CN110255846B - 一种污水处理剩余活性污泥低温干化的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理剩余活性污泥低温干化的方法及其装置，所述装置包括污泥冷冻设备，污泥养护间，污泥解冻与初步脱水装置，污泥脱水设备和污泥风干装置；将污水处理厂进行初步脱水处理后的剩余活性污泥依次经过上述装置处理，即得低温干化的污泥。本发明通过污泥解冻与初步脱水装置、污泥脱水设备、污泥风干装置的配合，使污泥连续脱水、风干，缩短了污泥干化周期，干化效果明显。所有干化过程均在常温及以下温度条件下进行，减少了因污泥中微生物二次发酵而产生的挥发性气体，从而减少了污染。本发明直接对污泥进行冷冻，无需添加其他化学药剂，降低干化成本，同时保持污泥生物特性不变，为污泥的资源化利用奠定基础。

Description

一种污水处理剩余活性污泥低温干化的方法及其装置

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污水处理剩余活性污泥低温干化的方法及其装置。

背景技术

污水处理过程中产生大量的剩余活性污泥，剩余活性污泥的处理投资及运行成本较高，给污水处理带来了沉重的负担。现有污水处理剩余活性污泥干化工艺的形式：机械脱水、污泥干燥或机械脱水+污泥干燥；采用的主要技术措施有：(1)机械脱水阶段：需首先对剩余活性污泥进行调质，主要通过投加PAC、PAM、石灰等措施改善污泥的脱水性能，再采用机械脱水设备进行脱水，其缺陷在于污泥含水率只能将到60％左右，同时，再投加石灰后，泥饼的PH值呈强碱性；(2)污泥干燥阶段：现有技术均采用人工热源使剩余活性污泥通过直接或间接升温而将其中水分蒸发的方式达到干燥脱水的目的，温度均在100℃以上，其缺陷在于：能耗高、改变污泥生物特性、过程中产生大量的有毒有害气体。综上可看出，现有的污水处理剩余活性污泥干化工艺一定程度上可以达到对污泥减量化和稳定化的要求，但在无害化和资源化方面比较欠缺。

CN105461182A公布了一种生物污泥减量化方法，该方法集曝气、超声处理、水解、厌氧发酵、调理、浓缩、制冷处理、解冻、抽真空技术于一体，可以对污泥进行减量化处理，但该技术具有减量周期长、成本过高、操作不方便、需额外添加药剂、减量后污泥PH高的缺点。CN102815848A及CN102815848B公布了一种剩余污泥高效干化工艺，该方法集厌氧发酵、真空预压和冷冻干燥技术于一体，可以有效的对污泥进行干化处理，但该技术具有干化周期长、成本过高、需额外添加药剂、操作不方便、干化效果不明显的缺点。CN105330111A公布了一种剩余污泥干化方法，该方法对现有剩余污泥处理进行改进，但该方法具有干化周期长、成本过高、干化效果不明显的缺点。因此如何经济、环保的对污泥进行低温干化处理，是亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污水处理剩余活性污泥低温干化的方法及其装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种污水处理剩余活性污泥低温干化的方法，包括如下步骤：

(1)污泥冷冻：将污水处理厂进行初步脱水处理后的剩余活性污泥放在模具内在污泥冷冻设备中进行冷冻处理；采用冷冻方法对污泥进行前期预处理，污泥经过反复冷冻后可破坏污泥与水的结合力和破坏胶体的结构(类似于冷冻后的内置豆腐)，使胶体脱稳凝聚且细胞膜破裂，使得用机械方法难以去除的细胞内部水渗析出来形成机械方法易以去除的间隙水，污泥颗粒迅速沉降，脱水速度比冷冻前显著提高，采用冷冻方法不要添加药剂，可节约药剂成本，且不会额外增加后期的污水污泥处理量，再结合污泥后续处理方法，完成污泥深度减量化处理。

