CN112225426A - 一种污泥干化装置、污泥干化方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种污泥干化装置，污泥干化方法及其应用，所述的干化装置包括支撑座、干化筒、除湿单元和转动轴；所述干化筒的一侧上端依次设有第一进料口供待干化的污泥进入，设有第二进料口供污泥干化助剂加入，另一侧的下端设有出料口供干化完成的污泥排出；转动轴设有两根且平行间隔的布置在干化筒内，干化筒的一端设有驱动源用于驱动转动轴转动，所述的转动轴上设有桨叶用于搅动并输送待干化的污泥；所述的转动轴及布置在其轴身上的桨叶均为空心结构用于通入连续流动的导热介质；本发明中，通过设置额外的第二进料口用于加入污泥干化助剂，提高了污泥在低温区的水分释放能力，进而整体上提高了污泥的干化效率。

Description

一种污泥干化装置、污泥干化方法及其应用

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种污泥干化装置，及一种污泥干化方法以及该污泥干化装置的应用。

背景技术

污泥是由原废水中的固体物质和在废水处理过程中所产生的固体物质所组成的。随着城市人口的日益增长，城市污水的产生量逐渐增加，随着废水处理技术的不断发展，废水是可以得到相应的处理，但随之产生的污泥又带来了新的处理难题，生活污水处理后产生的污泥中的有害因素，例如重金属、有机污染物、寄生虫、病原菌以及臭气将严重影响城市环境，危害人体健康。因此，如何妥善、科学的处理污泥成为全球环境领域共同关注的问题。

现有的污泥处理方法主要有填埋、土地利用、焚烧三种方式。其中，填埋是较为传统的污泥处理方法，由于产生二次污染和适宜填埋的场所越来越有限，污泥填埋的应用已经受到了限制。土地利用主要包括将污泥农用、森林与园艺、废弃矿场等场地的改良等，由于污泥中含有有毒物质，土地利用可能造成土壤或水体的污染。污泥的焚烧处理是近年来应用较为广泛的处置方式，其优点在于通过焚烧能够将污泥中的大部分有机物和微生物处理掉，并将污泥完全矿化，且能达到大规模的处理而无需占用大量的空间资源，且对环境的负面影响相对易于控制。现有污泥焚烧处理的方式主要有两种：其一是直接焚烧，即将脱水污泥掺入煤或油等辅助燃料后燃烧；其二是污泥经干化处理后再焚烧，即脱水污泥进一步进行干化处理后焚烧。需要引起注意的是，污泥虽然是污水处理后产生的一种污染物，但从另一角度看，却是一种资源。生活污水处理后产生的污泥中含有大量的有机物质，具有燃料价值，我国的脱水污泥处理及资源化利用工艺技术依然没有形成一个统一的思路，因此，研究安全、高效且经济的污泥处理工艺，实现污泥的减量化、稳定化、无害化，甚至是资源化，成为环境领域迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种污泥干化装置，及一种污泥干化方法以及该污泥干化装置的应用，实现生活污水处理后污泥的资源化利用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种污泥干化装置，包括：

支撑座，

干化筒，横向布置在所述的支撑座上，所述干化筒的一侧上端依次设有第一进料口供待干化的污泥进入，设有第二进料口供污泥干化助剂加入，另一侧的下端设有出料口供干化完成的污泥排出；

除湿单元，其通过管道连通至所述干化筒的中间段，用于去除所述干化筒中产生的湿气；

转动轴，设有两根且平行间隔的布置在所述的干化筒内，所述干化筒的一端设有驱动源用于驱动所述的转动轴转动，所述的转动轴上设有桨叶用于搅动并输送待干化的污泥；所述的转动轴及布置在其轴身上的桨叶均为空心结构用于通入连续流动的导热介质。

