CN108264209A - 污泥干燥系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用来干燥含水污泥的污泥干燥系统，其包括一滚筒干燥机及一空气压缩机，滚筒干燥机具有一筒身、一污泥进料口、一污泥出料口、一热风进气口及一热风排气口，筒身围构一干燥通道，污泥进料口、污泥出料口及热风排气口分别连通于干燥通道，污泥进料口及污泥出料口分别供所述含水污泥进入及离开干燥通道，热风进气口及热风排气口则分别供一热气流导入及排出干燥通道而使热气流带走所述含水污泥的一部份水分。空气压缩机包括一压缩机组及一热能回收器，压缩机组用以产生一压缩气流，热能回收器用以与压缩机组热交换而产生所述热气流。

Description

污泥干燥系统及方法

技术领域

本发明是有关一种污泥处理的技术，特别是关于一种应用热风降低污泥含水率的处理系统及方法。

背景技术

污水处理是将生活污水及工业废水加以处理，分离水中的固体污染物，减轻污水对环境的污染。污水处理经常伴随着大量污泥的产生，这些污泥的含水率高，经过脱水机处理后仍然高达75-85％的含水率。

为了减少含水污泥的容积及后续污泥清运费用，中国台湾TW I507366公开了一种污泥处理装置，其包括一组旋风器分离组110，及一混合器120，混合器120中的喷射通道125可将部分含水污泥分散成粒状，而后在旋风器分离组110中进一步干燥。

然而，前述现有技术仍有缺陷在于，含水率达75-85％的污泥容易黏着在混合器120的管壁上，这使得混合器120容易发生送料不顺或甚至堵塞的情形。为了解决高含水污泥黏性过高所衍生的问题，现有技术所采取的解决方法是，将旋风器分离组110处理后的一部份干燥后污泥(低含水率)回流至混合器120内，使高含水污泥与低含水污泥先行混合后，将整体含水率先行降至75％以下以降低黏性，才进行后续处理。

这样的处理方式衍生了其它问题：由于部分干燥污泥被回送至混合器，这使得整体待处理的污泥量增加，而污泥量增加会导致更多的处理时间、更多的耗能以及更多的处理费用，并且降低系统工作效率。

发明内容

本发明的其中一项目的在于提供能将用于将含水污泥干燥的处理系统。

为了达成上述及其它目的，本发明提供一种用来干燥含水污泥的污泥干燥系统，其包括一滚筒干燥机及一空气压缩机，滚筒干燥机包括一滚筒，滚筒具有一筒身、一污泥进料口、一污泥出料口、一热风进气口及一热风排气口，筒身围构一干燥通道，污泥进料口、污泥出料口及热风排气口分别连通于干燥通道，污泥进料口及污泥出料口分别供所述含水污泥进入及离开干燥通道，热风进气口及热风排气口则分别供一热气流导入及排出干燥通道而使热气流带走所述含水污泥的一部份水分。空气压缩机包括一压缩机组及一热能回收器，压缩机组用以产生一压缩气流，热能回收器用以与压缩机组热交换而产生所述热气流。

通过上述设计，含水污泥可在滚筒内持续翻动，并且在翻动的过程中与热气流进行热交换，含水污泥中的部分水分因此蒸发，并且随热气流自热风排气口排出，含水污泥的含水量因而下降了。

为了达成上述及其它目的，所述污泥干燥系统更可包括一污泥分散器设于该进料口并用以将糊状含水污泥分散为条状或粒状含水污泥，藉此增加含水污泥在滚筒干燥机内的干燥效率。

为了达成上述及其它目的，所述污泥干燥系统更可包括至少一旋风器设于滚筒干燥机的下游，旋风器具有一旋风腔室、一污泥入口、一污泥出口、一气体入口及一气体出口，污泥入口、污泥出口、气体入口及气体出口分别连通于旋风腔室，污泥入口及污泥出口分别供所述含水污泥进入及离开旋风腔室，气体入口及气体出口分别供一干燥气流导入及排出旋风腔室而使所述干燥气流带走所述含水污泥的一部份水分，藉此将含水污泥进一步干燥。

为了达成上述及其它目的，所述污泥干燥系统更可包括一污泥粉碎器设于滚筒干燥机的下游以及旋风器的上游，污泥粉碎器是用以将所述含水污泥的至少一部份粉碎为较小的颗粒，藉此让含水污泥在旋风器中更容易随着气流旋转流动，并增加干燥效率。

