CN108585422A - 一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺 - Google Patents

Abstract

一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺，本发明涉及污泥处理技术领域；管式微热脱水器由内管、外管、螺旋推送器、进料口、出料口、热媒进口、热媒出口和水出气口构成；内管的内部设有螺旋推送器，螺旋推送器的一端与设置于管式微热脱水器外侧的减速机的输出轴连接，螺旋推送器的另一端与设置于管式微热脱水器内端的轴承连接固定；所述的内管的外部套设有外管，且内管与外管之间设有空隙。热能利用率较常规加热方式显著提高，有利于轻组分溢出，温度场可调节，避免局部过热而结焦，实现污泥脱水、脱轻过程与管式微热相结合，安全，热效率高，不结焦，不堵塞。

Description

一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺。

背景技术

污泥是污水处理过程中产生的沉淀物质，其成分很复杂，它包括混入生活污水或工业废水中的泥砂、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝聚的絮状物、由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、重金属元素和盐类、少量的病原微生物、寄生虫卵等综合固体物质。污泥是污水处理的二次产物，如不进行妥善处理和处置，将会对生态环境及人类健康带来威胁。

随着我国经济发展，污水处理规模日益增加，污泥的产生量也逐年增多，污泥处理、处置问题已经制约着污水处理事业进一步发展。污泥处理为满足污泥最终处置方式的要求，对污泥进行的以“减量化、稳定化、无害化”为目标的全过程。污泥处置即污泥处理后的消纳过程，一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用和焚烧。污泥的处置即污泥处理的目标，污泥处置制约着污泥的处理方式。

结合国内外污泥处置现状及趋势，对处理后的污泥进行最终消纳的过程，一般包括土地利用、填埋、建筑材料利用及焚烧等。无论采用哪种消纳方式，污泥均要进行脱水、脱轻，使污泥减量化、无害化，为后续资源化或最终处置创造条件。

污泥脱水、脱轻方法一般包括热干化、生物脱水、太阳能干化、超声波加热干化、微波加热干化及热泵干化。其中热干化较为成熟，应用最为广泛，热干化技术分为直接干化、间接干化。直接干化即污泥与热媒在空间上一致，热量直接交换到污泥，间接干化则不同，污泥和热媒分布于不同空间，热量通过管壁间接输送给污泥。直接干化在早期的污泥干化中应用较多，但直接干化属于粗放的干化方式，其热能利用效率低、冷凝液量大、环境卫生条件恶劣、局热安全问题，已经被间接干化技术逐步替代。

间接干化技术包括叶式干燥、带式干燥、盘式干燥、转鼓干燥等，间接干化技术基本取自化工生产单元过程。上述干燥方式在技术原理上属于先进的技术，但是在实际应用中存在一些问题，如叶式干燥的高温热油分布于叶片中，磨损和结垢问题容易导致泄漏；带式干燥设备庞大，单位蒸发较大，伴有恶臭产生；盘式干燥容易结焦，在国内应用很少；转鼓干燥存在密封、局部过热问题，容易产生爆炸性粉尘，亟待改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺，热能利用率较常规加热方式显著提高，有利于轻组分溢出，温度场可调节，避免局部过热而结焦，实现污泥脱水、脱轻过程与管式微热相结合，安全，热效率高，不结焦，不堵塞。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含管式微热脱水器、冷凝器、引风机、尾气净化器、排风机和减速机；其中管式微热脱水器由内管、外管、螺旋推送器、进料口、出料口、热媒进口、热媒出口和水出气口构成；内管的内部设有螺旋推送器，螺旋推送器的一端与设置于管式微热脱水器外侧的减速机的输出轴连接，螺旋推送器的另一端与设置于管式微热脱水器内端的轴承连接固定；所述的内管的外部套设有外管，且内管与外管之间设有空隙；所述的内管上邻近减速机的一端连接有进料口，且该进料口的外端穿过外管的管壁后，露设于外管的外壁；内管上远离减速机的一端连接有出料口，且该出料口的外端穿过外管的管壁后，露设于外管的外部；所述的外管上邻近减速机的一端连接有热媒出口，外管上远离减速机的一端连接有热媒进口；内管的两端均连接有水气出口，且水气出口的内端与内管内部空间连通设置，水气出口的外端穿过外管的管壁后，设置于外管的外部；所述的水气出口通过管道与冷凝器的入气口连接，冷凝器的排液口通过管道与冷凝水池连接，冷凝水池的出水口上连接有废水泵；所述的冷凝器的排气口上通过管道与引风机连接，引风机通过管道与尾气净化器连接，尾气净化器通过管道与排风机连接。