(2)污泥养护：将冷冻后的污泥脱模后送至污泥养护间内进行养护；养护间温度控制在-5℃以下，养护12小时，其目的是让污泥在养护间内完全冻结。

(3)污泥解冻以及初步脱水：将养护后的污泥输送至污泥解冻与初步脱水装置内进行解冻并进行初步脱水，经初步脱水后的污泥含水率为70～80％；

(4)污泥进一步脱水处理：将初步脱水后的污泥输送到污泥脱水设备中进行进一步脱水处理，经此步操作后，污泥含水率为55～65％；

(5)污泥风干：将步骤(4)中的污泥输送到污泥风干装置上进行风干，即得低温干化的污泥，经此步操作后，污泥含水率为30～40％。

本发明的另一个目的是提供一种污水处理剩余活性污泥低温干化的装置，包括污泥冷冻设备，污泥养护间，污泥解冻与初步脱水装置，污泥脱水设备和污泥风干装置；进一步优选的，还包括用于控制装置运行的控制系统；所述控制系统为PLC控制系统，其为现有技术中的成熟技术，型号为西门子S7-1500，污水处理厂进行初步脱水处理后的剩余活性污泥依次经过上述装置处理进行低温干化。

进一步方案，所述污泥脱水设备包括第二支架，滤布，用于驱动滤布移动的驱动装置，布料装置，初级脱水装置，深度脱水装置，第一卸料斗和吹洗气嘴；其中：

所述布料装置包括位于滤布前端的布料器和位于布料器下方的积液箱，所述布料器位于滤布的上方，所述布料器和积液箱分别位于滤布的两侧，布料器、积液箱均安装在第二支架上；当污泥通过布料器摊铺在滤布上的过程中，污泥中的水会透过滤布然后流进积液箱中进行收集。

所述初级脱水装置包括至少一组位于滤布上方的布气罩和位于布气罩下方的集液槽，所述布气罩和集液槽分别位于滤布的两侧；所述布气罩的顶部通过气管连接有布气装置，气管上安装有阀门；所述深度脱水装置设置在初级脱水装置后方，包括至少一组位于滤布上方的的压力板和位于压力板的下方的集液槽；所述压力板和集液槽分别位于滤布的两侧；所述集液槽的顶部设有托板；所述布气罩、压力板、集液槽均与液压装置固接并通过液压装置安装在第二支架上，且能够在液压装置的驱动下上下移动位置；集液槽的底部通过第二排水管与第二离心泵连接。所述滤布与布气罩、集液槽的接触处设置有滤布边条，滤布边条为橡胶条，橡胶条宽度3-10cm。当污泥随滤布输送至布气罩下方时，液压装置驱动布气罩下移、集液槽上移，使布气罩的底部以及集液槽顶部与滤布边条紧密接触，此时布气罩、滤布、集液槽共同形成一个相对密封的环境，在第二离心泵的作用下，形成微负压状态，污泥内部的水分在微负压环境内受到重力的作用而向下经过滤布进入集液槽内，为了防止滤布上的污泥因水分流失而收缩，影响内部水分持续流出，通过布气罩上方的布气装置向滤布上摊铺的污泥表面均匀布气，由空气填补污泥内水分流失的空间，保持污泥内部骨架结构不变形，从而形成良好的透水环境，加速污泥脱水过程，该过程可多级设置。经过初级脱水装置脱水后的污泥随滤布输送至深度脱水装置下方，此时压力板下移，对污泥施加压力，在压力板的挤压下，能够使污泥内部的污水进一步挤压排出，提高污水的脱除率；经过多次反复的脱水，使污泥内的污水有效与污泥分离；

所述第一卸料斗位于滤布的后端下方，包括进料口和第一出料口，污泥经过初级脱水装置，深度脱水装置脱水后，输送至滤布后端，在重力作用下，下落至第一卸料斗内，从第一出料口排出；所述吹洗气嘴为多个，上下错位交叉布置且位于进料口上方的滤布两侧，吹洗气嘴连接有空压机，通过空压机向吹洗气嘴输送压缩空气，进而使滤布表面粘结或残存的污泥与滤布分离，达到清洗滤布的作用。

进一步方案，所述驱动装置安装在第二支架上，包括传动轴轮、第一滚轮以及与传动轴轮连接的减速机以及用于向减速机提供动力的电机。在驱动装置的驱动下，滤布不停的运转，从而带动位于其表面的污泥依次经过初级脱水装置、深度脱水装置，达到逐级脱水的目的。