为了达成上述及其它目的，本发明还提供一种污泥干燥方法，是使用上述污泥干燥系统对污泥进行干燥，其包括下列步骤：

利用滚筒干燥机使含水污泥的含水率降低到70％以下；

利用污泥粉碎器将含水率70％以下的含水污泥粉碎为较小的颗粒；以及

利用旋风器将颗粒状的含水污泥干燥至含水率50％以下。

通过上述污泥干燥方法，含水污泥能被有效干燥，而且在不需强制混合低含水率污泥(含水率50％以下)的情况下，含水污泥在污泥粉碎器及旋风器中也不容易黏着于壁面上，解决了现有技术在混合器中常见的送料不顺或堵塞的问题。

为了达成上述及其它目的，所述污泥干燥方法还包括：在所述含水污泥导入该滚筒干燥机之前，更利用一污泥分散器使糊状的含水污泥分散为条状或粒状的含水污泥，藉此增加含水污泥在滚筒干燥机内的干燥效率。

有关本发明的其它功效及实施例的详细内容，配合附图说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明污泥干燥系统第一实施例的结构配置示意图；

图2为本发明污泥干燥系统第一实施例的污泥分散器的半剖面立体图；

图3为本发明污泥干燥系统第一实施例的污泥粉碎器的剖面图；

图4为本发明污泥干燥系统第二实施例的结构配置示意图。

符号说明

100 污泥干燥系统 110 送料机构

120 污泥分散器 121 送料螺杆

122 筛板 123 筛孔

130 滚筒干燥机 131 滚筒

1311 筒身 1312 污泥进料口

1313 污泥出料口 1314 热风进气口

1315 热风排气口 140 空气压缩机

141 压缩机组 142 热能回收器

150 污泥粉碎器 151 流道

152 进料通道 153 文式喉部

160、170、180 旋风器 190 风机

195 气体净化装置 280 旋风器

295、296 气体净化装置

具体实施方式

本申请中的[上游]、[下游]是以各设备处理含水污泥的顺序作为判断依据；当一设备较其它设备先处理含水污泥时，则称该设备设于其它设备的[上游]；反之，当一设备较其它设备晚处理含水污泥时，则称该设备设于其它设备的[下游]。在上、下游相邻的设备之间可能设有输送带、输送管等用以输送污泥或气体的组件；在其它可能的实施方式中，二或多个在上、下游紧邻的设备在机构上直接连接或被设置于同一个机壳内。

本申请中的[干燥]是指将含水污泥的含水率降低，例如，使其含水率由80％降低至50％以下，而非仅局限于将其含水率降低至0％。

请参考图1，所绘示者为本发明污泥干燥系统的第一实施例，该污泥干燥系统100包括一送料机构110、一污泥分散器120、一滚筒干燥机130、一空气压缩机140、一污泥粉碎器150、三个旋风器160、170、180及一风机190。污泥干燥系统100可用以干燥含水污泥，所述含水污泥例如是来自生活废水或工业废水的污水处理厂，污水处理厂所产生的污泥在送入污泥干燥系统100之前，还可经脱水机先行脱水，所使用的脱水机可为但不限于压滤机、离心式脱水机或带式脱水机，进入污泥干燥系统100的含水污泥的含水率例如为75-85％，但并不以此为限。

送料机构110例如是螺杆，用以将含水污泥槽(未绘示)内的含水污泥推送至污泥分散器120。

污泥分散器120具有一送料螺杆121及一筛板122，筛板122上具有多个筛孔123，筛孔123的孔径可为但不限于2-3cm，送料螺杆121可将含水率较高而呈糊状的含水污泥推向筛板122，并将含水污泥自筛孔123挤出而分散为条状或粒状的含水污泥；糊状含水污泥被分散为条状或粒状含水污泥之后，整体的表面积增加，使得干燥介质(例如干燥气体)能以更大的面积接触含水污泥，加速含水污泥干燥。在可能的实施方式中，污泥分散器与滚筒干燥机之间具有污泥输送带，使条状或粒状污泥可由污泥分散器输送至滚筒干燥机。在其它可能的实施方式中，污泥分散器被整合于滚筒干燥机内，污泥分散器可直接在滚筒干燥机内挤出条状或粒状含水污泥。

