定在压滤板框上的定位自锁杆也往左运动，当限位阀芯上的楔形块刚好切入到定位自锁杆的楔形槽时，此时，两个压滤板框之间就固定了，该压滤腔室的大小即为污泥初始体积大小，随着泥浆的进入，泥浆充满第一个压滤腔室，开始进入到第二个腔室，推动第二个腔室的左边一个压滤板框远离止推板方向(往左)运动，同理固定在压滤板框上的定位自锁杆也往左运动，当限位阀芯上的楔形块刚好切入到定位自锁杆的楔形槽时，此时，该相邻的两个压滤板框之间就固定了，依此例推，当污泥进入到最后一个腔室时，各个压滤板框均被定位自锁杆连成一体位于最左端。在进料压力作用下，污泥受到的压力在1.5-2.0MPa之间，泥浆继续被泵入，水分通过滤布及加强衬进入到滤板上的出水沟槽及通孔内，从出水阀排出，而污泥则留在压滤腔内，经过一段时间的进料脱水，压滤腔室已经充实，泥浆已经无法进入，此时气动球阀关闭，停止进泥。第一阶段进料脱水结束，进入到第二阶段压榨脱水，长行程油缸开始工作，主推板上的限位阀芯将拉杆锁牢，此时拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸等可视为一个整体，而固定在主推板上的拉杆可在限位阀体上自由运动，在长行程油缸作用下，油缸推动拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸往前运动，液压力通过副推板作用在压滤板框及污泥上，对污泥进行第二级压榨脱水，此时压榨压力为3-5MPa，在第二级压榨的同时，污泥被压榨成泥饼紧贴在滤布上，堵塞了水分通过滤布，而且压强越大，污泥被压榨得越密室，贴在滤布上越紧密，水分通过滤布的阻力则越大，此时长行程油缸油路反向，带动拉杆、主推板、副推板、力放大机构、短行程油缸、压滤板框往回运动，控制器控制高压气泵开始工作，高压气体通过主板上的高压进气孔、通孔对紧贴在滤布上进行反吹，高压气体将紧贴在滤布上的泥饼吹开，同时将粘附在滤布上的污泥颗粒吹掉，清洗滤布，高压气体也带走污泥内一定的水分，高压气体吹过之后，长行程油缸带动拉杆、主推板、副推板、力学放大机构、短行程油缸、压滤板框继续往前运动，经过一段时间的压榨脱水，第二级脱水结束，进入第三级超高压脱水阶段。在第三级脱水阶段，限位阀芯对拉杆进行限位自锁，主推板则通过拉杆固定，此时，短行程油缸开始工作，推动力的放大机构运动进而推动副推板往前运动，此时与拉杆相配合的限位阀芯旋转180°，限位阀芯对拉杆的定位自锁解除，副推板运动的同时带动拉杆运动，副推板运动对污泥进行进一步的压榨，此时污泥压榨压力为8-10MPa，将更多的水分挤压出，在机械压榨的同时，高压气体进入，将污泥内通过机械压榨难以脱出的水分更多的通过水蒸气带出，待出水阀几乎没有出水时，第三阶段压榨停止，整个脱水过程结束。进入卸泥阶段，气缸带动齿条运动，齿条与转向齿轮啮合，将转向齿轮旋转180，转向齿轮带动限位阀芯也转动180°，则限位阀芯与定位自锁杆的定位自锁解除，短行程油缸及长行程油缸油路反向，带动副推板、力放大机构、主推板往回运动，拉板机构通过拉动压滤板框往左运动，在弹性拉锁作用下，可同时拉动多个压滤板框，由于弹性拉锁的长度超过内圈环、外圈环及污泥的厚度，内圈环离开外圈环，内外圈环之间的配合不存在，封闭压滤腔消失，污泥可从之间的空隙掉到装置的下方的输送机构输送出去，卸泥完毕后，油缸将所有的压滤板框又重新推送到最左端，进入下一个循环。

如图5所示，示意了调理剂添加装置的一种实施结构。所述的调理剂添加装置2包括螺旋定量输送装置2-1、搅拌器2-2、调理剂箱体2-3，调理剂添加装置2内盛装的调理剂为高分子阳离子絮凝剂与惰性颗粒物，所述的阳离子絮凝剂添加量为绝干泥量的1‰-3‰，所述的惰性颗粒物添加量为绝干泥量的1％-5％。

如图6所示，示意了干燥系统的一种具体结构。所述干燥系统8包括干燥箱和循环系统，所述干燥箱设有进料口801和出料口802，所述干燥箱上通过空气出口803和热风进口804分别与所述的循环系统相连通；

