CN109928600A - 剩余污泥低温干化装置及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了剩余污泥低温干化装置及其运行方法。包括干化室，内部设置有一至多级多孔污泥干化传输带，其末端设置有锁气出料器，末级污泥干化传输带末端的锁气出料器出口端连接有出料口。干化室顶部设置进料器和负压集气器，底部设置集尘斗。干化室下部位于污泥干化传输带下方设有低温热源布气装置。低温热空气从低温热源布气装置进入干化室，在负压集气器抽力作用下从下往上穿过污泥干化传输带上的孔隙对污泥层进行干燥脱水。本发明具有防止热量散失、强化扰流提高干燥效率等优点。

Description

剩余污泥低温干化装置及其运行方法

技术领域

本发明涉及剩余污泥低温干化装置及其运行方法，尤其涉及一种剩余污泥深度脱水的设备及工艺方法，属于环保技术领域的污水处理厂剩余污泥处理子领域。

背景技术

随着我国社会和城市化的发展，城市污水的产生量在不断增长，相应的污水处理设施的数量也随之增加，污水处理后的副产物——剩余污泥的产生量也越来越大。截止2017年，我国剩余污泥年产量已超过4000万吨，而无害化处理率不足10％。如何妥善处理处置这些源源不断产生、数量日益庞大的污泥已成为我国环境保护方面亟待解决的问题。

国内大部分污水处理厂产生的剩余污泥，其含水率一般在80％以上。污泥脱水是其处理过程中的关键步骤。而污泥难以深度脱水的特点，已成为限制污泥无害化、资源化处理的瓶颈问题。

目前，污泥脱水干化的主要工艺有太阳能干燥、热干化、调理-压滤脱水等。其中太阳能干燥工艺利用太阳能的热效应，可将污泥含水率降至10％以下，达到深度干化的目的，但是由于其占地面积达、处理周期长、受天气变化影响大，较难广泛应用。热干化技术是通过直接加热或间接加热的方式将污泥中水分蒸发去除，污泥含水率可降至40％以下，而进一步降低含水率则所需将能耗大幅上升；调理-压滤脱水技术是剩余污泥经过调理剂改性处理，提高污泥脱水性能，再经过压滤机压榨脱水，污泥含水率可降至60％。以上工艺能够快速脱除污泥中的水分，但是脱水程度有限，较难实现污泥的深度干化(含水率≤20％)。

因此，进一步降低热干化或机械脱水工艺产生的半干污泥的含水率，快速高效的实现剩余污泥的深度干化，是目前的发展方向。

发明内容

本发明旨在提供一种剩余污泥低温干化装置及其运行方法，

本发明通过以下技术方案实现：

剩余污泥低温干化装置，包括干化室和设置在干化室内部的污泥干化传输带以及设置在干化室底部的集尘斗；所述干化室顶部还设置有进料器和若干负压集气器，所述进料器设置在所述干化室顶部一端，位于所述污泥干化传输带的起始端上方，且所述进料器下方设置有分散布料器；所述污泥干化传输带的末端设置有锁气出料器，其出口端连接有出料口；所述污泥干化传输带为多孔履带，包括若干相连的多孔输送带片；所述污泥干化传输带下方位于所述干化室下部设置有低温热源布气装置；所述进料器呈灯笼状，其内部垂直设置两组旋转进料叶轮组，每组旋转进料叶轮组包括两个平行设置的旋转进料叶轮，且所述旋转进料叶轮组中间形成垂直进料通道。

上述技术方案中，所述污泥干化传输带自上往下设置有若干级，且相邻上下两级污泥干化传输带上表面的移动方向相反；所述下一级污泥干化传输带的起始端设在上一级污泥干化传输带的末端外侧，且上一级污泥干化传输带的末端设置有锁气出料器连接在下一级污泥干化传输带的起始端之间，所述锁气出料器下方出口与其下方的污泥干化传输带之间设置有分散布料器。

