CN113105087A - 一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置，包括将初次脱水后含水率在55～70％范围内的污泥经破碎，放置在格网式脱水装置内，污泥在重力作用下缓慢滑落，并在滑落过程中与经格网分隔的空气通道中的横向流动空气交错，空气对污泥水分进行吹脱，实现深度脱水；反应器分为破碎区﹑污泥分配区﹑吹脱区﹑污泥斗﹑进风区﹑出风区和排泥区。本发明采用大流量常温空气吹脱方式，在污泥颗粒与空气接触比较充分的情况下，污泥含水率可以降低到10～15％，若为干燥或高温天气情况，含水率甚至可以低至10％以下，与常规热干化脱水方式相比，能耗仅为其1/4～1/5左右，每kW·h电可以去除污泥中水分约15～20kg，成本仅为其20～25％左右，节能效果非常显著。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置。
背景技术
生物污水处理厂运行过程中有大量剩余污泥产生，污泥中含有大量有机质和氮磷等，不经过妥善处理处置会造成二次污染。现有的处理处置方法中，卫生填埋不符合减量化﹑资源化与无害化原则，而且填埋场地越来越紧张，已经不适应当前环保的要求。污泥最终作为农业营养土或建筑材料或焚烧，均能够满足污泥处理处置的原则要求，是污泥最终发展的主要方向。但是，这些处理过程都涉及到深度脱水问题，目前污泥深度脱水成本高昂，限制了这些污泥处置技术的应用。
市政生物污泥从污水处理工艺中排出时含有大量的水分，原始污泥含水率常常在99％以上，一般经过浓缩和压滤后含水率仍较高，带式压滤后含水率约在80％左右，板框压滤后约有60％。进一步深度脱水干化目前多采用加热法，这个过程常常成本高昂。以含水率从60％(板框压滤污泥考虑)降低到20％为例，每吨污泥需要去除的水分达到500kg，理论需要消耗标准天然气34Nm3，由于天然气热效率达不到100％，实际需要消耗的天然气常常需要40Nm3以上。综合测算，对于热干化脱水方式，污泥中水分的去除成本一般大于400元/吨水(以被去除的水质量计算)，高昂的处理费用导致污泥资源化利用率低，对环境造成威胁。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有市政生物污泥脱水技术成本高昂，导致污泥资源化利用率低，对环境造成威胁的问题，而提供一种污泥处理成本更低，更加节能的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，包括采用常温操作，将初次脱水后含水率在55～70％范围内的污泥经破碎后进入吹脱区，污泥从装备顶部在重力作用下缓慢滑落(当污泥含水率超过75％时，则可能造成脱水成本低的优势降低)，并在滑落至底部过程中与格网分隔的空气通道的横向流动空气交错形成侧向流，空气对污泥的水分进行吹脱，实现深度脱水。采用格网设计，能够确保污泥的移动和空气的流动，保证污泥与空气的充分接触，实现高效脱水。
优选的，所述污泥采用板框压滤、带式压滤或离心脱水方式进行初次脱水。最优的采用板框压滤进行初次脱水，对于已经经过板框压滤脱水的污泥，其含水率约在55～65％，此含水率的污泥可以破碎且维持为适当大小的颗粒形状，且能够维持堆积分散状态，当污泥层厚度较小时(堆积厚度小于40mm)，污泥表面水分的自然蒸发速率是完全可以实现常温脱水之目的。若受到经济技术的限制，必须采用带式或离心脱水作为预处理时，应该将预处理后污泥放置一段时间，使得其含水率满足要求。
优选的，深度脱水后污泥含水率控制在10～20％为宜，当含水率降低至此值左右，采用本方法进一步深度脱水干化时，去除单位质量水分需要的能耗显著增加，可能导致不经济，污泥最终脱水程度宜根据天气情况和空气湿度情况进行调整，空气湿度特别大且低温天气，最终污泥含水率可以控制在25％左右；反之，空气湿度特别小且高温天气，最终污泥含水率可以控制在10％以下。