所述的循环系统包括第一换热器805、第二换热器806、第三换热器807、第四换热器808和风机809，所述第一换热器805的一端通过空气出口803与干燥箱连通，其另一端通过风管与第二换热器808相连通，所述的第二换热器806通过风管与第三换热器807连通，所述第三换热器807的另一端通过风管与所述的第四换热器808连通，所述第四换热器808的另一端通过热风进口804与所述干燥箱相连通，所述的风机809设置于风管内；

所述第二换热器806的盘管与压缩机810连接，所述第一换热器805盘管的两端分别与第三换热器807的两端相连通。

所述的循环系统还包括第五换热器811，所述第二换热器806的盘管还与所述第五换热器811的盘管相连通，并在二者的连接管路上设有节流元件812，所述第五换热器811通过热水通道与所述第四换热器808的盘管相连通。

所述干燥箱包括干燥箱体813、输送网带814、网带驱动装置815、挡板816和热水管线817，所述超高压机械压滤脱水系统6输出的泥饼经双螺旋送料器7输送至所述干燥箱体813的进料口801，并落在所述输送网带814上，所述输送网带814自上而下分布有多层，所述挡板816相应地设置于每层输送网带814的下方，由所述挡板816将所述干燥箱体813自上而下分隔为第1、第2、第3.....第N干燥区，所述输送网带814与所述热水管线817接触，使得热水的热量可直接传导到输送网带814上。

污泥从物料进口进入到最上层网带，在网带驱动装置作用下，网带带动污泥从左往右缓慢移动，污泥运动到做右端时，从下料孔下落到第二层网带的最右端，第二层网带在网带驱动装置作用下，驱动网带和污泥从右往左缓慢运动，运动到最左端时从下料孔又下落到第三层网带，污泥又从左往右运动，直到下落到最后一层网带从物料出口排出。在污泥运动过程中，干燥空气由热风进口进入干燥箱，热水由热水管线也进入到干燥箱到第N子干燥区，热水管线将水的热量传递给污泥，对污泥进行加热，同时干燥热空气与污泥接触，热空气由第N干燥区的排气口进入到N-1子干燥区，热水由箱内热水管线也进入到N-1子干燥区，继续对污泥加热，带走污泥的水分，依次类推，进入到第1子干燥区，热水的温度降低变成中温水(40-50℃)，空气也变为中温饱和湿空气(温度40-50℃，饱和度：90％-100％)，从空气出口排出，进入到第一换热器，吸收第一换热器的冷量，将热量传递给第一换热器，饱和湿空气温度降低至30-40℃，低于其露点温度，部分水分析出，饱和空气继续进入到第二换热器温度进一步降低至15-20℃，析出更多的水分变成低温饱和空气，然后再进入第三换热器(第三换热器热量来自于第一换热器)进行加热至35-40℃，然后经过第四换热器(第四换热器热量来自于第五换热器)后温度升高至75-85℃，变为高温低湿空气又从热风进口进入干燥箱。来自于第五换热器的热水一部分直接进入到干燥箱内的热水管线，另一部分进入到第四换热器，将热量传递给经过第四换热器的空气对其加热，热水在干燥箱内从下层往上层按照S型路线与污泥进行逆向运行，从出水管排出到第五换热器的冷端，与第五换热器换热后，变为温度为80-90℃的热水又重新进入到干燥箱。制冷剂氟利昂循环路线为压缩机→第五换热器的热端→第五换热器的冷端→膨胀阀→第二换热器→压缩机。

整个干燥系统分为三个子循环系统，干燥空气循环系统、热水循环系统、制冷剂氟利昂循环系统。第一换热器与第三换热器进行冷热量交换，第二换热器与第五换热器进行冷热量交换，第四换热器与第五换热器进行冷热量交换，各个冷量及热量达到最大限度的利用，同时干燥介质在系统内进行除湿与加热一体，没有尾气排出，形成闭环干化系统。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：包括微波处理装置(1)、调理剂添加装置(2)、管道混合器(3)、超高压机械压滤脱水系统(6)和干燥系统(8)，所述微波处理装置(1)上设有污泥进料口和输出端口，所述微波处理装置(1)的输出端口与所述管道混合器(3)的输入端相连通，所述微波处理装置(1)与所述管道混合器(3)的连接管道和所述调理剂添加装置(2)连接；污泥与调理剂在所述管道混合器(3)混合后进入所述超高压机械压滤脱水系统(6)，所述超高压机械压滤脱水系统(6)对与调理剂混合后的污泥进行超高压脱水，并输出脱水后的泥饼，所述泥饼被输送至所述干燥系统(8)，由所述干燥系统(8)对其进行干化处理。

2.根据权利要求1所述的微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：在所述管道混合器(3)与超高压机械压滤脱水系统(6)之间设置污泥降温换热装置(4)，污泥与调理剂在所述管道混合器(3)混合后经过所述污泥降温换热装置(4)冷却后进入所述超高压机械压滤脱水系统(6)。

