CN109836022A - 污泥处理系统以及污泥干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥干燥装置，包括螺旋送料机以及回转炉；以及公开了一种污泥处理系统，包括卧式压滤机、如前所述的污泥干燥装置、缺氧热解炉以及污泥焚烧炉。采用上述技术方案，能够在对污泥进行固液分离后进行充分干燥，降低污泥中的含水量，回转炉具有效率高、作业批量大的特点，因此相比于现有技术中的污泥风干方式能够显著提高工作效率。

Description

污泥处理系统以及污泥干燥装置

技术领域

本发明涉及一种污泥处理系统以及污泥干燥装置，属于污泥处理技术领域。

背景技术

目前我国污泥处理方式主要有填埋、污泥深度脱水、热干化、污泥单独焚烧、污泥协同焚烧、好氧堆肥/发酵、厌氧消化等。

污泥填埋的处理方式投资小、容量大、见效快，但污泥中含有一些有毒重金属，而且由于有机物含量丰富，所以稳定性很差，有机物会腐烂变质释放出大量臭气及渗滤液。填埋场产生的气体主要是甲烷，若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。存在渗滤液问题难以处理，如运行不当会污染土壤和地下水资源。填埋并没有从根本上解决污泥对环境的污染，将现代的污染转移到未来，不符合可继续发展的理念，填埋后的污泥上百年仍无法稳定，二次处理成本巨大。

污泥深度脱水是将污泥稀释90％左右，加入药剂后，进行二次压滤。该方法处理后污泥含水率只能达到60％以下，加入了大量药剂，增加污泥干基重量，运行成本较高，投加石灰时污泥再利用局限性增大，仅能做到污泥减量化，无法实现污泥的无害化、稳定化、资源化。

污泥热干化是通过污泥与热媒之间的传热作用，进一步去除脱水污泥中的水分使污泥减容。热干化降低了污泥的含水率，污泥体积显著减小，但污泥固体中的成份变化不大，需要进一步处理；实现了污泥的减量化，没有做到无害化、稳定化和资源化，需要结合其它技术进一步处置。

好氧堆肥/发酵是利用秸秆等辅料将污泥含水率降至60％，增加空隙达到规定碳氮比，不断补充氧气，经20余天发酵腐殖。达到稳定化，可作为园林绿化和土地改良处置，但缺点是污泥泥质不稳定，中重金属难以稳定化，只能用作园林绿化用肥；堆肥过程产生大量的臭气，主要包括氨、硫化氢、醇醚类以及烷烃类气体，处理难度较大；加入大量秸秆等调理剂，不断供氧，运行成本200元/吨以上；堆肥过程中为污泥和秸秆的混合物，混料、翻抛等设备损耗大，故障率高，运行难以稳定；受监管部门不明确，使用标准比较模糊，发酵后的污泥多数面临无处可去的尴尬境地，对于纯生活废水产生的污泥目前政策仍然没有放开，限制了污泥出路；存在个别不法分子将发酵后污泥用于农业，进入食物链导致重金属富集从而影响食品安全。

污泥厌氧消化第一阶段是水解，将颗粒物转化成可溶性化合物，第二阶段是发酵，发酵的最终产物是甲烷形成的前身，第三阶段是产甲烷，乙酸分裂甲烷菌和氢利用甲烷菌产生甲烷。缺点是投资大，运营成本高、安全问题，没有完成最终处置，还需要进一步处理处置；污泥需预热耗费大量热能，不能满足维持自身需要；产生大量沼渣，需再次处理，只做到了稳定化，很少减量化，没有做到无害化和资源化；甲烷气体难以并入市政管网利用；北方地区冬季无法运行；厌氧消化大多只能做到能量自平衡，很难输出能量，污泥在含水率90％以上时被加热到35℃左右实际上相当于给水加热，造成污泥处理总能耗的增加。

污泥单独焚烧的核心设备为焚烧炉，在高温富氧条件下将污泥的有机质进行燃烧，充分降低污泥的体积，需要在污泥干化之后进行焚烧。一般情况下污泥热值不足以自持燃烧，需要外加燃料如煤、天然气、生物质燃料等，焚烧后的产物可作为建材、路基土等应用。经过焚烧可大大减少污泥的体积，杀死一切病原菌，污泥焚烧反应速度快，避免污泥长时间储存带来二次污染，可同时实现污泥的减量化、无害化、稳定化、资源化。但污泥单独焚烧也具有以下缺点：投资大，运行成本高，焚烧过程耗费大量能量，添加外加燃料成本高达300-400元/吨；污泥颗粒不均匀时容易造成焚烧不充分，影响利用；污泥干化不彻底则导致后续工序中污泥含水率过高。传统的污泥干化步骤是首先通过压滤机去除污泥中的大部分水分，然后通过风干的方式对污泥进行干化，风干的方式效率低、效果差，风干后的污泥含水率还在15％(质量百分比)左右甚至更高。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够在污泥干化环节对污泥进行充分干化的污泥干燥装置以及污泥处理系统。