优选的，所述污泥在重力作用下滑落之前进行破碎处理，考虑到板框压滤后的市政污泥特点，污泥破碎为平均粒度大小1.0～3.0mm左右的污泥颗粒，能够在重力作用下缓慢自行滑落穿越吹脱区，破碎方法为剪切法，宜采用刀片剪切式，若以挤压或其他方法破碎污泥容易成团；污泥破碎后、滑落之前，采用投加臭氧的方式将污泥除臭处理。
优选的，空气气流速度的选择应该根据反应器构造和综合能耗决定，气流速度大，脱水需要的时间短，但是能耗高，反之亦然，因此，所述横向流动的空气气流速度不低于1.5m/s，通过污泥颗粒内的气流速度不低于0.01m/s。
优选的，所述经过初次脱水和破碎预处理后的污泥颗粒在滑落之前经污泥格网布置，污泥格网均匀分布形成若干污泥通道，污泥格网垂向通透，横向设置隔板阻拦；所述横向流动的空气经空气格网布置，空气格网均匀分布形成若干空气通道，空气通道与污泥通道交替布置，空气通道横向通透，垂向设置隔板阻拦，污泥和空气两者在吹脱区形成侧向流，即气流方向(横向)与污泥流动方向(向下)垂直，能够使污泥和空气充分接触，加快脱水效率。
优选的，所述污泥通道宽度为20～35mm﹑总深度低于1.8m，长度2.0～3.5m，横向格网数量根据处理规模确定，污泥格网和空气格网均为不锈钢材质，格网目数约为20～50目，空气通过格网能够与污泥充分接触。
优选的，所述污泥格网在垂直方向上设置为直线形、S形或Z字形，考虑到污泥在脱水过程中从上到下含水率逐渐降低，且格网深度过低单台设备处理能力有限，采用S形或Z字形能够使污泥格网在纵向方向上避免污泥过分积压，此为避免污泥过分积压的方式之一。
优选的，所有空气格网末端敞开时，空气在横向通过空气格网时由于紊流吹脱污泥表面水分；当空气格网末端关闭时，强制空气穿越污泥通道，则奇数空气格网始端敞开、末端关闭而偶数格网始端关闭、末端敞开，或反之，奇数空气格网始端关闭、末端敞开而偶数格网始端敞开、末端关闭，该种设置具有使污泥与空气充分接触，加快脱水等优点。
优选的，所述污泥于反应器中进行深度脱水工作，反应器连续运行时，投配污泥和排泥间歇操作，一般每0.5～1h投泥/排泥一次，故可以直接向污泥分配区通入臭氧化空气进行除臭，0.5～1h左右的反应时间完全上可以将污泥孔隙间的恶臭物质氧化分解，每次投泥量约为反应器总泥量的15～25％，总停留时间2～6h，使污泥脱水于反应器中高效进行。
当有废热空气可资利用时，应该优先用于脱水后端工艺。由于本方法脱水单位能耗(每去除1kg质量的水分需要消耗的能量)随着含水率降低而逐渐增加，即对于含水率30％的污泥，本方法脱水能耗约是60％含水率污泥的2～4倍，故当有废热空气可资利用时，应该用于含水率低于30％的污泥，即分级工艺的后半程。
本发明针对污泥深度脱水的困局，提出采用大流量常温空气吹脱方式，在污泥颗粒与空气接触比较充分的情况下，每kg含水率60％的污泥约需要75～90m3低压空气吹脱(一般需要压力<400Pa～1200Pa，需要空气压力大小与装置结构构造方式和装置大小有关)，含水率可以降低到10～15％，若为干燥或高温天气情况，含水率甚至可以低至10％以下。每去除污泥中1m3水份，仅需消耗约40～50kWh能源，考虑到污泥破碎和臭气净化过程的能源消耗，总能耗也仅需不到80kWh，与常规热干化脱水方式相比，成本仅为其20～25％左右。而且传统热干化方式臭气净化成本高，考虑臭气净化成本，本方法综合成本仅为传统方法的不足20％，所以本方法节能效果非常显著。
本发明方法可用于市政污水处理厂排放的污泥，亦可用于市政河湖底泥污泥或市政给水厂排放污泥。实际上，本方法亦可用于湿润土壤的深度脱水。
一种常温通风式污泥深度脱水干化装置，包括一个或多级串联的多个反应器，所述反应器包括：
破碎区；用于破碎初次脱水后的污泥；
污泥分配区；连通于破碎区下方污泥颗粒出口，内部设置有用于布置污泥至各污泥通道的布料设备，输送臭氧的臭氧进管连通污泥分配区；
吹脱区；连通于污泥分配区下方污泥颗粒出口，内部通过格网形成交错布置的污泥通道和空气通道，污泥和空气于吹脱区内接触形成侧向流；