滚筒干燥机130包括一滚筒131及一用以驱动滚筒131旋转的滚筒马达，滚筒131具有一筒身1311、一污泥进料口1312、一污泥出料口1313、一热风进气口1314及一热风排气口1315，筒身1311围构一干燥通道，污泥进料口1312、污泥出料口1313、热风进气口1314及热风排气口1315分别连通于干燥通道，其中污泥进料口1312及污泥出料口1313分别供含水污泥进入及离开干燥通道，热风进气口1314及热风排气口1315则分别供一热气流导入及排出干燥通道而使热气流带走含水污泥的一部份水分。在本实施例中，热气流与含水污泥在干燥通道中的移动方向大致相同。在可能的实施方式中，筒身可具有两个不同的开口，其中一者作为污泥出料口，另一者作为热风排气口；在其它可能的实施方式中，筒身上具有一个较大的开口，该开口同时作为污泥出料口及热风排气口使用，使含水污泥及热气流经由同一个开口离开筒身。经由热风排气口排出的热气流可再经由气体净化装置195进行处理，例如利用洗涤塔将热气流中可能挟带的粉尘加以去除。

空气压缩机140包括一压缩机组141及一热能回收器142，压缩机组141例如可为容积式压缩机或气体动力式压缩机，压缩机组141可用以提高气体压力而产生一压缩气流，所述热能回收器142是以气体作为热交换介质，压缩机组141工作时所产生的热能则通过与热能回收器142热交换而加以回收，使得热能回收器142能产生前述热气流，热能回收器142与热风进气口1314之间可设有输气管及另一风机。压缩气流及热气流均可作为干燥气体使用。在可能的实施例中，热气流进入热风进气口前可再被其它加热单元进一步升温至所需工作温度，加热单元例如为电热式加热器或燃料式加热器。

污泥粉碎器150设于滚筒干燥机130的下游、旋风器160的上游，污泥粉碎器150包括一流道151及一进料通道152，进料通道152是供引导含水污泥，进料通道152例如具有漏斗的形状，流道151是供压缩气流通过，流道151中的其中一段为一文式喉部153而与进料通道152相连通，文式喉部153具有流道151中较小的截面积，这使得压缩气流的流速增加、压力降低，且文式喉部153相对于进料通道152形成负压吸力，让进料通道152中的含水污泥可被引导、吸入文式喉部153，而后至少一部份的含水污泥受到高速器流所产生的剪力作用而被粉碎为更小的颗粒，从而含水污泥的颗粒可被压缩气流带出流道151。

旋风器160、170、180依序设于滚筒干燥机130及污泥粉碎器150的下游，且旋风器160、170、180各别具有一旋风腔室、一污泥入口、一污泥出口、一气体入口及一气体出口，其中污泥入口、污泥出口、气体入口及气体出口分别连通于旋风腔室，污泥入口及污泥出口分别供含水污泥进入及离开旋风腔室，气体入口及气体出口则分别供一干燥气流导入及排出旋风腔室。旋风腔室通常具有圆形截面，气体入口引导干燥气流大致沿着该圆形截面的切线方向进入旋风腔室，使得干燥气流在旋风腔室中螺旋转动，并且带走含水污泥的一部份水分。在可能的实施方式中，污泥入口及气体入口可以是旋风器上的同一个开口，亦即旋风器上的一个开口同时作为污泥入口及气体入口。在可能的实施方式中，污泥出口及气体出口也可以是旋风器上的同一个开口，亦即旋风器上的一个开口同时作为污泥出口及气体出口。在可能的实施方式中，旋风器具有多个气体入口。在旋风器180中，污泥与气体经由不同的开口离开旋风腔室，所述气体可以被导引至前述气体净化装置195进行处理。

风机190用于提高气体流速，风机190可用以产生一高速气流，高速气流可与压缩气流合流，两者合流后导入气体入口，作为所述干燥气流；在可能的实施方式中，高速气流不与高压气流合流，高速气流与高压气流分别经由不同的开口导入旋风腔室；在可能的实施方式中，一部份高速气流与高压气流合流后经由旋风器的其中一个开口导入旋风腔室，另一部份高速气流经由旋风器的另一个开口导入旋风器。