上述技术方案中，所述污泥干化传输带上方侧面均匀设置有若干侧扰流风扇，所述侧扰流风扇设置在所述干化室上。

上述技术方案中，所述污泥干化传输带上方靠近起始端一侧设有前扰流风扇。

上述技术方案中，所述污泥干化传输带内设置有脉冲气流清洁器。

上述技术方案中，所述污泥干化传输带起始端一侧靠近干化室布置，且设置有气流阻隔挡板。

上述技术方案中，所述污泥干化传输带内设置有若干转动轴，所述转动轴横截面为正多边形，正多边形边数为5～10个；所述转动轴的正多边形边与所述污泥干化传输带形成接触面，且每个接触面均设有多个突起柱，且突起柱与污泥干化传输带上的孔隙一一对应。

剩余污泥低温干化方法，包括：

将温度为50～100℃的低温热空气，通过低温热源布气装置均匀分布式送入干化室下部，在干化室顶部的负压集气器抽吸作用下，从下往上经由污泥干化传输带上的孔隙穿越污泥干化传输带；

将粒径范围为0.5～2cm的含水率≤70％的剩余污泥颗粒，通过进料器送入干化室，并经由分散布料器均匀分布在污泥干化传输带上形成污泥颗粒层；

污泥颗粒层在污泥干化传输带上随着污泥干化输送带以0.3-3m/min的速度移动，在移动过程中低温热空气从污泥干化输送带上的孔隙进入并穿透污泥颗粒层使污泥颗粒得到干燥成为干化污泥，干化污泥中含水率为20％～40％；

使干化污泥通过污泥干化输送带末端的锁气出料器密封式连续排出干化室进行收集；

经过若干级污泥干化传输带并干燥了剩余污泥的低温热空气通过负压集气器收集后排出。

上述技术方案中，当所述污泥干化传输带自上往下设置有若干级，且相邻上下两级污泥干化传输带上表面的移动方向相反；所述下一级污泥干化传输带的起始端设在上一级污泥干化传输带的末端外侧，且上一级污泥干化传输带的末端设置有锁气出料器连接在下一级污泥干化传输带的起始端之间，所述锁气出料器下方出口与其下方的污泥干化传输带之间设置有分散布料器，所述方法包括：

将温度为50～100℃的低温热空气，通过低温热源布气装置均匀分布式送入干化室下部，在干化室顶部的负压集气器抽吸作用下，从下往上依次通过若干级的污泥干化传输带上的孔隙穿越若干级的污泥干化传输带；

将粒径范围为0.5～2cm的含水率≤70％的剩余污泥颗粒，通过进料器送入干化室，并经由分散布料器均匀分布在自上而下的第一级污泥干化传输带上形成污泥颗粒层；

污泥颗粒层在第一级污泥干化传输带上随着污泥干化输送带以0.3～3m/min的速度移动，在移动过程中低温热空气从污泥干化输送带上的孔隙进入并穿透污泥颗粒层使污泥颗粒得到初步干燥成为一级干化污泥；

一级干化污泥随着第一级污泥干化传输带上表面向下折返而掉落进入锁气出料器，通过锁气出料器密封式下料到下一级污泥干化传输带上，并通过分散布料器再次均匀分散在下一级污泥干化传输带上形成污泥颗粒层，并随着污泥干化输送带以0.3～3m/min的速度移动，在移动过程中继续与从污泥干化输送带上的孔隙进入的低温热空气换热干燥，成为含水率为20％～40％的干化污泥或者继续重复上述通过锁气出料器下落分散到再下一级污泥干化传输带干化的过程直至成为干化污泥；