进风区；位于吹脱区一侧且与空气通道连通，进风区内置鼓风机，鼓风机吹出的空气吹入吹脱区内的空气通道中；
出风区；位于吹脱区另一侧且与污泥通道和空气通道均连通，干燥污泥后的空气从出风区排出；
污泥斗；连通于吹脱区和出风区下方出口，分别用于收集深度脱水后的污泥颗粒以及干燥污泥后空气中残留的污泥颗粒；
排泥区，用于接收污泥斗排出的污泥颗粒。
对于原始污泥含水率低而脱水程度也低的情况，可以采用一个反应器。
对于原始污泥含水率高而脱水程度也高的情况，反应器应该采用多级串联方式运行更科学，可串联二级或三级。原始污泥含水率高时，污泥粘度大，孔隙率小，应该采用较高风速；反之，当原始污泥含水率低时，污泥粘度小，孔隙率大，应该采用较低风速。故仍在一个反应器内操作，对于含水率差异大的污泥，操作参数难以兼顾，必然导致效率降低，故应该采用多级串联方式运行以提高效率。
凡是基于将污泥或类似于污泥性质的颗粒固体物质进行深度脱水，将原水含水率约在55～70％左右的颗粒固体，最终脱水后含水率约在10～20％，而且采用大流量空气吹脱之方式，反应器内构建多格分区，且固体颗粒与空气通道间隔排列(即每个固体颗粒通道两侧均为空气通道，每个空气通道两侧均为固体颗粒通道)，固体颗粒与空气流向呈现垂直(侧向流，固体颗粒向下，空气水平横向)，通过此种方式实现固体颗粒深度脱水之目的，均属于本发明保护范围。
本发明的有益效果在于：
1)本发明采用大流量常温空气吹脱方式，在污泥颗粒与空气接触比较充分的情况下，污泥含水率可以降低到10～15％，若为干燥或高温天气情况，含水率甚至可以低至10％以下，与常规热干化脱水方式相比，能耗仅为其1/4～1/5左右，每kW·h电可以去除污泥中水分约15～20kg，成本仅为其20～25％左右，节能效果非常显著；
2)本发明采用的反应器内空气为横向流动，污泥从顶部流入，在重力作用下逐渐滑落到底部，污泥与空气形成侧向流，能够使污泥和空气充分缓慢接触，实现固体颗粒深度脱水，能够将原水含水率约在55～70％左右的颗粒固体，最终脱水成含水率约在10～20％。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的图1中A-A处局部剖面结构示意图；
图3是本发明的污泥通道、空气通道分布示意图；
图中：1、破碎区；2、污泥分配区；3、吹脱区；4、进风区；5、出风区；6、污泥斗；7、排泥区；8、污泥通道；9、空气通道；10、风机；11、带式输送机；12、斜板；13、隔板；14、臭氧进管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施方式进行说明，应当理解，此处所描述的实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明工艺与装置的流程、构造、参数等；实施方式中所给的具体参数仅仅是为了说明本发明的示例，而非必须采用的参数。本实施方式仅仅为了说明一种常温侧向流吹风式市政污泥深度脱水方法及装置的布置形式和具体运行效果。实际上装置和工艺可以适宜于各种类似性质的污泥脱水过程。
如图1-3所示，一种常温通风式污泥深度脱水干化装置，包括一个或多级串联的多个反应器，所述反应器包括：
破碎区1；用于破碎初次脱水后的污泥；
污泥分配区2；连通于破碎区1下方污泥颗粒出口，将污泥布置进入各污泥通道8，输送臭氧的臭氧进管14连通污泥分配区2；
吹脱区3；连通于污泥分配区2下方污泥颗粒出口，内部通过格网形成交错布置的污泥通道和空气通道，污泥和空气于吹脱区3内接触形成侧向流；
进风区4；位于吹脱区3一侧且与空气通道连通，进风区4内置鼓风机10,鼓风机10吹出的空气经进风口吹入吹脱区3内的空气通道9中；
出风区5；位于吹脱区3另一侧且与污泥通道和空气通道均连通，干燥污泥后的空气从出风区5排出；
污泥斗6；连通于吹脱区3和出风区5下方出口，分别用于收集深度脱水后的污泥颗粒以及干燥污泥后空气中残留的污泥颗粒；
排泥区7，用于接收污泥斗6排出的污泥颗粒。
采用上述常温通风式污泥深度脱水干化装置进行污泥深度脱水干化的方法如下：