进一步方案，所述布气装置为气包，气包顶部与气管连接，位于气包顶部的气管用于向气包内输送气体。

进一步方案，所述液压装置为液压缸。

进一步方案，所述布料器的下方安装有第一水分检测仪，所述进料口上方安装有第二水分检测仪；通过第一水分检测仪和第二水分检测仪，能够实时监测污泥中的水分含量。

进一步方案，所述托板上设有凹槽和透水孔，凹槽为污水提供流通通道，使污泥内分离出来的水分能通过透水孔流进积液槽内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明首先采用冷冻方法对污泥进行前期预处理，污泥经过冷冻后可破坏污泥与水的结合力和破坏胶体的结构，使胶体脱稳凝聚且细胞膜破裂，使得用机械方法难以去除的细胞内部水渗析出来形成机械方法易以去除的间隙水，污泥颗粒迅速沉降，脱水速度比冷冻前显著提高，采用冷冻方法不要添加药剂，可节约药剂成本，且不会额外增加后期的污水污泥处理量，再结合污泥后续处理方法，完成污泥深度减量化处理。

(2)本发明将冷冻养护后的污泥放置在污泥解冻与初步脱水装置内进行解冻并进行初步脱水，通过污泥解冻与初步脱水装置，使污泥解冻的同时能够及时将解冻产生的冷凝水以及解冻污水排出，实现污泥初步脱水，解决了冷凝水、污泥渗出液和污泥之间二次混合的问题。

(3)本发明将初步脱水后的污泥输送到污泥脱水设备中进行进一步脱水处理，污泥脱水设备中设有初级脱水装置和深度脱水装置，初级脱水装置和深度脱水装置能够根据实际情况多组设置，以充分使污泥污水分离。本装置可以多组串联或并联使用，实现流水化作业。现有技术中，污泥脱水一般采用的设备有离心机脱水、带滤机脱水、板框压滤机脱水或通过抽真空的方式进行，均需通过添加药剂对污泥进行调理、调质，增加脱成本，同时，为了实现反复持续生产的目的，需采用大量的水对设备进行清洗，增加排污量；本装置能够实现污泥低能耗、低成本、低污水排放量，快速达到污泥脱水的目的。最后经过污泥风干装置对污泥进行风干，即得低温干化的污泥。

(4)本发明通过污泥解冻与初步脱水装置，污泥脱水设备、污泥风干装置的配合，使污泥连续脱水、风干，缩短了污泥干化周期，可使污泥含水率由高于80％以上降到35％±5％，干化效果明显。所有干化过程均在常温及以下温度条件下进行，减少了因污泥中微生物二次发酵而产生的挥发性气体，从而减少了污染。由于本发明直接对污水处理厂浓缩或脱水后的污泥进行冷冻，无需其预处理，整个干化过程无需添加其他化学药剂，因而降低了干化成本，同时保持污泥生物特性不变，减轻了后续污泥处理的负荷剂成本，同时为污泥的资源化利用尤其是在林业领域作为育苗基肥利用奠定基础。

附图说明

图1为污泥解冻与初步脱水一体装置的结构示意图；

图2为污泥解冻与初步脱水一体装置中箱体结构的透视图；

图3为污泥脱水设备的主视图(不包括第二支架)；

图4为污泥脱水设备的主视图(包括第二支架)；

图5为图3的俯视图；

图6为托板的结构示意图；

图7为污泥风干装置的主视图(不包括第三支架)；

图8为污泥风干装置的主视图(包括第三支架)；

图9为图7的俯视图；

图10为本发明的工艺流程图；

附图标记：10-第一支架，11-上箱体，1101-进料口，12-下箱体，1201-卸料口，1202-第一出水布气两用孔，13-格栅层，14-集水槽，15-第一排水管，16-外壳，1601-第二出水布气两用孔，17-中空腔体，18-出水布气两用管，19-第一气包，110-第一离心泵，111-阀门，112-布气管，113-第一风机，114-卸料闸板；

20-第二支架，201-液压装置，21-滤布，22-第一卸料斗，221-进料口，222-第一出料口，23-吹洗气嘴，24-布料器，25-集液槽，26-布气罩，27-气管，28-布气装置，29-压力板，210-积液箱，211-托板，2110-凹槽，2111-透水孔，212-第二排水管，213-第二离心泵，214-空压机，215-传动轴轮，216-第一滚轮，217-减速机，218-电机，219-第一水分检测仪，220-第二水分检测仪；