3.根据权利要求1所述的微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：所述微波处理装置(1)、污泥降温换热装置(4)通过热风管道与所述干燥系统的循环系统相连通。

4.根据权利要求1所述的微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：所述的微波处理系统(1)为可连续式动态对污泥进行微波处理的装置，包括污泥进料泵(1-1)、流量计(1-2)、微波加热腔(1-3)、磁控管(1-5)、导波管(1-6)、微波功率调节器(1-7)、污泥管路(1-8)、污泥变向片(1-9)和热风排气管Ι(1-10)，所述的微波加热腔(1-3)为金属材料制成的封闭型腔体，所述的污泥管路(1-8)由透波性强的材料组成设置在微波加热腔(1-3)内，所述的污泥管线(1-8)内还固定设置有用以对污泥进行搅拌的污泥变向片(1-9)，所述的热风排气管Ι(1-10)与所述热风管道(9)相连接。

5.根据权利要求4所述的微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：所述流量计(1-2)和微波功率调节器(1-7)均与控制器(10)连接，微波辐射能量密度范围为0.1-0.2kJ/ml，当检测到污泥流量有变化时，通过控制器(10)控制微波功率调节器(1-7)，使得微波辐射能量密度位于上述范围内。

6.根据权利要求2所述的一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：所述超高压机械压滤脱水系统包括压滤板框、长行程油缸(601)、短行程油缸(602)、力学放大机构(603)和高压进泥泵(604)，所述的压滤板框之间形成压滤腔(605)，所述的压滤板框左右两侧分别固定连接有外圈环(607)和内圈环(608)，两相邻压滤板框的外圈环(607)和内圈环(608)紧密配合，所述的内圈环(608)上设置有密封件(609)；所述长行程油缸(601)的输出端与主推板(610)固定连接，所述的力学放大机构(603)安装于主推板(610)和副推板(611)之间，所述的短行程油缸(602)安装于主推板(610)上，短行程油缸(602)的输出端与所述力学放大机构(603)连接，所述的副推板(611)作用于压滤腔(605)；所述高压进泥泵(604)设置在压滤脱水系统的进泥通道上，所述进泥通道与所述管道混合器(3)相连通。

7.根据权利要求1所述的一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：所述干燥系统(8)包括干燥箱和循环系统，所述干燥箱设有进料口(801)和出料口(802)，所述干燥箱上通过空气出口(803)和热风进口(804)分别与所述的循环系统相连通；

所述的循环系统包括第一换热器(805)、第二换热器(806)、第三换热器(807)、第四换热器(808)和风机(809)，所述第一换热器(805)的一端通过空气出口(803)与干燥箱连通，其另一端通过风管与第二换热器(808)相连通，所述的第二换热器(806)通过风管与第三换热器(807)连通，所述第三换热器(807)的另一端通过风管与所述的第四换热器(808)连通，所述第四换热器(808)的另一端通过热风进口(804)与所述干燥箱相连通，所述的风机(809)设置于风管内；

所述第二换热器(806)的盘管与压缩机(810)连接，所述第一换热器(805)盘管的两端分别与第三换热器(807)的两端相连通。

8.根据权利要求1所述的一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：所述的循环系统还包括第五换热器(811)，所述第二换热器(806)的盘管还与所述第五换热器(811)的盘管相连通，并在二者的连接管路上设有节流元件(812)，所述第五换热器(811)通过热水通道与所述第四换热器(808)的盘管相连通。

9.根据权利要求1所述的一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：所述干燥箱包括干燥箱体(813)、输送网带(814)、网带驱动装置(815)、挡板(816)和热水管线(817)，所述超高压机械压滤脱水系统(6)输出的泥饼经双螺旋送料器(7)输送至所述干燥箱体(813)的进料口(801)，并落在所述输送网带(814)上，所述输送网带(814)自上而下分布有多层，所述挡板(816)相应地设置于每层输送网带(814)的下方，由所述挡板(816)将所述干燥箱体(813)自上而下分隔为第1、第2、第3.....第N干燥区，所述输送网带(814)与所述热水管线(817)接触，使得热水的热量可直接传导到输送网带(814)上。

10.根据权利要求9所述的一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化装置，其特征在于：所述的污泥降温换热装置(4)包括污泥盘管(4-1)、换热翅片(4-2)、换热箱体(4-3)、热风排气管Ⅱ(4-4)，所述的污泥盘管(4-1)通过法兰与管道混合器(3)连接，在换热箱体(4-3)内布置成S型管线，并使得污泥与调理剂进一步混合，换热翅片(4-2)安装在污泥盘管(4-1)，翅片数量为多片，所述的热风排气管Ⅱ(4-4)与热风管道(9)相连通。