采用常温操作，将初次脱水后含水率在55～70％范围内的污泥经格网分布，污泥从顶部在重力作用下跌落，跌落至底部过程中与格网分布的横向流动空气交错形成侧向流，空气对污泥水分进行吹脱，实现深度脱水。
原始污泥含水率不宜超过65～70％，当原始污泥含水率高时，采用本方法其技术优势不明显。若受到经济技术的限制，必须采用带式或离心脱水作为预处理时，应该将预处理后污泥放置一段时间，使得其含水率满足要求。
反应器连续运行时，投配污泥和排泥间歇操作，一般每0.5～1h投泥/排泥一次，每次投泥量约为反应器总泥量的15～25％，总停留时间2～6h。
所述污泥采用板框压滤、带式压滤或离心脱水方式进行初次脱水，原始污泥含水率以板框压滤脱水为佳。深度脱水后污泥含水率控制在10～25％左右。
所述污泥在跌落之前经污泥格网布置，污泥格网均匀分布形成若干污泥通道8，污泥格网垂向通透，横向设置隔板13阻拦；所述横向流动的空气经空气格网布置，空气格网均匀分布形成若干空气通道9，空气通道9与污泥通道8交替布置，空气通道9横向通透，垂向设置隔板13阻拦，污泥和空气两者在吹脱区3形成侧向流，即气流方向(横向)与污泥流动方向(向下)垂直。
污泥格网的厚度就是污泥层的厚度，不宜过大，否则表面层污泥能够实现脱水，而内部污泥脱水效率将很低。污泥层越薄，脱水速率越快，效率越高，但是反应器结构占的无效空间也越大，设备成本越高。考虑到单台设备处理能力和紊流气流的流速穿透作用，经过模拟实验，污泥通道宽度即污泥层厚度以25～40mm为宜。
其次是污泥格网的深度(高度)，由于对于含水率约60％的市政污泥，污泥黏度大而强度小，堆积厚度不宜过高，否则污泥堆积密实导致空气难以穿透污泥间隙，会降低脱水效率。经过实验验证，污泥格网单格的深度与污泥含水率有直接关系。当含水率在50～65％,污泥格网深度以不超过0.6m为宜；含水率在40～50％,污泥格网深度以不超过0.90m为宜；含水率低于30％,污泥格网深度基本上没有限制。
但是考虑到污泥在脱水过程中从上到下含水率逐渐降低，且污泥格网深度过低单台设备处理能力有限。所以，污泥格网在纵向方向上应该采取措施避免污泥过分积压。解决措施有三种：(1)污泥格网内的上层部分设置多个细连杆(或绳索等连接)，污泥在垂直方向的重力由细连杆分散承担一部分。但细连杆设置密度不宜过大，细连杆水平方向的距离以15～40mm为宜，格网上端距离取较大值，格网下端取较小值。细连杆设置以污泥能够在重力作用下自行滑落下降为基本原则。采取该措施后，污泥在污泥格网内总深度可以达到低于1.8m左右。(2)污泥格网在垂直方向上做成S形或Z字形。(3)延长脱水时间。这样在格网内的污泥平均含水率较低，只有格网顶部的少量污泥处于含水率较高状态，其能够承受的压力较大，不影响正常运行。
污泥格网的长度也有限制。由于污泥格网的长度实际上是空气通道9的长度，单个通道长度越大，空气阻力越大，导致设备运行能耗越大。但是如果单个通道长度越小，每格网的污泥量越小，处理能力低下，综合考虑到各方面因素，污泥格网长度以2.0～4.5m为宜。反应器按照上述布置，大体上在压力损失较小的情况下，能够实现气流与污泥的充分接触。
空气通道9的布置也十分关键。空气通道9与污泥通道8是交替布置的，故单个空气通道9与污泥通道8大小是一致的。空气格网末端可以选择敞开或关闭；所有空气格网末端敞开时，空气在横向通过空气格网时由于紊流吹脱污泥表面水分；当空气格网末端关闭时，强制空气穿越污泥通道，则奇数空气格网始端敞开、末端关闭而偶数格网始端关闭、末端敞开，或反之，奇数空气格网始端关闭、末端敞开而偶数格网始端敞开、末端关闭。
本发明的核心之二是污泥能够在重力作用下缓慢自行穿越吹脱区3，故污泥颗粒大小必须符合要求，因此污泥在重力作用下跌落之前进行破碎处理，考虑到板框压滤后的市政污泥特点，一般污泥破碎为平均粒度大小1.0～3.0mm左右的污泥颗粒，破碎方法为剪切法，宜采用刀片剪切式，若以挤压或其他方法破碎污泥容易成团。