使干化污泥通过污泥干化输送带末端的锁气出料器密封式连续排出干化室进行收集；

经过若干级污泥干化传输带并干燥了剩余污泥的低温热空气通过负压集气器收集后排出。

上述技术方案中，所述装置设置有侧扰流风扇，使得低温热空气在穿过污泥干化传输带及其上的污泥颗粒层后，在污泥颗粒层表面形成湍流，强化污泥颗粒层的干化。

本发明具有以下优点及有益效果：选用连续进出料密闭系统，有效防止热能的散失损耗；每层污泥干化传输带上方形成一个相对独立干化空间，避免了由于污泥干化输送带端部开放造成的气流短路现象；通过内部扰流，显著改善了装置中热气流湍流强度，提高低温热源分布均匀度，大幅提高了污泥干化程度和干化效率。

附图说明

图1为本发明所涉及的其中一种实施方式的剩余污泥低温干化装置示意图。

图2为本发明所涉及的另一种实施方式的剩余污泥低温干化装置示意图。

图3为图2的侧视示意图。

图4为本发明所涉及的进料器结构示意图。

图5为本发明所涉及的锁气出料器结构示意图。

图6为本发明所涉及的污泥干化传输带旋转轴截面结构示意图。

图中：1–干化室；2–进料器；21–进料通道；22–旋转进料叶轮；23–封闭壳体；3–负压集气器；4–分散布料器；5–污泥干化传输带；6–转动轴；61–轴芯；62–突起；7–污泥干化传输带；8–侧扰流风扇；9–前扰流风扇；10–气流阻隔挡板；11–锁气出料器；111–锁气片；12–多孔输送带片；13–低温热源布气装置；14–集尘斗；15–出料口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式及工作过程作进一步的说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

如图1或图2所示，剩余污泥低温干化装置，包括干化室1，干化室1内部设置有污泥干化传输带5。污泥干化传输带5的设置包括一组(图1)和多组(图2)的方式。

如图1所示，污泥干化传输带5设置一级，污泥干化传输带5的末端设置有锁气出料器11，其出口端连接有出料口15。

如图2和图3所示，污泥干化传输带5自上往下设置有若干级，且相邻上下两级污泥干化传输带5上表面的移动方向相反。下一级污泥干化传输带的起始端设在上一级污泥干化传输带的末端外侧，且上一级污泥干化传输带的末端设置有锁气出料器11连接在下一级污泥干化传输带5的起始端之间，锁气出料器11下方出口与其下方的污泥干化传输带5之间设置有分散布料器4。

干化室1顶部设置有进料器2和若干负压集气器3。进料器2设置在干化室1顶部一端，位于污泥干化传输带5的起始端上方，且进料器2下方设置有分散布料器4。干化室1底部设置有集尘斗14。污泥干化传输带5下方位于干化室1下部设置有低温热源布气装置13。

如图4所示，进料器2选用密封进出料器，其封闭壳体23呈灯笼状，其内部垂直设置两组旋转进料叶轮组，每组旋转进料叶轮组包括两个平行设置的旋转进料叶轮22，且旋转进料叶轮组中间形成垂直进料通道21。每个旋转进料叶轮上均装有4个相互垂直的承托叶片，每两个旋转进料叶轮平行安装，作为一组封闭—开放机构，封闭—开放机构共两组，呈上下垂直设置。当同一组封闭—开放机构中，两个旋转进料叶轮的承托叶片同时旋转到同一水平面上时，承托叶片的末端相连接，成为封闭状态。当旋转到其他角度时，为开放状态。运行过程中，上下两组封闭—开放机构初始状态均为封闭，待处理污泥由进料端落入上层封闭—开放机构，上层封闭—开放机构中两个旋转进料叶轮的承托叶片同时向进料器中心面方向旋转90°，承托叶片旋转过程中，上层封闭—开放机构成开放状态，待处理污泥落入下层封闭—开放机构，承托叶片旋转结束后，承托叶片旋转恢复成封闭状态。上层封闭—开放机构旋转结束后，保持不动，下层封闭—开放机构重复上述旋转动作，待处理污泥由出料端落入干化室。