进一步地，所述的排风机通过管道与烟囱连接。

进一步地，所述的外管的外部套设有保温层，该保温层上均开设有与进料口、出料口、热媒进口、热媒出口以及水气出口相配合穿设的孔。

本发明的工作流程如下：

1、来自城市污水处理厂的剩余污泥（含水率55～99%）由管式微热脱水器的进料口进入工艺系统，同时开启管式微热脱水器上的热媒进口和热媒出口（冷凝水或者冷油）；

2、启动减速机后，管式微热脱水器内的螺旋推送器以设定速度把污泥由进料口向出料口推进，污泥在管式微热脱水器中的内管内不断被搅拌、推移；

3、污泥在不断被搅拌、推移过程中，吸收来自内管和外管之间夹套的热量，污泥逐步升温，水及轻组分从污泥中以水气形式挥发出来，通过连接在内管上的水气出口输出，并由管道进入冷凝器；

4、水气在冷凝器中，气态水被冷却成为液态废水，流入冷凝水池，由废水泵提升后送废水处理站进一步处理；

5、少量的不凝气经引风机进入尾气净化器，尾气处理达标后由排风机增压后进入烟囱高空排放。

采用上述结构后，本发明有益效果为：

1、采用微加热原理，污泥脱水、脱轻在温和的条件下完成，脱水温度40-80℃，避免了热交换界面结焦、结垢，解决了过热而产生粉尘问题，是本质安全的污泥脱水技术；

2、污泥走内管，内管被热媒包裹，外管保温，热量被充分利用，系统热效率高；

3、螺旋推进器置于内管中，污泥搅拌充分，传质效果好，污泥推进速度可调节；

4、实现连续进料、出料，可自动化操作；

5、设备紧凑，密闭性能好，系统能耗低，占地面积小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的工艺流程图。

图2是实施例一的工艺流程图。

图3是实施例二的数据表。

附图标记说明：

管式微热脱水器1、进料口2、出料口3、热媒进口4、热媒出口5、内管6、外管7、保温层8、水气出口9、冷凝器10、引风机11、尾气净化器12、排风机13、烟囱14、冷凝水池15、废水泵16、减速机17、螺旋推送器18。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参看如图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含管式微热脱水器1、冷凝器10、引风机11、尾气净化器12、排风机13和减速机17；其中管式微热脱水器1由内管6、外管7、螺旋推送器18、进料口2、出料口3、热媒进口4、热媒出口5和水出气口9构成；内管6的内部设有螺旋推送器18，螺旋推送器18的一端与设置于管式微热脱水器1外侧的减速机17的输出轴连接，螺旋推送器18的另一端与设置于管式微热脱水器1内端的轴承连接固定；所述的内管6的外部套设有外管7，且内管6与外管7之间设有空隙；所述的内管6上邻近减速机17的一端连接有进料口2，且该进料口2的外端穿过外管7的管壁后，露设于外管7的外壁；内管6上远离减速机17的一端连接有出料口3，且该出料口3的外端穿过外管7的管壁后，露设于外管7的外部；所述的外管7上邻近减速机17的一端连接有热媒出口5，外管7上远离减速机17的一端连接有热媒进口4；内管6的两端均连接有水气出口9，且水气出口9的内端与内管6内部空间连通设置，水气出口9的外端穿过外管7的管壁后，设置于外管7的外部；所述的水气出口9通过管道与冷凝器10的入气口连接，冷凝器10的排液口通过管道与冷凝水池15连接，冷凝水池15的出水口上连接有废水泵16；所述的冷凝器10的排气口上通过管道与引风机11连接，引风机11通过管道与尾气净化器12连接，尾气净化器12通过管道与排风机13连接。

进一步地，所述的排风机13通过管道与烟囱14连接。

进一步地，所述的外管7的外部套设有保温层8，该保温层8上均开设有与进料口2、出料口3、热媒进口4、热媒出口5以及水气出口9相配合穿设的孔。

本具体实施方式的工作流程如下：

1、来自城市污水处理厂的剩余污泥（含水率55～99%）由管式微热脱水器1的进料口2进入工艺系统，同时开启管式微热脱水器1上的热媒进口4和热媒出口5（冷凝水或者冷油）；

2、启动减速机17后，管式微热脱水器1内的螺旋推送器18以设定速度把污泥由进料口2向出料口3推进，污泥在管式微热脱水器1中的内管6内不断被搅拌、推移；

3、污泥在不断被搅拌、推移过程中，吸收来自内管6和外管7之间夹套的热量，污泥逐步升温，水及轻组分从污泥中以水气形式挥发出来，通过连接在内管6上的水气出口9输出，并由管道进入冷凝器10；

4、水气在冷凝器10中，气态水被冷却成为液态废水，流入冷凝水池15，由废水泵16提升后送废水处理站进一步处理；

5、少量的不凝气经引风机11进入尾气净化器12，尾气处理达标后由排风机13增压后进入烟囱14高空排放。

采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺，热能利用率较常规加热方式显著提高，有利于轻组分溢出，温度场可调节，避免局部过热而结焦，实现污泥脱水、脱轻过程与管式微热相结合，安全，热效率高，不结焦，不堵塞，本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。