破碎后的污泥需要均匀投配到反应器的吹脱区3，故吹脱区3顶部是污泥分配区2，在污泥分配区2可以将破碎后的颗粒污泥均匀投配到吹脱区3的污泥通道8网格内。由于污泥颗粒容易结团，且非常软，故不宜采用横杆直接推动的方式分散污泥，这样导致破碎后的污泥会重新结块，降低脱水效率。在污泥分配区2底部与吹脱区3连接处设置有能够水平移动且旋转移动的弹性扫刷(现有清扫车上采用的扫刷)，弹性扫刷为圆盘形状，作用类似于扫帚，可以将滑落下来的污泥小颗粒轻扫散向四周。弹性扫刷往复移动，可以将污泥均匀布置在整个吹脱区3。弹性扫刷支架通过横杆架设在导轨上，由电机驱动往复运动，将从破碎区1破碎后的污泥颗粒均匀分配到各个污泥通道8网格内。
污泥破碎后、跌落之前，采用投加臭氧的方式将污泥除臭处理，市政生物污泥中含有恶臭气体，本发明采用的吹脱方式脱水会产生大量气体，且臭气浓度低，如果对吹脱后气体进行除臭处理成本大，故应该在破碎后吹脱前进行除臭。所以污泥分配区2的功能实际上有两个，一个是将污泥均匀布置进入吹脱区3，另一个是进行除臭。
由于污泥是间歇进入反应器，一般每隔0.5～1h左右投配一次污泥，故可以直接向污泥分配区2通入臭氧化空气进行除臭，0.5～1h左右的反应时间完全上可以将污泥孔隙间的恶臭物质氧化分解。为了避免臭氧或恶臭气体溢出到环境空气，与污泥分配区2连接的破碎区1在不工作状态时应该处于密闭状态。因为污泥是间歇投配，所以在除臭时间阶段，污泥分配区2是没有污泥进入吹脱区3的，但是由于两者之间的连接难以彻底密闭，故理论上是仍有少量臭氧能够通过污泥颗粒的间隙进入吹脱区3。由于臭氧穿越此污泥颗粒间隙也会被消耗，这样能够穿透通道而进入吹脱区3的臭氧量非常有限。此外，考虑到即使有少量臭氧气体仍然能够从污泥孔隙进入吹脱区3，由于吹脱区3空气流量远远大于可能溢出的臭氧化空气量，且溢出时臭氧的浓度已经很低了，微量溢出的臭氧化空气很快被稀释数百倍，最终溢出到环境的臭氧浓度已经非常低了，完全能够满足环境标准限值的要求，故无需对最终排气进行处理。若污泥分配区2采用高浓度臭氧化空气进行净化，原始臭氧浓度为100mg/m3，在污泥分配区2内臭氧被利用80％，则进入污泥分配区2与吹脱区3间隙(实际上是堆积在污泥格网上部的污泥层)时臭氧浓度为20mg/m3，进入吹脱区3后被气流稀释333倍(按照气固比100，孔隙率为30％计算)，则排气的臭氧浓度仅60μg/m3，已经明显低于GB3095-2012二级功能区1h平均值要求的200μg/m3，故无需对最终排气进行进一步除臭氧。
当污泥通道8内空气气流速度在1.5～2.5m/s是合适的；当气流是穿透污泥层时，污泥颗粒内的气流速度在0.01～0.05m/s是合适的，具体取值需要根据污泥特性以实验获得的参数为准。
为了保证污泥与臭氧有足够的接触时间，破碎区1与污泥分配区2之间是斜板12，即破碎后的污泥颗粒滞留在污泥分配区2的可调节斜板12上。当需要污泥在投配时滑落到污泥吹脱区3，则增加斜板12倾斜度，斜板12上积存的污泥能够自动缓慢滑落下来，斜板12上的存泥量应该与每次投配污泥的量基本一致。此种除臭方式虽然简单有效，但缺点是除臭不彻底，排气仍有一定臭味，可设置一定高度的排气筒满足国家排放标准。
随着脱水的进行，污泥含水率不断降低，污泥粘度减小，污泥颗粒会在重力作用下逐渐滑落到污泥斗6，污泥斗6平面形状为正方形，尺寸根据反应器总体情况进行布置，边长一般为150～200mm，不宜过大，所以底部平行排列的污泥斗6有多个。污泥斗6底部控制排泥的措施是采用自动拍门，可由电机或是电动推杆等结构驱动，当排泥时，打开拍门，污泥自动滑落；当需要关闭时，闭合拍门。拍门无需完全闭合，当抬起拍门，污泥不能下滑即可。滑落的污泥进入排泥区7，随后被运走。对于体积不大的反应器，也可以采用以控制污泥斗6底部距离来控制排泥(即无需启闭装置)，即控制污泥斗6底部与带式输送机11履带的距离在20～35mm，当履带运行，污泥可自行滑落；当履带停止运行，由于污泥堆积挤压作用，污泥可自动停止滑落。
