CN110436731A - 基于生物质能的污泥干化系统 - Google Patents

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姜戌雅
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Abstract

本发明涉及污泥处理技术领域，具体是一种基于生物质能的污泥干化系统，包括依次设置的沉淀装置、脱水装置及干燥装置，沉淀装置、脱水装置及干燥装置由输送装置串联连接，干燥装置连接热风装置。本发明工艺流程优化，采用机械脱水后干燥的方式进行污泥干化，可实现良好的脱水效果。本发明使用清洁能源，热风装置产热过程中不污染环境，同时也解决了其他流程中产生的臭味气体，实现了污泥的无害化处理和资源的再生利用，达到了节能减排和保护环境的目的。

Description

基于生物质能的污泥干化系统
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，具体是一种基于生物质能的污泥干化系统。
背景技术
造纸污泥是造纸业废水处理终端的产物，是同等规模市政污水处理厂的5～10倍。目前，造纸污泥处理处置技术主要以填埋、堆肥、焚烧发电为主，另外，还包括制造造纸填料、制造活性炭、生产乙酸乙醇等其他利用技术。
但是造纸污泥成分复杂、含水量大、病原菌繁多，伴随恶臭味气体且处理困难。传统的处理方法会占用大量的土地，富集元素下渗引起水体富营养化，存在潜在的环境威胁。另外，常规机械脱水方式处理后污泥的含水率依然高达50％左右，无法解决污泥自身的环保问题；常规的干化技术则能耗较高。因此，如何实现造纸污泥无害化及干化，如何经济有效合理地处置和利用这些污泥显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于生物质能的污泥干化系统，具有使用清洁能源、不污染环境的特点，同时也解决了其他流程中产生的臭味气体，实现了污泥的无害化处理和资源的再生利用，达到了节能减排和保护环境的目的。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种基于生物质能的污泥干化系统，包括依次设置的沉淀装置、脱水装置及干燥装置，沉淀装置、脱水装置及干燥装置由输送装置串联连接，输送装置负责将物料送至各个工位，干燥装置连接热风装置，热风装置为干燥装置提供热源。沉淀装置用来进行初步的固液分离，脱水装置用来挤压掉污泥中大部分的水分，干燥滚筒用来将物料中的水分最终去除。
所述干燥装置包括干燥滚筒，干燥滚筒包括中空的筒体，筒体设有分别开设有半干化污泥进料口、湿气出气口、热风进风口以及干化污泥出料口，半干化污泥进料口及热风进风口分别设置在筒体的两端，保证热风与污泥逆向进料，形成热交换。筒体外部套装有齿圈，齿圈与传动齿轮啮合，传动齿轮连接干燥动力电机，干燥动力电机通过传动齿轮带动筒体外部的齿圈，从而带动筒体转动。
所述筒体内部设有抄板，抄板与筒体内壁连接，抄板包括主体板及辅助板，主体板与筒体内壁连接，辅助板与主体板二者之间成钝角，筒体内部连接有多排抄板，抄板沿着筒体内壁均匀分布。
所述筒体安装在托轮上部，筒体外部套设有一圈轮带，轮带设置托轮与筒体之间，轮带与托轮相切设置，托轮用来支撑筒体，轮带用来保证筒体相对托轮转动时的传动顺利，托轮及轮带优选设置两组。
所述筒体的热风进风口连接引风机，引风机连接热风装置的出风口，热风装置选用生物质热风装置，热风装置的进风口连接鼓风机。热风装置使用加热器将鼓风机送入的空气进行加热，热风装置选用生物质锅炉。
所述筒体的湿气出气口连接冷凝塔，冷凝塔分别连接气体处理装置及水处理装置。由干燥滚筒排出的废蒸汽进入冷凝塔冷凝，冷凝水经水处理装置的处理后达标排放，不可冷凝气体经气体处理装置的处理后达标排放。