通过前述污泥干燥设备100，可以依以下污泥干燥方法对含水率达75-85％的含水污泥进行干燥：首先，利用污泥分散器120使糊状的含水污泥分散为条状或粒状的含水污泥，再利用滚筒干燥机130使含水污泥的含水率降低至70％以下，此时含水污泥的黏性会降低，后续处理时不易黏着于处理设备表面；而后，利用污泥粉碎器150将含水率70％以下的含水污泥粉碎为较小的颗粒，接着再利用旋风器160、170、180使颗粒状的含水污泥进一步干燥至含水率50％以下，完成所需要的干燥处理。

前述污泥干燥方法相较于现有技术的优点在于，含水污泥能被有效干燥，而且在不需强制混合低含水率污泥(含水率50％以下)的情况下，含水污泥在污泥粉碎器及旋风器中也不容易黏着于壁面上，解决了现有技术在混合器中常见的送料不顺或堵塞的问题。

请参考图4，所绘示者为本发明污泥干燥系统的第二实施例，其与第一实施例的主要差异在于，热气流与含水污泥在干燥通道中的移动方向大致相反，有助于增加干燥效果；除此之外，旋风器280所排出的气体改为经由另一个气体净化装置296加以处理，而不导入气体净化装置295。

在可能的实施方式中，干燥后的污泥也可视需求少量回流，但干燥污泥的回流在本发明中并非绝对必要。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或修改为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

Claims (10)

1.一种污泥干燥系统，用以干燥含水污泥，其特征在于，包括：

一滚筒干燥机，包括一滚筒，该滚筒具有一筒身、一污泥进料口、一污泥出料口、一热风进气口及一热风排气口，该筒身围构一干燥通道，该污泥进料口、污泥出料口、热风进气口及热风排气口分别连通于该干燥通道，该污泥进料口及该污泥出料口分别供所述含水污泥进入及离开该干燥通道，该热风进气口及该热风排气口分别供一热气流导入及排出该干燥通道而使所述热气流带走所述含水污泥的一部份水分；以及

一空气压缩机，包括一压缩机组及一热能回收器，该压缩机组用以产生一压缩气流，该热能回收器用以与该压缩机组热交换而产生所述热气流。

2.如权利要求1所述的污泥干燥系统，其特征在于，更包含一污泥分散器用以将送往该污泥进料口的糊状含水污泥分散为条状或粒状含水污泥。

3.如权利要求2所述的污泥干燥系统，其特征在于，该污泥分散器具有一筛板，该筛板上具有多个筛孔。

4.如权利要求3所述的污泥干燥系统，其特征在于，该污泥分散器具有一送料螺杆，用以将所述糊状含水污泥推往该筛板。

5.如权利要求3所述的污泥干燥系统，其特征在于，该等筛孔的孔径为2-3cm。

6.如权利要求1所述的污泥干燥系统，其特征在于，更包括至少一旋风器设于该滚筒干燥机的下游，该旋风器具有一旋风腔室、一污泥入口、一污泥出口、一气体入口及一气体出口，该污泥入口、污泥出口、气体入口及气体出口分别连通于该旋风腔室，该污泥入口及该污泥出口分别供所述含水污泥进入及离开该旋风腔室，该气体入口及该气体出口分别供一干燥气流导入及排出该旋风腔室而使所述干燥气流带走所述含水污泥的一部份水分。

7.如权利要求6所述的污泥干燥系统，其特征在于，更包括一污泥粉碎器设于该滚筒干燥机的下游、该旋风器的上游，该污泥粉碎器是用以将所述含水污泥的至少一部份粉碎为较小的颗粒。

8.如权利要求7所述的污泥干燥系统，其特征在于，该污泥粉碎器包括一供至少一部份所述压缩气流通过的文氏喉部及一与该文氏喉部相连通并供导入含水污泥的进料通道。

9.一种污泥干燥方法，是使用如权利要求7或8所述的污泥干燥系统对含水污泥进行干燥，其特征在于，该污泥干燥方法包括下列步骤：

利用该滚筒干燥机使含水污泥的含水率降低至70％以下；

利用该污泥粉碎器将含水率70％以下的含水污泥粉碎为较小的颗粒；以及

利用该旋风器将颗粒状的含水污泥干燥至含水率50％以下。

10.如权利要求9所述的污泥干燥方法，其特征在于，更包括：在所述含水污泥导入该滚筒干燥机之前，更利用一污泥分散器使糊状的含水污泥分散为条状或粒状的含水污泥。