优选地，所述的除湿单元具体包括依次相连的旋风分离器、布袋除尘器、冷凝器和真空泵；

所述旋风分离器的进气口通过管道连通至所述干化筒的中间段，

所述布袋除尘器的进气口经由管道连通至所述旋风分离器的出气口；

所述布袋除尘器的出气口经由风管连接至冷凝器，所述的真空泵用于提供动力使湿气依次通过旋风分离器、布袋除尘器和冷凝器。

优选地，所述干化筒临近第一进料口的一端设有进气口用于通入干热空气。

优选地，所述的浆叶为楔状半圆形，其两侧面设置为倾斜状，且两根转动轴上的浆叶临近交错布置。

优选地，所述干化筒的筒体为夹层结构，其一端设有热源进口，另一端设有热源出口。

优选地，临近出料口的干化筒的筒腔内设有可上下移动的挡板。

优选地，所述的驱动源包括驱动电机和减速机，所述的减速机通过链条与任一转动轴传动连接；

两根转动轴的一端分别设置同轴布置的齿轮，位于两根转动轴上的齿轮相啮合。

本发明第二方面提供了一种污泥干化方法，采用上述的污泥干化装置进行处理，所述的干化方法具体包括以下步骤：

导入导热介质对干化筒进行预热；

开启转动轴，将待干化处理的污泥从第一进料口加入干化筒内，自所述的第二进料口加入污泥干化助剂；

开启除湿单元，对污泥干化过程中产生的湿气进行排除；

通过控制挡板的高度对干化筒内污泥的停留时间进行控制，自所述的出料口收集干化完成的污泥。

本发明第三方面提供一种上述污泥干化装置的应用，所述的污泥干化装置用于生活污水处理过程中产生的污泥干化处理，使其完全焚烧。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的污泥干化装置，通过将两根转动轴及其轴身上布置的桨叶设置为空心结构供导热介质连续通过，利用转动的桨叶与污泥的接触面不断更新以传递热量，并利用除湿单元将产生的湿热水气不断排出，确保了连续进入的污泥中水分的持续释放，确保了污泥干化的连续化生产。

本发明中，通过设置额外的第二进料口用于加入污泥干化助剂，提高了污泥在低温区的水分释放能力，进而整体上提高了污泥的干化效率。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。

附图说明

图1示出为根据本发明具体实施方式提供的一种污泥干化装置的部分结构示意图；

图2示出为本发明中除湿单元的示意图；

图3示出为本发明干化筒的剖视图；

图中标号说明：10-支撑座，20-干化筒，21-第一进料口，22-第二进料口，23-出料口，24-转动轴，241-桨叶，242-齿轮，25-进气口，26-热源进口，27-热源出口，28-挡板，30-除湿单元，31-旋风分离器，32-布袋除尘器，33-冷凝器，34-真空泵，40-驱动电机，41-减速机，411-链条。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。

需要说明的是，在本发明中，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、2、3所示，本发明提供了一种污泥干化装置，包括支撑座10、干化筒20、除湿单元30和转动轴24。

其中，所述的支撑座10主要起支撑固定作用，用于安装固定干化筒20等零部件。所述的干化筒20横向布置在所述的支撑座10上，所述干化筒20的一侧上端依次设有第一进料口21供待干化的污泥进入，设有第二进料口22供污泥干化助剂加入，另一侧的下端设有出料口23供干化完成的污泥排出；所述的除湿单元30通过管道连通至所述干化筒20的中间段，用于去除所述干化筒20中产生的湿气。

所述的转动轴24设有两根且平行间隔的布置在所述的干化筒20内，所述干化筒20的一端设有驱动源用于驱动所述的转动轴24转动，所述的转动轴24上设有桨叶241用于搅动并输送待干化的污泥；所述的转动轴24及布置在其轴身上的桨叶241均为空心结构用于通入连续流动的导热介质，本发明中，导热介质的目的在于通过热传导的方式将热量传递给干化筒20中的污泥，本发明对导热介质的种类不做特殊限定，具体可以为导热油。

本发明提供的污泥干化装置，通过将转动轴24及其轴身上布置的桨叶241设置为空心结构，并通入连续流动的导热介质，在该装置的具体工作过程中，待干化处理的污泥自第一进料口21连续的加入到干化筒20内，在两根转动轴24上桨叶241的挤压、剪切作用下，污泥与转动轴24及其桨叶241的接触面不断更新，实现充分的热交换，产生的湿热气经由除湿单元30排出，确保了连续进入的污泥中水分的持续释放，确保了污泥干化的连续化生产。