所述脱水装置为机械脱水装置，机械脱水装置包括中空的圆柱体结构的外壳，外壳内部设有螺旋轴，螺旋轴连接螺旋叶片，螺旋轴连接脱水电机，脱水电机带动螺旋轴及其上的螺旋叶片转动。外壳上部开设有絮凝污泥进料口，外壳下部开设有半干污泥出料口，絮凝污泥进料口及半干污泥出料口分别设置在外壳的长度两端。螺旋叶片为变螺距、变直径的螺旋叶片，螺旋叶片的螺距由靠近絮凝污泥进料口的一端至靠近半干污泥出料口的一端逐渐减小，螺旋叶片的直径由靠近絮凝污泥进料口的一端至靠近半干污泥出料口的一端逐渐增大，使得螺旋腔容积逐渐变小、挤压力度逐渐增大，从而将水分挤压而出。外壳底部开设有多个滤水出口，用来将挤压出的水分送出。
所述外壳底部设有滤网，滤网设置在滤水出口的上部、螺旋叶片的下部，滤网用来过滤掉杂质，滤水出口连接水处理装置，由脱水装置排出的水分进入水处理装置进行净化达标处理。
所述沉淀装置包括搅拌池及沉淀池，搅拌池设置有原始污泥进料口及第一出气口，输送装置包括第一输送泵、第二输送泵，搅拌池通过第一输送泵连接沉淀池，沉淀池通过第二输送泵连接脱水装置。原始污泥从原始污泥进料口进入搅拌池，搅拌池内加入絮凝剂，污泥在搅拌池内与絮凝剂充分混合后，通过第一输送泵送入沉淀池，小颗粒的污泥在絮凝剂的作用下絮凝成较大颗粒的絮凝污泥，并在重力作用下沉淀，之后由第二输送泵送入机械脱水装置。沉淀池顶部开设有第二出气口，第一出气口、第二出气口分别通过管道连接至鼓风机，搅拌池与沉淀池中的臭气分别由第一出气口、第二出气口进入鼓风机，鼓风机将臭气鼓入热风装置中，作为生物质热风装置的助燃风。
沉淀池的出水口连接水处理装置，废水进行净化达标处理。
所述输送装置包括螺旋输送装置，螺旋输送装置设置在脱水装置与干燥装置之间。
本发明所达到的有益效果是：
本发明工艺流程优化，采用机械脱水后干燥的方式进行污泥干化，可实现良好的脱水效果。
本发明使用清洁能源，热风装置产热过程中不污染环境，同时也解决了其他流程中产生的臭味气体，实现了污泥的无害化处理和资源的再生利用，达到了节能减排和保护环境的目的。
另外，干燥滚筒结构优化，可实现良好的干燥效果。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的流程图；
图2是本发明干燥滚筒的结构示意图；
图3是干燥滚筒内抄板的结构示意图；
图4是图3的正视图；
图5是脱水装置的结构示意图。
图中：1、原始污泥进料口；2、搅拌池；3、第一出气口；4、第一输送泵；5、沉淀池；51、出水口；6、第二出气口；7、水处理装置；8、第二输送泵；9、机械脱水装置；91、絮凝污泥进料口；92、脱水电机；93、外壳；94、螺旋轴；95、螺旋叶片；96、滤网；97、滤水出口；98、半干化污泥出料口；10、螺旋输送装置；11、干燥滚筒；110、筒体；111、半干化污泥进料口；112、湿气出气口；113、托轮；114、轮带；115、齿圈；116、传动齿轮；117、干燥动力电机；118、抄板；119、干化污泥出料口；1110、热风进风口；12、鼓风机；13、热风装置；14、引风机；15、冷凝塔；16、气体处理装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
如图1至图5所示，一种基于生物质能的污泥干化系统，包括依次设置的沉淀装置、脱水装置及干燥装置，沉淀装置、脱水装置及干燥装置由输送装置串联连接，干燥装置连接热风装置。
所述沉淀装置包括搅拌池2及沉淀池5，搅拌池2设置有原始污泥进料口1及第一出气口3，输送装置包括第一输送泵4、第二输送泵8，搅拌池2通过第一输送泵4连接沉淀池5，沉淀池5通过第二输送泵8连接脱水装置。沉淀池5顶部开设有第二出气口6，第一出气口3、第二出气口6分别通过管道连接至鼓风机12，搅拌池2与沉淀池5中的臭气分别由第一出气口3、第二出气口6进入鼓风机12，鼓风机12将臭气鼓入热风装置13中，作为生物质热风装置13的助燃风。沉淀池5的出水口51连接水处理装置7，废水进行净化达标处理。
所述脱水装置为机械脱水装置9，机械脱水装置9包括中空的圆柱体结构的外壳93，外壳93内部设有螺旋轴94，螺旋轴94固定连接有螺旋叶片95，螺旋轴94连接脱水电机92，脱水电机92带动螺旋轴94及其上的螺旋叶片95转动。外壳93上部开设有絮凝污泥进料口91，外壳93下部开设有半干污泥出料口98，絮凝污泥进料口91及半干污泥出料口98分别设置在外壳93的长度两端。螺旋叶片95为变螺距、变直径的螺旋叶片，螺旋叶片95的螺距由靠近絮凝污泥进料口91的一端至靠近半干污泥出料口98的一端逐渐减小，螺旋叶片95的直径由靠近絮凝污泥进料口91的一端至靠近半干污泥出料口98的一端逐渐增大。