30-第三支架，31-传送带，32-进料斗，33-污泥摊铺齿耙，34-第一进风管，35-第二卸料斗，3501-第二出料口，36-风道，37-传动滚轮，38-第二滚轮，39-布气口，312-第三水分检测仪，313-第四水分检测仪，314-第三滚轮，315-第二进风管，316-第二风机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明中涉及的“安装”、“固接”等均表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起。

一种污水处理剩余活性污泥低温干化的装置，包括污泥冷冻设备，污泥养护间，污泥解冻与初步脱水装置，污泥脱水设备和污泥风干装置；污水处理厂进行初步脱水处理后的剩余活性污泥依次经过上述装置处理进行低温干化。需要说明的是，上述装置的工作可以通过手动控制，也可以通过现有技术中成熟的控制系统控制，当用控制系统控制时，所用控制系统为PLC控制系统，型号为西门子S7-1500。

本发明中污泥冷冻设备，污泥养护间均采用现有成熟技术；污泥解冻与初步脱水装置，污泥脱水设备和污泥风干装置这三种设备为本发明中自主研发的专用设备，下面首先对这三个设备的结构以及工作过程进行说明。当控制过程为手动控制时，只需在相应过程手动将对应设备上的开关开启或关闭即可；当采用控制系统控制时，设备中所涉及的离心泵、阀门、风机、液压装置、空压机、减速机、电机等设备均与控制系统信号连接，这些设备的开启或关闭均通过控制系统控制。

如图1-2所示，污泥解冻与初步脱水一体装置包括箱体和用于固定箱体的第一支架10，所述箱体包括上箱体11和下箱体12，上箱体11的顶部为进料口1101，下箱体12的底部为卸料口1201，卸料口1201上部设置有卸料闸板114；其中：上箱体11内卡接有用于存放待解冻污泥的格栅层13，格栅层13为两层，格栅层13的格栅间距从上到下逐渐减小；格栅层13的纵截面为三角形或近似三角形，通过将格栅层设置为中间凸起两侧下凹的三角形，能够使待解冻的污泥产生的污水更为顺畅的流进集水槽14内，易于排出。格栅层13的下方沿上箱体11的内壁安装有集水槽14，上箱体11的侧壁上开设有排水孔(图未视)，集水槽14通过排水孔与外部的第一排水管15相连，第一排水管15上安装有阀门。待解冻污泥解冻产生的污水首先沿格栅层13的底部栅条流至集水槽14内，集水槽14的污水通过第一排水管15能够及时排出，从而达到初步将解冻产生的水或冷凝水与污泥分离的目的；上箱体11的侧壁上开设有用于输入空气的布气孔(图未视)，布气孔位于两层格栅层之间，布气孔连接有布气管路。布气管路包括布气管112和第一风机113，布气管112的一端与布气孔相连，布气管112的另一端与第一风机113相连；布气管112上安装有阀门。在解冻过程中，通过第一风机113向上箱体11内部注入空气，从而加速解冻过程。下箱体12为锥形，下箱体12的侧壁外侧安装有外壳16，外壳16与下箱体12的侧壁围合形成中空腔体17；下箱体12的侧壁开设有第一出水布气两用孔1202(孔径3-5mm)，外壳17开设有第二出水布气两用孔1601(孔径35-50mm)，第二出水布气两用孔1601与外部的出水布气两用管18相连；出水布气两用管18的两端分别连接有第一气包19和第一离心泵110；格栅层13上的污泥解冻后在重力的作用下下落到下箱体12中，污泥在下箱体中产生的解冻污水能够沿下箱体内壁的第一出水布气两用孔1202排出至中空腔体17内，中空腔体17内的污水可以通过第二出水布气两用孔1601排出至外部。当第一出水布气两用孔1202出现堵塞情况时，打开出水布气两用管18上的阀门，通过第一气包19将压缩空气输入中空腔体17内，在气压的作用下达到清理、疏通第一出水布气两用孔1202的作用。