为了实现上述目的，本发明的一种污泥干燥装置，包括螺旋送料机以及回转炉，所述螺旋送料机包括机壳以及位于机壳内的绞龙，所述机壳的一端上部设置有进料口，另一端下部设置有出料口，所述绞龙的转轴连接于驱动电机的动力输出端；一下料漏斗的顶端安装于所述出料口，所述下料漏斗的底端插入到所述回转炉的送料口内；所述回转炉包括底座、设置于底座上的旋转驱动装置以及炉体，所述炉体包括旋转部以及固定部，所述送料口位于所述固定部上；在所述固定部上还设置有出风口；所述旋转部安装于所述旋转驱动装置上，所述旋转部的远离所述固定部的一端设置有排料口，一进风管从所述排料口插入所述旋转部。

所述旋转驱动装置包括多个支撑于所述旋转部外侧壁上的主动滚轮，所述主动滚轮连接于滚动电机的动力输出端。

所述旋转驱动装置还包括多个支撑于所述旋转部外侧壁上的从动滚轮。

所述下料漏斗的底端插入到所述回转炉的送料口内后，其端部延伸至所述旋转部内侧。

所述下料漏斗与所述送料口之间设置有密封垫。

一吹气管穿过所述下料漏斗的侧壁插入到下料漏斗的内部。

所述螺旋送料机的出料口位置还设置有切割装置，用于将螺旋送料机向外挤出的污泥进行切割。

所述切割装置包括一固定在所述绞龙的转轴上的轴套、固定于所述轴套上的安装板以及设置于所述安装板上的切割杆，所述切割杆与所述转轴平行设置，所述安装板设置于所述出料口的远离所述进料口的一侧。

所述轴套与所述绞龙的转轴通过固定螺栓进行固定。

所述出料口为设置在所述螺旋送料机的机壳上的多个通孔。

所述回转炉的旋转部还包括外隔热层、位于外隔热层内侧的内套筒、支撑于所述外隔热层与内套筒之间的多个支撑壁，在外隔热层与内套筒之间形成有隔热腔，多个支撑壁将隔热腔分隔成为多个独立腔室，在支撑壁上设置有导气孔；在旋转部的侧壁上还设置有透气口，所述透气口连通于所述隔热腔以及外界大气。

本发明还提供一种污泥处理系统，包括卧式压滤机、如前所述的污泥干燥装置、缺氧热解炉以及污泥焚烧炉；所述卧式压滤机对污泥进行固液分离，所述污泥干燥装置用于对经固液分离后的固态污泥进行干燥，所述污泥焚烧炉用于对污泥进行焚烧。

所述污泥燃烧炉的尾气排放管上设置有换热器，一换热管通过所述换热器后连通于所述进风管。

所述出风口通过出风管连接有一冷凝器。

在所述出风口与所述冷凝器之间还设置有旋风除尘器。

所述出风管与所述进风管上分别设置有风机。

所述污泥处理系统，还包括缺氧热解炉，所述缺氧热解炉用于对干燥后的污泥进行热解，并形成燃料输送至所述污泥焚烧炉进行燃烧。

采用上述技术方案，能够在对污泥进行固液分离后进行充分干燥，降低污泥中的含水量，回转炉具有效率高、作业批量大的特点，因此相比于现有技术中的污泥风干方式能够显著提高工作效率；此外，污泥处理系统的污泥焚烧炉中的热风能够直接被输送至回转炉内进行热能利用，但由于回转炉普遍具有密封性较差的特点，因此可以通过换热器对污泥焚烧炉中的尾气进行换热，将换热后的清洁空气送至回转炉使用；缺氧热解炉能够对污泥进行热解，产生污泥碳化颗粒和可燃气体，由于缺氧环境不利于二噁英的产生，缺氧热解有效避免了二噁英污染，同时缺氧环境下污泥不易碳化熔融粘结炉排，产生的大量可燃气可以提高后续富氧焚烧环节的烟气温度，对碳化颗粒形成助燃作用；通过螺旋送料机的绞龙能够在输送污泥过程中对污泥进行挤压，从螺旋送料机的出料口挤出的污泥通过切割装置进行切割成小体积状态，一方面避免在漏斗中堵塞，另一方面也便于在回转炉中充分干燥，并且在回转炉向外排出时形成干燥的小体积的硬块颗粒，相比于现有技术而言在进行后续的缺氧热解或者直接燃烧时颗粒体积相对较为均匀，便于充分热解或充分燃烧。