实施例一：

参看图2，本实施例中将三个管式微热脱水器1首尾相连，其中每个管式微热脱水器1中的水气出口9均通过管道与冷凝器10的进气口连接，干化温度呈一定梯度分布，实现污泥脱水、脱轻过程与管式微热相结合。

实施例二：

参看图3，本实施例中的主要设备参数如下：

进入的污泥主要指标为：含水率79.2%，总灰分18.5%，挥发性有机物2.3%，比重1.03，pH=8.9；管式微热脱水器1为碳钢材质，污泥停留时间2～3h，污泥推进速率2.178cm/min~4.16cm/min，且速率可调节；引风机11为0.75kw；尾气净化器12采用碱液喷淋，喷淋强度20.0m³/m²·h，喷淋泵0.37kw。

本实施例中的分析化验采用《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ/T221），含水率采用重量法，有机物及灰分采用重量法，pH值采用电极法。

本实施例采用序批式水解酸化-好氧生化法处理环氧树脂生产废水，废水中的各项水质指标的处理效果见图3：进入本实施例的城市污泥量1000kg（其中水792.0kg，挥发性有机物23.0kg，总灰分185.0kg），经脱水脱轻后，污泥质量减为221.4kg（其中水24.4kg，挥发性有机物12.0kg，总灰分185.0kg）。污泥中水分减量为767.6kg，脱水效率为96.92%；污泥中挥发性有机物减量为11.0kg，脱轻效率为52.17%。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺，其特征在于：它包含管式微热脱水器（1）、冷凝器（10）、引风机（11）、尾气净化器（12）、排风机（13）和减速机（17）；其中管式微热脱水器（1）由内管（6）、外管（7）、螺旋推送器（18）、进料口（2）、出料口（3）、热媒进口（4）、热媒出口（5）和水出气口（9）构成；内管（6）的内部设有螺旋推送器（18），螺旋推送器（18）的一端与设置于管式微热脱水器（1）外侧的减速机（17）的输出轴连接，螺旋推送器（18）的另一端与设置于管式微热脱水器（1）内端的轴承连接固定；所述的内管（6）的外部套设有外管（7），且内管（6）与外管（7）之间设有空隙；所述的内管（6）上邻近减速机（17）的一端连接有进料口（2），且该进料口（2）的外端穿过外管（7）的管壁后，露设于外管（7）的外壁；内管（6）上远离减速机（17）的一端连接有出料口（3），且该出料口（3）的外端穿过外管（7）的管壁后，露设于外管（7）的外部；所述的外管（7）上邻近减速机（17）的一端连接有热媒出口（5），外管（7）上远离减速机（17）的一端连接有热媒进口（4）；内管（6）的两端均连接有水气出口（9），且水气出口（9）的内端与内管（6）内部空间连通设置，水气出口（9）的外端穿过外管（7）的管壁后，设置于外管（7）的外部；所述的水气出口（9）通过管道与冷凝器（10）的入气口连接，冷凝器（10）的排液口通过管道与冷凝水池（15）连接，冷凝水池（15）的出水口上连接有废水泵（16）；所述的冷凝器（10）的排气口上通过管道与引风机（11）连接，引风机（11）通过管道与尾气净化器（12）连接，尾气净化器（12）通过管道与排风机（13）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺，其特征在于：所述的排风机（13）通过管道与烟囱（14）连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺，其特征在于：所述的外管（7）的外部套设有保温层（8），该保温层（8）上均开设有与进料口（2）、出料口（3）、热媒进口（4）、热媒出口（5）以及水气出口（9）相配合穿设的孔。

4.根据权利要求1所述的一种基于管式微热的污泥脱水脱轻工艺，其特征在于：它的工作流程如下：

（1）、来自城市污水处理厂的剩余污泥由管式微热脱水器的进料口进入工艺系统，同时开启管式微热脱水器上的热媒进口和热媒出口；

（2）、启动减速机后，管式微热脱水器内的螺旋推送器以设定速度把污泥由进料口向出料口推进，污泥在管式微热脱水器中的内管内不断被搅拌、推移；

（3）、污泥在不断被搅拌、推移过程中，吸收来自内管和外管之间夹套的热量，污泥逐步升温，水及轻组分从污泥中以水气形式挥发出来，通过连接在内管上的水气出口输出，并由管道进入冷凝器；

（4）、水气在冷凝器中，气态水被冷却成为液态废水，流入冷凝水池，由废水泵提升后送废水处理站进一步处理；

（5）、少量的不凝气经引风机进入尾气净化器，尾气处理达标后由排风机增压后进入烟囱高空排放。