污泥解冻与初步脱水一体装置使用时，从上箱体11顶部的进料口1101将待解冻污泥布置在在格栅层13上进行解冻；解冻过程中，手动或控制系统的控制下，风机113启动，布气管112上的阀门111打开，风机113将空气通过布气管112向上箱体1内注入，能够加速污泥解冻。污泥解冻过程中产生的污水和冷凝水沿格栅层的底部栅条流至集水槽14内，集水槽14的污水通过第一排水管15能够及时排出，从而达到初步将解冻产生的污水、冷凝水与污泥分离的目的。完全解冻的污泥在重力的作用下下落至下箱体12中，污泥在下箱体12中产生的污水以及渗出液能够沿下箱体12内壁的第一出水布气两用孔1202排出至中空腔体17内，中空腔体17用于存储污水，当中空腔体17内液位达到设定值时，第一离心泵110启动，出水布气两用管18上的阀门111开启，将污水通过第二出水布气两用孔1601排出至箱体外部。当第一出水布气两用孔1202出现堵塞情况时，可以打开出水布气两用管18上的阀门，通过第一气包19将压缩空气输入中空腔体17内，在气压的作用下达到清理、疏通第一出水布气两用孔1202的目的。当下箱体12内的污泥达到设定的高度时，卸料闸板114打开，污泥在重力的作用下经卸料口1201排出，完成污泥解冻与初步脱水过程。

如图3-5所示，污泥脱水设备包括第二支架20、滤布21，用于驱动滤布21移动的驱动装置，布料装置，初级脱水装置，深度脱水装置，第一卸料斗22和吹洗气嘴23；其中：所述驱动装置安装在第二支架20上，包括传动轴轮215、第一滚轮216以及与传动轴轮215连接的减速机217以及用于向减速机217提供动力的电机218。在驱动装置的驱动下，滤布21不停的运转，从而带动位于其表面的污泥依次经过初级脱水装置、深度脱水装置，达到逐级脱水的目的。布料装置包括位于滤布21前端的布料器24和积液箱210，布料器24位于滤布21的上方，积液箱210位于布料器24的下方，且布料器24和积液箱210分别位于滤布21的两侧，布料器24、积液箱210均安装在第二支架20上；当污泥通过布料器24摊铺在滤布21上的过程中，污泥中的水会透过滤布21然后流进积液箱210中进行收集。布料器24的下方设有第一水分检测仪219，用于检测从布料器内流出的污泥的含水率。

所述初级脱水装置包括至少一组位于滤布21上方的布气罩26和位于布气罩26下方的集液槽25，所述布气罩26和集液槽25分别位于滤布21的两侧；布气罩26的顶部通过气管27连接有布气装置28，布气装置28为气包，气包顶部与气管27连接，气管27上安装有阀门；所述深度脱水装置布置在初级脱水装置后方，包括至少一组位于滤布21上方的的压力板29和位于压力板29的下方的集液槽25；压力板29和集液槽25分别位于滤布21的两侧；集液槽25的顶部设有托板211，托板211的结构示意图如图6所示，托板211上开设有凹槽2110和透水孔2111，凹槽2110为污水提供流通通道，促使污泥内分离出来的污水能通过透水孔2111流进积液槽25内。所述布气罩26、压力板29、集液槽25均与液压装置201固接并通过液压装置201安装在第二支架20上，且能够在液压装置201的驱动下上下移动位置，液压装置201为液压缸；集液槽25的底部通过第二排水管212与第二离心泵213连接。所述滤布21与布气罩26、集液槽25的接触处设置有滤布边条(图未视)，滤布边条为橡胶条，橡胶条宽度8cm。当污泥随滤布21输送至布气罩26下方时，液压缸驱动布气罩26下移、集液槽25上移，使布气罩26的底部以及集液槽25顶部与滤布边条紧密接触，此时布气罩26、滤布21、集液槽25共同形成一个相对密封的环境，在第二离心泵213的作用下，形成微负压状态，污泥内部的水分在微负压环境内受到重力的作用而向下经过滤布21进入集液槽25内，为了防止滤布21上的污泥因水分流失而收缩，影响内部水分持续流出，通过布气罩26上方的布气装置28向滤布上摊铺的污泥表面均匀布气，由空气填补污泥内水分流失的空间，保持污泥内部骨架结构不变形，从而形成良好的透水环境，加速污泥脱水过程，该过程可多级设置。经过初级脱水装置脱水后的污泥随滤布输送至深度脱水装置下方，此时压力板29下移，积液槽25上移，对污泥施加压力，在压力板29的挤压下，能够使污泥内部的水分进一步挤压排出，进一步降低污泥含水率；经过多次反复的脱水，使污泥内的水分有效的与污泥分离；第一卸料斗22位于滤布21的后端下方，包括进料口221和第一出料口222，进料口221上方设有第二水分检测仪220，能够监测经深度脱水后污泥中的水分含量。污泥经过初级脱水装置，深度脱水装置脱水后，输送至滤布21后端，在重力作用下，下落至第一卸料斗22内，最终从第一出料口222排出；吹洗气嘴23设置为多个，上下错位交叉设置且位于进料口221上方的滤布两侧，吹洗气嘴23连接有空压机214，通过空压机214向吹洗气嘴23输送压缩空气，进而使滤布21表面粘结或残存的污泥与滤布21分离，达到清洗滤布21的作用。