外壳93底部开设有多个滤水出口97，外壳93底部设有滤网96，滤网96设置在滤水出口97的上部、螺旋叶片95的下部，滤网96用来过滤掉杂质，滤水出口97送出的水通过管道连接到水处理装置7。
如图2至图4所示，所述干燥装置包括干燥滚筒，干燥滚筒包括中空的筒体110，筒体110设有分别开设有半干化污泥进料口111、湿气出气口112、热风进风口1110以及干化污泥出料口119，半干化污泥进料口111及热风进风口1110分别设置在筒体110的两端，保证热风与污泥逆向进料。筒体110外部套装有齿圈115，齿圈115与筒体110外壁焊接连接，齿圈115与传动齿轮116啮合，传动齿轮116连接干燥动力电机117，上述干燥动力电机117、传动齿轮116及齿圈115设置为两组。
如图3、图4所示，所述筒体110内部设有抄板118，抄板118与筒体110内壁连接，抄板118包括主体板及辅助板，主体板与筒体内壁110连接，辅助板与主体板二者之间成120°角。筒体110内部连接有多排抄板118，一排抄板118设置为三个，三个抄板118沿着筒体110内壁圆形阵列分布，两两相互之间成120°。每相邻两排的抄板110错位60°安装。
所述筒体110安装在托轮113上部，筒体110外部套设有一圈轮带114，轮带114设置托轮113与筒体110之间，轮带114为一个钢圈，套装在筒体110外部，轮带114与托轮113外切。托轮113及轮带114优选设置两组。
筒体110的中心线与水平面成2°夹角，半干化污泥进料口111稍高于热风进风口处1110和干化污泥出料口119，从而使物料相对于热风逆向，加速干燥。
所述筒体的热风进风口1110连接引风机14，引风机14连接热风装置13的出风口，热风装置13选用生物质热风装置，热风装置13的进风口连接鼓风机12。热风装置13使用加热器将鼓风机送入的空气进行加热，热风装置13选用生物质锅炉。
所述筒体的湿气出气口112连接冷凝塔15，冷凝塔15分别连接气体处理装置16及水处理装置7。由干燥滚筒排出的废蒸汽进入冷凝塔15冷凝，冷凝水经水处理装置7的处理后达标排放，不可冷凝气体经气体处理装置16的处理后达标排放。
所述输送装置包括螺旋输送装置10，螺旋输送装置10设置在脱水装置与干燥装置之间。
本发明的工作过程为：
原始污泥从原始污泥进料口1进入搅拌池2，在搅拌池2内与絮凝剂充分混合后通过第一输送泵4泵入沉淀池5，小颗粒的污泥在絮凝剂的作用下絮凝成较大颗粒的絮凝污泥，并在重力作用下沉淀，之后由第二输送泵8泵入机械脱水装置9。螺旋轴94和螺旋叶片95在脱水电机92带动下旋转，同时带动着絮凝污泥前进。变径变螺距的螺旋叶片95与外壳93间的容积逐渐变小，挤压力度逐渐增大，从而使得污泥的含水率降低，得到半干化污泥。挤压出的水通过滤网96经由滤水出口97流出。半干化污泥通过螺旋输送装置10的输送，再由半干化污泥进料口111进入干燥滚筒，在干燥动力电机117的带动下，经由传动齿轮116的带动旋转。在筒内抄板118的作用下，半干化污泥被不断的抄起又落下。连接第一出气口3、第二出气口6的鼓风机12可将搅拌、沉淀产生的臭味气体鼓入热风装置13进行高温除臭，随后由引风机14引出后鼓入筒体110，在干燥滚筒内与扬起落下的半干化污泥进行热交换，从而得到干化污泥。热交换后的湿气通过湿气出气口112进入冷凝塔15冷凝，冷凝后得到的冷凝水与沉淀水和机械脱水装置9滤出的水一起进入水处理装置7，达标后排放，不可冷凝气体通过气体处理装置16的处理后达标排放。

Claims (10)

1.一种基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，包括依次设置的沉淀装置、脱水装置及干燥装置，沉淀装置、脱水装置及干燥装置由输送装置串联连接，干燥装置连接热风装置(13)。