如图5所示，锁气出料器11选用的也是密封进出料器，其结构与进料器2类同，在灯笼状封闭壳体23的进料通道上方增加了锁气片111，使得污泥干化传输带5与锁气出料器11连接的周边能够被密封，以防气流短路。

同样的，污泥干化传输带5起始端一侧靠近干化室1布置，且上下设置有气流阻隔挡板10。

污泥干化传输带5为多孔履带，包括若干相连的多孔输送带片12。多孔履带上设有若干孔隙，形状包括圆形、方形、菱形、三角形等。孔隙选用为上表面孔径小、下表面孔径大的结构。污泥干化传输带5内设置有若干转动轴6。如图6所示，转动轴6横截面为正多边形，正多边形边数为5～10个。转动轴6中心为轴芯61，其正多边形边与污泥干化传输带5形成接触面，且每个接触面均设有多个突起柱62，且突起柱62与污泥干化传输带5上的孔隙的数量、位置以及形状等都一一对应。通常突起柱62高度略高于多孔履带上孔隙的孔高。运转过程中，带有突起柱62的转动轴6能够更有效的驱动污泥干化输送带5运动，同时突起柱62能够顶开黏附并堵塞多孔履带上孔隙的污泥，起到显著的自清洁作用。

此外，污泥干化传输带5内设置有脉冲气流清洁器7，用于清理通过干燥孔落入污泥干化输送带5内部的污泥粉粒。脉冲气流清洁器7包括脉冲气流发生器、设置于污泥干化输送带5两侧的一个或多个脉冲气流喷射器。脉冲气流喷射器喷射出高速气流，将待污泥粉粒吹扫出污泥干化传输带5进行收集，或导入集尘斗14收集。

为进一步增强气流扰动，强化污泥干化效果，污泥干化传输带5上方侧面均匀设置有若干侧扰流风扇8，侧扰流风扇8设置在干化室1上。污泥干化传输带5上方靠近起始端一侧还可以同时设有前扰流风扇9。

剩余污泥低温干化方法，包括：

将温度为50～100℃的低温热空气，通过低温热源布气装置13均匀分布式送入干化室1下部，在干化室1顶部的负压集气器3抽吸作用下，从下往上经由污泥干化传输带5上的孔隙穿越污泥干化传输带5；

将粒径范围为0.5～2cm的含水率≤70％的剩余污泥颗粒，通过进料器2送入干化室1，并经由分散布料器4均匀分布在污泥干化传输带5上形成污泥颗粒层；

污泥颗粒层在污泥干化传输带5上随着污泥干化输送带5以0.3-3m/min的速度移动，在移动过程中低温热空气从污泥干化输送带5上的孔隙进入并穿透污泥颗粒层使污泥颗粒得到干燥成为干化污泥，干化污泥中含水率为20％～40％；

使干化污泥通过污泥干化输送带5末端的锁气出料器11密封式连续排出干化室1进行收集；

经过若干级污泥干化传输带并干燥了剩余污泥的低温热空气通过负压集气器3收集后排出。

当污泥干化传输带5自上往下设置有若干级时，且形成至少包括第一级污泥干化传输带和末级污泥干化传输带，方法包括：

将温度为50～100℃的低温热空气，通过低温热源布气装置13均匀分布式送入干化室1下部，在干化室1顶部的负压集气器3抽吸作用下，从下往上依次通过若干级的污泥干化传输带5上的孔隙穿越若干级的污泥干化传输带5；

将粒径范围为0.5～2cm的含水率≤70％的剩余污泥颗粒，通过进料器2送入干化室1，并经由分散布料器4均匀分布在自上而下的第一级污泥干化传输带5上形成污泥颗粒层；

污泥颗粒层在第一级污泥干化传输带上随着污泥干化输送带5以0.3～3m/min的速度移动，在移动过程中低温热空气从污泥干化输送带5上的孔隙进入并穿透污泥颗粒层使污泥颗粒得到初步干燥成为一级干化污泥；