脱水设备使用时，手动或控制系统的控制下，动作过程如下：

(1)空压机214启动，吹洗气嘴23开始清理滤布21表面；

(2)电机218启动，滤布21在传动轴轮215、第一滚轮216的带动下水平移动，随着滤布21的水平移动，布料器24内污泥在重力作用下均匀、有序、规则的摊铺到滤布21上；

(3)当滤布21水平移动距离达到设定值时，电机218停机，通过液压装置201使集液槽25向上移动和滤布21下表面密切接触；同时使布气罩26向下移动，使其与滤布21上表面密切接触；此时布气罩26、滤布21、集液槽25共同形成一个相对密封的环境；

(4)第二离心泵213启动，开始输送集液槽25内积水，同时使布气罩26、滤布21、集液槽25共同形成的密封环境形成微负压状态，污泥内部的水分在微负压环境内受到重力的作用而向下经过滤布21进入集液槽25内，通过第二排水管212可将污水排出。

(5)当第二离心泵213工作时间达到设定值后，布气罩26上阀门111开启，气包开始向滤布21上污泥表面布气。

(6)当布气时间达到设定值后，布气罩26上阀门111关闭。

(7)第5步、第6步动作循环多次执行。

(8)当第7步循环次数达到设定值后，第二离心泵213停止工作，在液压装置201的驱动下，集液槽25向下移动和滤布21下表面密切脱离，同时布气罩26向上移动，和滤布21上表面脱离。

(9)第2步至第8步循环进行，多级设置。

(10)当第9步循环次数达到设定值后，滤布21移动到压力板29正下方。电机218停机，在液压装置201的驱动下，集液槽25向上移动和滤布21下表面密切接触，同时压力板29向下移动，开始挤压滤布21上的污泥。

(11)当第10步完成后，集液槽25向下移动和滤布21下表面脱离，同时压力板29向上移动归位。

(12)第10步至11步循环进行，多级设置

(13)当脱水后的污泥随着滤布21移动到滤布后端，在重力的作用下坠落至第一卸料斗内。

(14)第1至13步循环，至布料器24内无污泥后停车。

如图7-9所示，污泥风干装置包括传送带31，进料斗32，污泥摊铺齿耙33，第一进风管34，第二卸料斗35，风道36和第三支架30；其中：传送带31的两端分别设有用于驱动传送带31动作的传动滚轮37和第二滚轮38，传动滚轮37与驱动装置连接；驱动装置包括与传动滚轮37连接的减速机217以及用于向减速机217提供动力的电机218。传动滚轮37和第二滚轮38之间设有第三滚轮314，第二滚轮38和第三滚轮314为传动滚轮37的从动轮，传动滚轮37、第二滚轮38和第三滚轮314均安装在第三支架30上。进料斗32安装在第三支架30上并位于传送带31的前端上方，用于布料；污泥摊铺齿耙33通过摊铺齿耙支架(图未视)安装在第三支架30上且位于传送带31的上方，至少为两组，污泥摊铺齿耙33通过布气口39与第一进风管34相连，通过第一进风管34将空气输送到传送带31上方，用于风干污泥；污泥摊铺齿耙33与第一进风管34之间安装布气口39，使从第一进风管34内输送的空气能均匀有序的输送到被风干的污泥表面，提高风干效果。通过在传送带上方布置污泥摊铺齿耙33，在风干过程中能够对污泥不断上下翻动，使干湿污泥不断的混合，一方面使污泥均匀风干，另一方面提高污泥风干效率。传送带31的后端布置有第三水分检测仪312，用于检测污泥的水分。第二卸料斗35位于传送带31的后端下方，第二卸料斗35的底部为第二出料口3501，第二出料口3501布置有第四水分检测仪313，用于检测第二出料口处污泥的水分；第二卸料斗35的下方与风道36连接，风道36的底部设有进风管路，进风管路包括第二进风管315和第二风机316，第二进风管315上安装有阀门；通过进风管路进一步风干污泥。通过在第二卸料斗35下方设有风道36和进风管路，能够对污泥进一步进行风干，降低污泥的含水量。