排泥不限于采用污泥斗6方式，若采用其他方式亦可。但需要确保排泥的均匀性，即每次排泥时，污泥格网内各格污泥下滑量大致相同，每格不同位置处滑落的污泥量也需要大致相同。
反应器的污泥斗6宜配置震动措施。由于污泥通道8网格宽度一般仅仅25～40mm，如果污泥破碎不均匀或污泥重新结块，可能会在格网内发生堵塞现象，故反应器污泥斗6需要备有震动措施。但反应器自身不宜出现长时间震动现象，故风机10与反应器的连接应该采用软连接，否则风机10的震动传递到反应器，反而会导致污泥结块。
进风区4无特别要求，一般也是斗形，将风机10来风扩散到反应器整个受风面即可。出风区5，需要在底部设置一个污泥斗6，顶部连接排气筒。底部设置一个污泥斗6，原因是，不能排除有少量细小的污泥颗粒在吹脱过程中可能会从网格的间隙随风越过网格，进入气流通道，进一步进入出风区5。如果无污泥斗6，这些细小颗粒的污泥在出风区5底部积累，最终影响反应器正常运行。污泥格网和空气格网均为不锈钢材质，格网目数约20～50目，特别小颗粒污泥在风的作用下有可能横向能够穿过格网，这样出风区5不能完全排除有少量污泥颗粒存在。出风区5污泥斗6只需要设置一个，日常无需排泥，仅反应器长时间运行该污泥斗6有积泥方须启用。
由于污泥分配区2无法做到完全均匀配泥，而且污泥斗6排泥也难以做到非常均匀，特别是当反应器尺寸较大时，这种不均匀程度会加剧，所以单台设备日处理污泥量(以60％含水率湿污泥计算)一般不宜超过10～15m3；当处理量较大时，不宜通过放大反应器来达到目标，而是应该增加设备台数。
本方法可用于市政污水处理厂排放的污泥，亦可用于市政河湖底泥污泥或市政给水厂排放污泥。实际上，本方法亦可用于湿润土壤的深度脱水。
本发明的基本原理：对于已经经过板框压滤脱水的污泥，其含水率约在55～65％，此含水率的污泥可以破碎且维持为适当大小的颗粒形状，且能够维持堆积分散状态，当污泥层厚度较小时(堆积厚度小于40mm)，污泥表面水分的自然蒸发速率是完全可以实现常温脱水之目的。由于污泥蒸发需要消耗能量，故采用常温空气实现污泥深度脱水时必须提供大量空气，实验结果证明一般情况下气体质量与污泥质量比值需要达到100倍以上，即处理每1kg污泥约需要100kg以上的空气。而且为了实现较短时间脱水，且需要维持污泥表面一定空气的流速，且污泥堆积厚度较小，实验结果证明气流速度以>1.5m/s为宜。故基于以上原理，采用具有一定流速的常温空气对污泥进行吹脱，且污泥布置成薄层，能够实现低成本污泥深度脱水。
实施方式一
污泥格网与空气格网在垂直方向上形状为直板，单个污泥格网上方和下方是通透的，其他四周均采用不锈钢网围栏，格网厚度约25mm，格网大小与装置匹配。所有空气格网是前后通透，与污泥相邻的两面是不锈钢网，上下两面是不锈钢隔板13。吹脱区3格网布置是空气格网与污泥格网间隔布置，即空气-污泥-空气-污泥......污泥-空气；进风区4配置风机10，风机10流量和风压需要经过计算确定，确保压力损失满足要求，且空气格网内部气流速度不低于1.5m/s。
污泥经过破碎后进入污泥分配区2，通入臭氧化空气进行除臭。随后污泥在重力作用下自动跌落进入吹脱区3。随着出泥和配泥的不断进行，污泥逐渐跌落过吹脱区3，到达吹脱区3底部时，污泥完成脱水。进一步在重力作用下跌落到污泥斗6，随排泥排出系统。
实施方式二
污泥格网与空气格网在垂直方向上形状为Z形或S形，其他均同实施方式一。
实施方式三
污泥格网与空气格网在垂直方向上形状为直板，单个污泥格网上方和下方是通透的，其他四周均采用不锈钢网围栏，格网厚度约25mm，格网大小与装置匹配。所有空气格网是奇数格网前通透后关闭，而偶数格网前关闭后通透，与污泥相邻的两面是不锈钢网，上下两面是不锈钢板。其他均同实施方式一。
实施方式四
污泥格网与空气格网在垂直方向上形状为Z形或S形，其他均同实施方式三。