一级干化污泥随着第一级污泥干化传输带上表面向下折返而掉落进入锁气出料器11，通过锁气出料器11密封式下料到下一级污泥干化传输带上，并通过分散布料器4再次均匀分散在下一级污泥干化传输带上形成污泥颗粒层，并随着污泥干化输送带以0.3～3m/min的速度移动，在移动过程中继续与从污泥干化输送带上的孔隙进入的低温热空气换热干燥，成为含水率为20％～40％的干化污泥或者继续重复上述通过锁气出料器下落分散到再下一级污泥干化传输带干化的过程直至在末级污泥干化传输带成为干化污泥；

使干化污泥通过末级污泥干化输送带5末端的锁气出料器11密封式连续排出干化室1进行收集；

经过若干级污泥干化传输带并干燥了剩余污泥的低温热空气通过负压集气器3收集后排出。

装置设置有侧扰流风扇8，使得低温热空气在穿过污泥干化传输带及其上的污泥颗粒层后，在污泥颗粒层表面形成湍流，强化污泥颗粒层的干化。

实施结果表明，经过脱水干化的干化污泥含水率为20％～40％。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.剩余污泥低温干化装置，其特征在于，所述装置包括干化室(1)和设置在干化室(1)内部的污泥干化传输带(5)以及设置在干化室(1)底部的集尘斗(14)；所述干化室(1)顶部还设置有进料器(2)和若干负压集气器(3)，所述进料器(2)设置在所述干化室(1)顶部一端，位于所述污泥干化传输带(5)的起始端上方，且所述进料器(2)下方设置有分散布料器(4)；所述污泥干化传输带(5)的末端设置有锁气出料器(11)，其出口端连接有出料口(15)；所述污泥干化传输带(5)为多孔履带，包括若干相连的多孔输送带片(12)；所述污泥干化传输带(5)下方位于所述干化室(1)下部设置有低温热源布气装置(13)；所述进料器(2)呈灯笼状，其内部垂直设置两组旋转进料叶轮组，每组旋转进料叶轮组包括两个平行设置的旋转进料叶轮(22)，且所述旋转进料叶轮组中间形成垂直进料通道(21)。

2.根据权利要求1所述的剩余污泥低温干化装置，其特征在于，所述污泥干化传输带(5)自上往下设置有若干级，且相邻上下两级污泥干化传输带(5)上表面的移动方向相反；所述下一级污泥干化传输带的起始端设在上一级污泥干化传输带的末端外侧，且上一级污泥干化传输带的末端设置有锁气出料器(11)连接在下一级污泥干化传输带(5)的起始端之间，所述锁气出料器(11)下方出口与其下方的污泥干化传输带(5)之间设置有分散布料器(4)。

3.根据权利要求1或2所述的剩余污泥低温干化装置，其特征在于，所述污泥干化传输带(5)上方侧面均匀设置有若干侧扰流风扇(8)，所述侧扰流风扇(8)设置在所述干化室(1)上。

4.根据权利要求2所述的剩余污泥低温干化装置，其特征在于，所述污泥干化传输带(5)上方靠近起始端一侧设有前扰流风扇(9)。

5.根据权利要求1或2所述的剩余污泥低温干化装置，其特征在于，所述污泥干化传输带(5)内设置有脉冲气流清洁器(7)。

6.根据权利要求1或2所述的剩余污泥低温干化装置，其特征在于，所述污泥干化传输带(5)起始端一侧靠近干化室(1)布置，且设置有气流阻隔挡板(10)。

7.根据权利要求1或2所述的剩余污泥低温干化装置，其特征在于，所述污泥干化传输带(5)内设置有若干转动轴(6)，所述转动轴(6)横截面为正多边形，正多边形边数为5～10个；所述转动轴(6)的正多边形边与所述污泥干化传输带(5)形成接触面，且每个接触面均设有多个突起柱(62)，且突起柱(62)与污泥干化传输带(5)上的孔隙一一对应。