污泥风干装置工作过程中，手动或控制系统的控制下，首先电机启动218，传动滚轮37驱动传送带31开始工作。污泥从进料斗32下落到传送带31上，随着传送带31的运动，污泥在污泥摊铺齿耙33的作用下，不停的被翻动，上下干湿污泥不断混合，第一进风管34内的空气通过布气口39持续吹向污泥使其风干。当污泥从传送带31后端落入第二卸料斗35中时，第二风机316启动，阀门打开，通过第二进风管315向风道36输送常温空气，在空气对流的作用下，污泥中水分进一步被吹干，最后风干污泥从第二出料口3501排出。本污泥风干装置，可以根据需要实现多组串联，流水作业，可以快速风干污泥，且占地面积小、能耗低，降低投入的同时提高干燥效率。

基于上述三个设备，本发明一种污水处理剩余活性污泥低温干化的方法，工艺流程图如图10所示，具体操作步骤包括如下过程：

(1)污泥冷冻：将污水处理厂进行初步脱水处理后的剩余活性污泥(含水率≥80％)放在模具内在污泥冷冻设备中进行冷冻处理；试验中使用的冷冻剂为R22，采用制冰工艺对污泥进行冷冻，冷冻时长5小时，冷冻后污泥表面温度-18℃。此冷冻技术为现有成熟工艺，也可采用液氮作为冷冻剂，使用不同的冷冻剂或冷冻设备，冷冻时长和冷冻后污泥表面温度稍有差异。

(2)污泥养护：将冷冻后的污泥脱模后送至污泥养护间内进行养护；实验中养护温度控制在-5℃，养护12小时，其目的是让污泥在养护间内完全冻结。该工艺为现有成熟工艺，养护温度如低于实验温度，则养护时间也可相应的缩短至12小时以内。

(3)污泥解冻以及初步脱水：将养护后的污泥输送至污泥解冻与初步脱水装置内进行解冻并进行初步脱水；经初步脱水后的污泥含水率为76％。

(4)污泥进一步脱水处理：将初步脱水后的污泥输送到污泥脱水设备中进行进一步脱水处理；污泥脱水设备中初级脱水装置布置为5组、深度脱水装置布置为2组，经此连续多次的反复脱水，从第一卸料斗内输送出的污泥含水率为59％。

(5)污泥风干：将步骤(4)中的污泥输送到污泥风干装置上进行风干，所述污泥风干装置设置6组污泥摊铺齿耙，经过污泥风干装置的风干后，从第二卸料斗输送出的污泥即为低温干化的污泥，其含水率为33％。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种污水处理剩余活性污泥低温干化的装置，其特征在于：包括污泥冷冻设备，污泥养护间，污泥解冻与初步脱水装置，污泥脱水设备和污泥风干装置；

所述污泥解冻与初步脱水装置包括箱体和用于固定箱体的第一支架（10），所述箱体包括上箱体（11）和下箱体（12），上箱体（11）的顶部为进料口（1101），下箱体（12）的底部为卸料口（1201）；其中：上箱体（11）内卡接有用于存放待解冻污泥的格栅层（13）；所述格栅层（13）的下方沿上箱体（11）的内壁安装有集水槽（14），上箱体（11）的侧壁上开设有排水孔，集水槽（14）通过排水孔与外部的第一排水管（15）相连；上箱体（11）的侧壁上开设有用于输入空气的布气孔，布气孔连接有布气管路；下箱体（12）为锥形，下箱体（12）的侧壁外侧安装有外壳（16），外壳（16）与下箱体（12）的侧壁围合形成中空腔体（17）；下箱体（12）的侧壁开设有第一出水布气两用孔（1202），外壳（16）开设有第二出水布气两用孔（1601），第二出水布气两用孔（1601）与外部的出水布气两用管（18）相连；出水布气两用管（18）的两端分别连接有第一气包（19）和第一离心泵（110）；