2.根据权利要求1所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述干燥装置包括干燥滚筒，干燥滚筒包括中空的筒体(110)，筒体(110)设有分别开设有半干化污泥进料口(111)、湿气出气口(112)、热风进风口(1110)以及干化污泥出料口(119)，筒体(110)外部套装有齿圈(115)，齿圈(115)与传动齿轮(116)啮合，传动齿轮(116)连接干燥动力电机(117)。
3.根据权利要求2所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述筒体(110)内部设有抄板(118)，抄板(118)与筒体(110)内壁连接，抄板(118)包括主体板及辅助板，主体板与筒体(110)内壁连接，辅助板与主体板二者之间成钝角，筒体(110)内部连接有多排抄板(118)，抄板(118)沿着筒体内壁均匀分布。
4.根据权利要求2或3所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述筒体(110)安装在托轮(113)上部，筒体(110)外部套设有一圈轮带(114)，轮带(114)设置托轮(113)与筒体(110)之间，轮带(114)与托轮(113)相切设置。
5.根据权利要求2或3所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述筒体的热风进风口(1110)连接引风机(14)，引风机(14)连接热风装置(13)的出风口，热风装置(13)选用生物质热风装置，热风装置(13)的进风口连接鼓风机(12)。
6.根据权利要求2或3所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述筒体的湿气出气口(112)连接冷凝塔(15)，冷凝塔(15)分别连接气体处理装置(16)及水处理装置(7)。
7.根据权利要求1或2所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述脱水装置为机械脱水装置(9)，机械脱水装置(9)包括中空的圆柱体结构的外壳(93)，外壳(93)内部设有螺旋轴(94)，螺旋轴(94)连接螺旋叶片(95)，螺旋轴(94)连接脱水电机(92)，外壳(93)上部开设有絮凝污泥进料口(91)，外壳(93)下部开设有半干污泥出料口(98)，絮凝污泥进料口(91)及半干污泥出料口(98)分别设置在外壳(93)的长度两端，螺旋叶片(95)的螺距由靠近絮凝污泥进料口(91)的一端至靠近半干污泥出料口(98)的一端逐渐减小，螺旋叶片(95)的直径由靠近絮凝污泥进料口(91)的一端至靠近半干污泥出料口(98)的一端逐渐增大，外壳(93)底部开设有多个滤水出口(97)。
8.根据权利要求7所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述外壳(93)底部设有滤网(96)，滤网(96)设置在滤水出口(97)的上部、螺旋叶片(95)的下部，滤水出口(97)连接水处理装置(7)。
9.根据权利要求5所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述沉淀装置包括搅拌池(2)及沉淀池(5)，搅拌池(5)设置有原始污泥进料口(1)及第一出气口(3)，输送装置包括第一输送泵(4)、第二输送泵(8)，搅拌池(2)通过第一输送泵(4)连接沉淀池(5)，沉淀池(5)通过第二输送泵(8)连接脱水装置，沉淀池(5)顶部开设有第二出气口(6)，第一出气口(3)、第二出气口(6)分别通过管道连接至鼓风机(12)，沉淀池(5)的出水口连接水处理装置(7)。
10.根据权利要求1或9所述的基于生物质能的污泥干化系统，其特征在于，所述输送装置包括螺旋输送装置(10)，螺旋输送装置(10)设置在脱水装置与干燥装置之间。
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