8.剩余污泥低温干化方法，其使用如权利要求1所述的剩余污泥低温干化装置，其特征在于，所述方法包括：

将温度为50～100℃的低温热空气，通过低温热源布气装置(13)均匀分布式送入干化室(1)下部，在干化室(1)顶部的负压集气器(3)抽吸作用下，从下往上经由污泥干化传输带(5)上的孔隙穿越污泥干化传输带(5)；

将粒径范围为0.5～2cm的含水率≤70％的剩余污泥颗粒，通过进料器(2)送入干化室(1)，并经由分散布料器(4)均匀分布在污泥干化传输带(5)上形成污泥颗粒层；

污泥颗粒层在污泥干化传输带(5)上随着污泥干化输送带(5)以0.3～3m/min的速度移动，在移动过程中低温热空气从污泥干化输送带(5)上的孔隙进入并穿透污泥颗粒层使污泥颗粒得到干燥成为干化污泥，干化污泥中含水率为20％～40％；

使干化污泥通过污泥干化输送带(5)末端的锁气出料器(11)密封式连续排出干化室(1)进行收集；

经过若干级污泥干化传输带并干燥了剩余污泥的低温热空气通过负压集气器(3)收集后排出。

9.根据权利要求8所述的剩余污泥深度干化方法，其特征在于，所述污泥干化传输带(5)自上往下设置有若干级，且相邻上下两级污泥干化传输带(5)上表面的移动方向相反；所述下一级污泥干化传输带的起始端设在上一级污泥干化传输带的末端外侧，且上一级污泥干化传输带的末端设置有锁气出料器(11)连接在下一级污泥干化传输带(5)的起始端之间，所述锁气出料器(11)下方出口与其下方的污泥干化传输带(5)之间设置有分散布料器(4)，所述方法包括：

将温度为50～100℃的低温热空气，通过低温热源布气装置(13)均匀分布式送入干化室(1)下部，在干化室(1)顶部的负压集气器(3)抽吸作用下，从下往上依次通过若干级的污泥干化传输带(5)上的孔隙穿越若干级的污泥干化传输带(5)；

将粒径范围为0.5～2cm的含水率≤70％的剩余污泥颗粒，通过进料器(2)送入干化室(1)，并经由分散布料器(4)均匀分布在自上而下的第一级污泥干化传输带(5)上形成污泥颗粒层；

污泥颗粒层在第一级污泥干化传输带上随着污泥干化输送带(5)以0.3～3m/min的速度移动，在移动过程中低温热空气从污泥干化输送带(5)上的孔隙进入并穿透污泥颗粒层使污泥颗粒得到初步干燥成为一级干化污泥；

一级干化污泥随着第一级污泥干化传输带上表面向下折返而掉落进入锁气出料器(11)，通过锁气出料器(11)密封式下料到下一级污泥干化传输带上，并通过分散布料器(4)再次均匀分散在下一级污泥干化传输带上形成污泥颗粒层，并随着污泥干化输送带以0.3～3m/min的速度移动，在移动过程中继续与从污泥干化输送带上的孔隙进入的低温热空气换热干燥，成为含水率为20％～40％的干化污泥或者继续重复上述通过锁气出料器下落分散到再下一级污泥干化传输带干化的过程直至成为干化污泥；

使干化污泥通过污泥干化输送带(5)末端的锁气出料器(11)密封式连续排出干化室(1)进行收集；

经过若干级污泥干化传输带并干燥了剩余污泥的低温热空气通过负压集气器(3)收集后排出。

10.根据权利要求8或9所述的剩余污泥深度干化方法，其特征在于，所述装置设置有侧扰流风扇(8)，使得低温热空气在穿过污泥干化传输带及其上的污泥颗粒层后，在污泥颗粒层表面形成湍流，强化污泥颗粒层的干化。