所述污泥脱水设备包括第二支架（20）、滤布（21），用于驱动滤布（21）移动的驱动装置，布料装置，初级脱水装置，深度脱水装置，第一卸料斗（22）和吹洗气嘴（23）；其中：

所述布料装置包括位于滤布（21）前端的布料器（24）和位于布料器（24）下方的积液箱（210），所述布料器（24）位于滤布（21）的上方，所述布料器（24）和积液箱（210）分别位于滤布（21）的两侧，布料器（24）、积液箱（210）均安装在第二支架（20）上；

所述初级脱水装置包括至少一组位于滤布（21）上方的布气罩（26）和位于布气罩（26）下方的集液槽（25），所述布气罩（26）和集液槽（25）分别位于滤布（21）的两侧；所述布气罩的顶部通过气管（27）连接有布气装置（28），气管（27）上安装有阀门；所述深度脱水装置设置在初级脱水装置后方，包括至少一组位于滤布（21）上方的压力板（29）和位于压力板（29）下方的集液槽（25），所述压力板（29）和集液槽（25）分别位于滤布（21）的两侧；所述集液槽（25）的顶部设有托板（211）；所述布气罩（26）、压力板（29）、集液槽（25）均与液压装置（201）固接并通过液压装置（201）安装在第二支架（20）上，且能够在液压装置（201）的驱动下上下移动位置；集液槽（25）的底部通过第二排水管（212）与第二离心泵（213）连接；

所述滤布（21）与布气罩（26）、集液槽（25）的接触处设置有滤布边条；

所述第一卸料斗（22）位于滤布（21）的后端下方，包括进料口（221）和第一出料口（222）；

所述吹洗气嘴（23）为多个，上下错位交叉设置且位于进料口（221）上方的滤布两侧，吹洗气嘴（23）连接有空压机（214）；

利用上述所述污水处理剩余活性污泥低温干化的装置进行的污水处理剩余活性污泥低温干化的方法，包括如下步骤：

（1）污泥冷冻：将污水处理厂进行初步脱水处理后的剩余活性污泥放在模具内在污泥冷冻设备中进行冷冻处理；

（2）污泥养护：将冷冻后的污泥脱模后送至污泥养护间内进行养护；

（3）污泥解冻以及初步脱水：将养护后的污泥输送至污泥解冻与初步脱水装置内进行解冻并进行初步脱水；

（4）污泥进一步脱水处理：将初步脱水后的污泥输送到污泥脱水设备中进行进一步脱水处理；

（5）污泥风干：将步骤（4）中的污泥输送到污泥风干装置上进行风干，即得低温干化的污泥。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述驱动装置安装在第二支架（20）上，包括传动轴轮（215）、第一滚轮（216）以及与传动轴轮连接的减速机（217）以及用于向减速机提供动力的电机（218）。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述布气装置（28）为气包，气包顶部与气管（27）连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述液压装置（201）为液压缸。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述布料器（24）的下方安装有第一水分检测仪（219）。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述进料口（221）上方安装有第二水分检测仪（220）。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述托板（211）上开设有凹槽（2110）和透水孔（2111）。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述滤布边条为橡胶条，橡胶条宽度为3-10cm。

9.一种污水处理剩余活性污泥低温干化的方法，其特征在于：其是利用如权利要求1所述的污水处理剩余活性污泥低温干化的装置进行的，包括如下步骤：

（1）污泥冷冻：将污水处理厂进行初步脱水处理后的剩余活性污泥放在模具内在污泥冷冻设备中进行冷冻处理；

（2）污泥养护：将冷冻后的污泥脱模后送至污泥养护间内进行养护；

（3）污泥解冻以及初步脱水：将养护后的污泥输送至污泥解冻与初步脱水装置内进行解冻并进行初步脱水；

（4）污泥进一步脱水处理：将初步脱水后的污泥输送到污泥脱水设备中进行进一步脱水处理；

（5）污泥风干：将步骤（4）中的污泥输送到污泥风干装置上进行风干，即得低温干化的污泥。

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