附图说明

图1为本发明的污泥处理系统的结构示意图。

图2为本发明的污泥干燥装置的结构示意图。

图3为螺旋送料机的剖视图。

图4为切割装置的结构示意图。

图5为出料口的另一种实施方式的结构示意图。

图6为回转炉的剖视图。

图7为图6中的A部局部放大图。

图8为图6中的B部局部放大图。

图9为进风管的结构示意图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的本发明还提供一种污泥处理系统，包括卧式压滤机1、污泥缓存室、污泥提升机3、污泥干燥装置4、缺氧热解炉5以及污泥焚烧炉6。

所述卧式压滤机1对污泥进行固液分离，固液分离后的固态污泥进入到污泥缓存室2内，固液分离后的液体进入污水回收处理系统。污泥缓存室内的污泥通过污泥提升机3输送至所述污泥干燥装置4进行干燥，干燥后的污泥进入缺氧热解炉5，所述缺氧热解炉5用于对干燥后的污泥进行热解，并形成燃料以及污泥碳化颗粒，燃料被输送至所述污泥焚烧炉6用于对污泥碳化颗粒进行助燃。

如图2、3所示，所述污泥干燥装置4包括螺旋送料机41以及回转炉42。所述螺旋送料机41包括机壳411以及位于机壳411内的绞龙412，所述机壳411的一端上部设置有进料口413，另一端下部设置有出料口414，所述绞龙412的转轴连接于驱动电机415的动力输出端。

在所述螺旋送料机41的出料口414位置还设置有切割装置416，用于将螺旋送料机41向外挤出的污泥进行切割。如图4所示，所述切割装置416包括一固定在所述绞龙412的转轴412a上的轴套416a、固定于所述轴套416a上的安装板416b以及设置于所述安装板416b上的切割杆416c，所述切割杆416c与所述转轴平行设置，所述安装板416b设置于所述出料口414的远离所述进料口413的一侧。所述轴套416a与所述绞龙412的转轴通过固定螺栓416d进行固定。当驱动电机415带动绞龙412转动时，也同时带动切割装置416转动。

如图5所示，所述出料口414还可以为设置在所述螺旋送料机41的机壳411上的多个通孔414’。污泥通过多个通孔414’被挤出成条形，并且被切割杆416c切割后形成体积较小的块状。

如图2、6、7所示，一下料漏斗417的顶端安装于所述出料口414，所述下料漏斗417的底端插入到所述回转炉42的送料口421内；所述回转炉42包括底座420、设置于底座420上的旋转驱动装置以及炉体422，所述炉体422包括旋转部422a以及固定部422b，所述送料口421位于所述固定部422b上；在所述固定部422b上还设置有出风口423；所述旋转部422a安装于所述旋转驱动装置上，所述旋转部422a的远离所述固定部422b的一端设置有排料口424，一进风管425从所述排料口424插入所述旋转部422a。

所述旋转驱动装置包括多个支撑于所述旋转部422a外侧壁上的主动滚轮426a和从动滚轮426b，所述主动滚轮连接于滚动电机的动力输出端，通过电机滚动电机带动主动滚轮旋转，从而带动回转炉42的旋转部422a旋转。

所述下料漏斗417的底端插入到所述回转炉42的送料口421内后，其端部延伸至所述旋转部422a内侧，从而确保污泥从下料漏斗417落下后能够落在旋转部422a内。

回转炉42虽然具有效率高的特点，但其也具有密封性差缺陷，因此在下料漏斗417与所述送料口421之间设置有密封垫，防止在间隙处漏风，另一方面设置一吹气管428穿过所述下料漏斗417的侧壁插入到下料漏斗417的内部，通过吹气管428向下料漏斗417内侧吹气以增加内部气压，避免回转炉42内部的气体进入下料漏斗417并向外泄露。此外，如图6所示，所述回转炉42的旋转部422a还包括外侧的防护罩422a1、位于防护罩422a1内侧的外隔热层422a2、位于外隔热层422a2内侧的内套筒422a4、支撑于所述外隔热层422a2与内套筒422a4之间的支撑壁422a3，在外隔热层422a2与内套筒422a4之间形成有隔热腔422a7用于提高回转炉42的隔热效果，支撑壁422a3一方面起到支撑内套筒422a4的作用，另一方面将隔热腔422a7分隔成为多个独立腔室，在支撑壁422a3上设置有导气孔422a5，从而使气体能够在多个独立腔室之间流动。如图2所示，在旋转部422a的侧壁上还设置有透气口422a6，所述透气口422a6连通于所述隔热腔422a7以及外界大气，从而起到平衡隔热腔422a7内气压的作用。在回转炉42的启动初期，内套筒422a4内的气体容易在内套筒422a4与固定部422b之间的缝隙泄露，而泄露的气体则直接进入隔热腔422a7进行缓存，当出风口423连接的风机形成负压之后，缓存在隔热腔422a7内的气体又会被抽回至内套筒422a4内并最终从出风口排放，减少向外泄露的可能。透气口422a6也能够使气体进入隔热腔422a7后内部压强不会瞬间增加，以保证气体顺利进入。