以上实施方式仅仅显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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，包括不同的参数设定、内回流改为其他方式、在局部进行细节变更、乃至局部补充碳源，这些变化和改进都属于本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于，包括将初次脱水后含水率在55～70％范围内的污泥经破碎处理，污泥在重力作用下缓慢滑落，并在滑落过程中与经格网分隔的空气通道中的横向流动空气交错，空气对污泥水分进行吹脱，实现深度脱水。
2.根据权利要求1所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥采用板框压滤、带式压滤或离心脱水方式进行初次脱水预处理，预处理后污泥含水率在55～70％范围内，深度脱水后污泥含水率控制在10～20％范围。
3.根据权利要求1所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥在滑落之前经污泥格网布置，污泥格网均匀分布形成若干污泥通道，污泥格网垂向通透，横向设置隔板阻拦；所述横向流动的空气经空气格网布置，空气格网均匀分布形成若干空气通道，空气通道与污泥通道交替布置，空气通道横向通透，垂向设置隔板阻拦。
4.根据权利要求3所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥通道宽度为20～35mm﹑总深度低于1.8m，长度2.0～3.5m，污泥格网和空气格网均为不锈钢材质，格网目数为20～50目。
5.根据权利要求3所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥格网在垂直方向上设置为直线形、S形或Z字形。
6.根据权利要求3所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所有空气格网末端敞开时，空气在横向通过空气格网时由于紊流吹脱污泥表面水分；当空气格网末端关闭时，空气穿越污泥通道，则奇数空气格网始端敞开、末端关闭而偶数格网始端关闭、末端敞开，或反之，奇数空气格网始端关闭、末端敞开而偶数格网始端敞开、末端关闭。
7.根据权利要求1所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥于反应器中进行深度脱水工作，反应器连续运行时，投配污泥和排泥间歇操作，每0.5～1h投泥/排泥一次，每次投泥量为反应器总泥量的15～25％，总停留时间2～6h。
8.根据权利要求1所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥在重力作用下滑落之前需要进行破碎处理，污泥破碎为平均粒度大小1.0～3.0mm的污泥颗粒，破碎方法为剪切法，污泥破碎后、滑落之前，采用投加臭氧的方式将污泥进行除臭处理。
9.根据权利要求8所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述横向流动的空气气流速度不低于1.5m/s，通过污泥颗粒内的气流速度不低于0.01m/s。
10.一种常温通风式污泥深度脱水干化装置，其特征在于：包括一个或多级串联的多个反应器，所述反应器包括：
破碎区；用于破碎初次脱水后的污泥；
污泥分配区；连通于破碎区下方污泥颗粒出口，内部设置有用于布置污泥至各污泥通道的布料设备，输送臭氧的臭氧进管连通污泥分配区；
吹脱区；连通于污泥分配区下方污泥颗粒出口，内部通过格网形成交错布置的污泥通道和空气通道，污泥和空气于吹脱区内接触形成侧向流；
进风区；位于吹脱区一侧且与空气通道连通，进风区外置鼓风机；
出风区；位于吹脱区另一侧且与污泥通道和空气通道均连通；
污泥斗；连通于吹脱区和出风区下方出口，用于收集深度脱水后的污泥颗粒；
排泥区，用于接收污泥斗排出的污泥颗粒。
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