此外，在本发明提供的污泥干化装置中，所述的干化筒20上设有第二进料口22用于加入污泥干化助剂。在本发明一个具体的实施方式中，所述的污泥干化助剂是由生石灰粉与硅藻土混合而成，本申请的发明人发现，由于新料的不断加入，干化筒20沿污泥移动方向的温度总体呈上升的趋势，在现有的干化过程中，主要是依靠污泥与热源的接触，通过热传导的方式升温，促使水分蒸发排出，本发明中，在温度较低的区域，生石灰粉与污泥中的水分接触后产生熟石灰，在此过程中，不仅利用了污泥中的水分，而且释放出了热量，促进了污泥温度的升高；硅藻土可通过物理吸附的作用将污泥中的水分吸出，形成硅藻土的吸附水，当污泥向出料口23移动时，随着温度的升高，硅藻土中的吸附水又会再次释放出来，并在除湿单元30的作用下排出干化筒20。本发明中，通过生石灰粉与硅藻土的加入，进一步的提高了污泥的升温速度，同时在低温区即利用生石灰粉和硅藻土将其中含有的水分吸出，虽然在高温区还会释放在干化筒20中，但此时的温度较高，水分可较快的排出，因而整体上提高了污泥的干化效率。

此外，本发明中，通过污泥干化助剂的加入，最终得到的干污泥中含有熟石灰和硅藻土，具有一定的蓬松效果，提高了待燃物与氧气的接触面积，进而利于其在燃烧炉中的燃烧。

本发明中，所述生石灰粉和硅藻土的重量比可以在较宽的范围内进行选择，若生石灰粉的比例较大，可快速提高污泥的温度，但会降低硅藻土的吸水效果，使其更快的释放出吸附水，增加了除湿单元30的负载，若生石灰粉的比例较小，则对污泥的温度提升较慢，对污泥干化效率的提高有限，作为优选的，本发明中，所述的生石灰粉与硅藻土的重量比为1：1-2.5，且该污泥干化助剂相对于污泥的加入量为，每100kg污泥中加入5-10kg的污泥干化助剂。

本发明中，所述的硅藻土具体可选择嵊州市华力硅藻土制品有限公司生产的硅藻土，产品牌号为CDW-01，细度为100-500目，松密度0.25-0.40g/cm³。本发明对所述的生石灰粉的来源不做特殊限定，可以选择市购的生石灰粉均可。

根据本发明，本发明中，除湿单元30的主要作用在于抽离干化筒20中的湿气，使污泥中的水分能够迅速的排出，确保污泥干化的连续性，同时，还要对此过程中一同被抽离出来的粉尘进行处理。具体的，在本发明的一个具体的实施方式中，所述的除湿单元30具体包括依次相连的旋风分离器31、布袋除尘器32、冷凝器33和真空泵34；所述旋风分离器31的进气口通过管道连通至所述干化筒20的中间段，所述布袋除尘器32的进气口经由管道连通至所述旋风分离器31的出气口；所述布袋除尘器32的出气口经由风管连接至冷凝器33，所述的真空泵34用于提供动力使湿气依次通过旋风分离器31、布袋除尘器32和冷凝器33。在具体的工作过程中，先通过旋风分离器31将湿热气中的大部分灰尘拦下，在通过布袋除尘器32进一步去除气体中的粉尘，以及通过冷凝器33将湿热气中的水拦下。

本发明中，为了提高干化筒20的干化效率，以及促进筒腔内水汽的排出，所述干化筒20临近第一进料口21的一端设有进气口25用于通入干热空气。作为优选的，所述干热空气的温度为40-60℃。

本发明中，所述的浆叶241为楔状半圆形，其两侧面设置为倾斜状，且两根转动轴24上的浆叶241临近交错布置。通过该结构的设置，利用两根转动轴24上的桨叶241对污泥进行剪切、推进，使污泥与转动轴24及其轴身上的桨叶241的接触面不断更新，提高热量的传递能力，促使污泥中的水分快速排出。

进一步的，本发明中，为了提高干化筒20的干化能力，所述干化筒20的筒体为夹层结构，其一端设有热源进口26，另一端设有热源出口27。也即，在本发明的一个具体的实施方式中，干化筒20的筒身也对其筒腔内的污泥进行加热。具体的，为了提高热源在干化筒20内的停留时间，确保热量的充分交换，所述的热源进口26设置在干化筒20靠近第一进料口21一侧的下端，所述的热源出口27设置在靠近出料口23一侧的上端。本发明对热源的种类不做特殊限制，具体可以为热水或导热油。

本发明中，临近出料口23的干化筒20的筒腔内设有可上下移动的挡板28。

在具体的工作过程中，干化处理后的污泥需要漫过挡板28才能实现出料，也即，挡板28的高度决定了污泥在干化筒20中的停留时间，进而决定了污泥干化后的含水率。本发明中，挡板28在筒腔内上下移动的具体结构不做特殊限定，可以采用本领域技术人员所公知的，本发明在此不做赘述。