同时，所述污泥燃烧炉的尾气排放管上设置有换热器429，一换热管429a通过所述换热器429后连通于所述进风管425以及所述吹气管428，利用尾气中的余热。当然，尾气也可以直接连通至进风管425和吹气管428内向回转炉42内吹送，但由于尾气中污染含量较重，而回转炉42密封性不佳，因此采用通过换热器429换热的方式，使清洁空气被加热后送入回转炉42使用。

所述进风管425包括外套管425a、内套管425b和中间套管425c，所述内套管425b连通于所述换热管429a，所述外套管和中间套管分别连通于燃气管和氧气管用于在必要时进行助燃。

所述出风口423通过出风管433连接有一冷凝器430；在所述出风口423与所述冷凝器430之间还设置有旋风除尘器431。

在所述进风管425上设置有风机432。除此之外，为了使出风管433内产生负压，防止回转炉42内的气体从固定部422b和旋转部422a之间的缝隙泄露，因此在出风管433上也设置有风机432。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种污泥干燥装置，其特征在于：包括螺旋送料机以及回转炉，所述螺旋送料机包括机壳以及位于机壳内的绞龙，所述机壳的一端上部设置有进料口，另一端下部设置有出料口，所述绞龙的转轴连接于驱动电机的动力输出端；一下料漏斗的顶端安装于所述出料口，所述下料漏斗的底端插入到所述回转炉的送料口内；所述回转炉包括底座、设置于底座上的旋转驱动装置以及炉体，所述炉体包括旋转部以及固定部，所述送料口位于所述固定部上；在所述固定部上还设置有出风口；所述旋转部安装于所述旋转驱动装置上，所述旋转部的远离所述固定部的一端设置有排料口，一进风管从所述排料口插入所述旋转部。

2.如权利要求1所述的污泥干燥装置，其特征在于：所述下料漏斗的底端插入到所述回转炉的送料口内后，其端部延伸至所述旋转部内侧。

3.如权利要求1所述的污泥干燥装置，其特征在于：一吹气管穿过所述下料漏斗的侧壁插入到下料漏斗的内部。

4.如权利要求1-3任一项所述的污泥干燥装置，其特征在于：所述螺旋送料机的出料口位置还设置有切割装置，用于将螺旋送料机向外挤出的污泥进行切割。

5.如权利要求4所述的污泥干燥装置，其特征在于：所述切割装置包括一固定在所述绞龙的转轴上的轴套、固定于所述轴套上的安装板以及设置于所述安装板上的切割杆，所述切割杆与所述转轴平行设置，所述安装板设置于所述出料口的远离所述进料口的一侧；所述出料口为设置在所述螺旋送料机的机壳上的多个通孔。

6.如权利要求1-3任一项所述的污泥干燥装置，其特征在于：所述回转炉的旋转部还包括外隔热层、位于外隔热层内侧的内套筒、支撑于所述外隔热层与内套筒之间的多个支撑壁，在外隔热层与内套筒之间形成有隔热腔，多个支撑壁将隔热腔分隔成为多个独立腔室，在支撑壁上设置有导气孔；在旋转部的侧壁上还设置有透气口，所述透气口连通于所述隔热腔以及外界大气。

7.一种污泥处理系统，其特征在于：包括卧式压滤机、如权利里要求1-6任一项所述的污泥干燥装置、缺氧热解炉以及污泥焚烧炉；所述卧式压滤机对污泥进行固液分离，所述污泥干燥装置用于对经固液分离后的固态污泥进行干燥，所述污泥焚烧炉用于对污泥进行焚烧。

8.如权利要求7所述的污泥处理系统，其特征在于：所述污泥燃烧炉的尾气排放管上设置有换热器，一换热管通过所述换热器后连通于所述进风管。

9.如权利要求7或8所述的污泥处理系统，其特征在于：所述污泥处理系统，还包括缺氧热解炉，所述缺氧热解炉用于对干燥后的污泥进行热解，并形成燃料输送至所述污泥焚烧炉进行燃烧。