根据本发明，作为驱动源的一种具体的设置方式，所述的驱动源包括驱动电机40和减速机41，所述的减速机41通过链条411与任一转动轴24传动连接；两根转动轴24的一端分别设置同轴布置的齿轮242，位于两根转动轴24上的齿轮242相啮合。也即，通过一个驱动电机40带动两根转动轴24同步转动，对干化筒20筒腔内的污泥进行干化处理。

本发明还提供了一种污泥的干化方法，具体为采用上述的污泥干化装置进行，所述的干化方法包括以下步骤：

导入导热介质对干化筒20进行预热；

开启转动轴24，将待干化处理的污泥从第一进料口21加入干化筒20内，自所述的第二进料口22加入污泥干化助剂；

开启除湿单元30，对污泥干化过程中产生的湿气进行排除；

通过控制挡板28的高度对干化筒20内污泥的停留时间进行控制，自所述的出料口23收集干化完成的污泥。

本发明还提供了一种上述污泥干化装置的应用，所述的污泥干化装置用于生活污水处理过程中产生的污泥干化处理，使其完全焚烧。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种污泥干化装置，其特征在于，包括：

支撑座(10)，

干化筒(20)，横向布置在所述的支撑座(10)上，所述干化筒(20)的一侧上端依次设有第一进料口(21)供待干化的污泥进入，设有第二进料口(22)供污泥干化助剂加入，另一侧的下端设有出料口(23)供干化完成的污泥排出；

除湿单元(30)，其通过管道连通至所述干化筒(20)的中间段，用于去除所述干化筒(20)中产生的湿气；

转动轴(24)，设有两根且平行间隔的布置在所述的干化筒(20)内，所述干化筒(20)的一端设有驱动源用于驱动所述的转动轴(24)转动，所述的转动轴(24)上设有桨叶(241)用于搅动并输送待干化的污泥；所述的转动轴(24)及布置在其轴身上的桨叶(241)均为空心结构用于通入连续流动的导热介质。

2.根据权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，所述的除湿单元(30)具体包括依次相连的旋风分离器(31)、布袋除尘器(32)、冷凝器(33)和真空泵(34)；

所述旋风分离器(31)的进气口通过管道连通至所述干化筒(20)的中间段，

所述布袋除尘器(32)的进气口经由管道连通至所述旋风分离器(31)的出气口；

所述布袋除尘器(32)的出气口经由风管连接至冷凝器(33)，所述的真空泵(34)用于提供动力使湿气依次通过旋风分离器(31)、布袋除尘器(32)和冷凝器(33)。

3.根据权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，所述干化筒(20)临近第一进料口(21)的一端设有进气口(25)用于通入干热空气。

4.根据权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，所述的浆叶(241)为楔状半圆形，其两侧面设置为倾斜状，且两根转动轴(24)上的浆叶(241)临近交错布置。

5.根据权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，所述干化筒(20)的筒体为夹层结构，其一端设有热源进口(26)，另一端设有热源出口(27)。

6.根据权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，临近出料口(23)的干化筒(20)的筒腔内设有可上下移动的挡板(28)。

7.根据权利要求1所述的污泥干化装置，其特征在于，所述的驱动源包括驱动电机(40)和减速机(41)，所述的减速机(41)通过链条(411)与任一转动轴(24)传动连接；

两根转动轴(24)的一端分别设置同轴布置的齿轮(242)，位于两根转动轴(24)上的齿轮(242)相啮合。

8.一种污泥干化方法，其特征在于，采用权利要求1-7所述的污泥干化装置进行处理，所述的干化方法具体包括以下步骤：

导入导热介质对干化筒(20)进行预热；

开启转动轴(24)，将待干化处理的污泥从第一进料口(21)加入干化筒(20)内，自所述的第二进料口(22)加入污泥干化助剂；

开启除湿单元(30)，对污泥干化过程中产生的湿气进行排除；

通过控制挡板(28)的高度对干化筒(20)内污泥的停留时间进行控制，自所述的出料口(23)收集干化完成的污泥。

9.一种根据权利要求1-7所述污泥干化装置的应用，其特征在于，所述的污泥干化装置用于生活污水处理过程中产生的污泥干化处理，使其完全焚烧。

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