CN114890653A - 一种市政污泥旋流微波干化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种市政污泥旋流微波干化系统，包括热空气室、污泥干化机、旋流微波干化机、旋风分离装置、袋式除尘机、尾气处理装置、干化颗粒收集室以及多组风机，各装置之间顺次衔接连通。热空气室为污泥干化机提供干化热能；污泥干化机完成吸入污泥的粉碎、干化，并将外层干化后的污泥颗粒送入旋流微波干化机；旋流微波干化机的内侧壁上安装有微波发生器，能够将污泥颗粒由内到外再次干化；随后将干化污泥颗粒送入旋风分离装置完成沉淀分离，污泥粗颗粒排入干化颗粒收集室，产生的粉尘尾气经由袋式除尘机和尾气处理装置处理后排至大气中。本发明能够将污泥进行彻底的干燥，进行减量化、稳定化和无害化的处理，有效提高干化效率，减少能耗。

Description

一种市政污泥旋流微波干化系统

技术领域

本发明涉及市政污泥干化技术领域，具体涉及一种市政污泥旋流微波干化系统。

背景技术

污泥是污水处理过程中的必要产物，污泥产生方式主要有市政污泥、工业污泥及洪水过后产生的污泥。市政污泥也称排水污泥，市政污泥的优化处理和处置一直是个难点问题，目前解决市政污泥问题刻不容缓。在众多的污泥处理措施中，对污泥的直接处理已经不适应环境的发展要求，对污泥进行干化后再处理已经成为趋势。单一的污泥干化过程会出现热量的损耗，干燥不充分，常伴随溏心现象的出现，呈现出污泥表皮干化硬化，但内部含水率高等问题；同样的单一的微波干化是由内向外加热，造成内干外部湿度的情况；现有技术中两种污泥干化方式在实施过程中单独使用时存在多种处理不均匀的问题，致使污泥干化处理的效率较低，成本增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有背景技术存在的不足，提供一种市政污泥旋流微波干化系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种市政污泥旋流微波干化系统，包括热空气室、污泥干化机、旋流微波干化机、旋风分离装置、袋式除尘机、尾气处理装置、干化颗粒收集室以及多组风机。热空气室的热气出口通过管道连通污泥干化机的热气入口，为其提供热风；污泥干化机的污泥排出口连通旋流微波干化机的污泥入口，旋流微波干化机底端的污泥流口衔接至旋风分离装置；旋风分离装置的顶端溢流口串联至袋式除尘机，干化后的污泥颗粒通过旋风分离装置的下端污泥颗粒排出口输送至干化颗粒收集室进行存储、外输；所述袋式除尘机的上部出口连通尾气处理装置；上述多组风机分别串联安装在系统内的指定位置。

所述污泥干化机的底端外部设有泵体，将市政污泥吸入污泥干化机的内部；所述污泥干化机中柱段的下部侧壁上设置热气入口，柱段上部与热气入口相对的侧壁上设置污泥排出口；所述污泥干化机的内部设有同轴搅拌叶片，包括一组大叶片和一组螺旋叶片，大叶片的安装位置位于热气入口的下方，螺旋叶片安装于大叶片的上方，两者的中心轴上端伸出污泥干化机的顶部，连接于污泥干化机顶部固定安装的电动机的输出端。

进一步地，所述大叶片的叶片厚、硬度高，共设有四片，均以固定角度安装在中心轴上，大叶片的旋转外直径小于或等于污泥干化机柱段的内直径；所述螺旋叶片的叶片边缘尖锐，在螺旋叶片的上侧面中间设有凹槽。

进一步地，所述污泥干化机的外壁上包裹有保温层；污泥干化机中柱段的内侧壁上设有螺旋状的导流凹槽。

进一步地，所述旋流微波干化机设于污泥干化机的旁侧，其侧壁的上部设有连通旋流微波干化机内部的污泥入口，顶端设有溢流口，溢流口的外部连接安装有一号风机；所述旋流微波干化机的内侧壁上安装有微波发生器，外侧壁上设有保温层。

进一步地，所述旋流微波干化机的内部焊接安装有柱状陶瓷滤筛片，其上设有若干不规则排布的滤孔；陶瓷滤筛片的上端与溢流口连通，下端抵至底部污泥流口；陶瓷滤筛片下端的外直径小于污泥流口的内直径。

进一步地，所述旋流微波干化机的内侧壁上对称设有12个微波发生器，共分为6层，相邻的两个微波发生器之间等距排列。

进一步地，所述旋风分离装置包括一级旋风分离室和二级旋风分离室，均在上部侧壁设有污泥入口，底端设有污泥颗粒排出口，顶端设有溢流口；一级旋风分离室的顶端溢流口外部连通二号风机，二号风机的出风口连通二级旋风分离室上部的污泥入口，二级旋风分离室的顶端溢流口连通袋式除尘机的进口；一级旋风分离室和二级旋风分离室底端的污泥颗粒排出口均连通至干化颗粒收集室，且在污泥颗粒排出口处均安装有含水量测量仪。

作为本发明另一种较为优化的技术方案，所述旋风分离装置包括旋风发电分离机，旋风发电分离机中设有旋风分离室，旋风分离室的顶端设有溢流口，溢流口的外部安装溢流帽，溢流帽内设有桨叶，桨叶的转轴上端伸出溢流帽顶端并连接发电机，所述溢流帽的侧壁上设有出风口，通过管道连通袋式除尘机；旋风分离室的底端设有污泥颗粒排出口，污泥颗粒排出口的外部连通安装背压漏斗，背压漏斗的底部通过排料背压阀连通干化颗粒收集室。

进一步地，所述袋式除尘机的入口设置于袋式除尘机的下部，其外端设有吸尘罩；袋式除尘机的内部设有多层除尘过滤网，底端固定安装烟尘阀；所述袋式除尘机的上部出口通过三号风机连通至尾气处理装置。

进一步地，所述热空气室的外侧设有温度调控面板，内部设有电场，利用电场加热吸入的空气后再传输至污泥干化机。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、通过大叶片的搅拌和粉碎作用以及螺旋叶片的搅拌输送作用可以使进入旋流微波干化机的污泥更加细致，减少对干化室内壁和螺旋输送叶片的磨损，并且有助于污泥和热空气的充分接触，实现污泥的初步干化；

2、通过污泥干化机和微波干化机的配合作用，能够将处理中污泥由外至内、由内至外进行彻底的干化，处理后的污泥将以颗粒的形式排放到干化颗粒收集室；

3、旋风分离装置分为两级旋风分离，能够充分的将污泥颗粒、粉尘和空气进行分离，两级旋风分离室之间安装有风机，其功能是产生管道中的负压，防止气流逆向流动；另，旋风分离室的顶端溢流口外加设桨叶和发电机，能够充分利用旋风分离室内旋流排出时的旋流力量，带动桨叶转动，实现机械能向电能的转换，提升能量利用率；

4、袋式除尘机的吸尘吸水和自清洁功能，实现了对气体的无害化和无污染处理；风机将含有一定热量的湿空气输送至尾气处理装置，经处理符合标准后排放至空气中；

通过系统中各装置之间的密切配合，对污泥干化实现减量化、无害化、稳定化的提升，有利于得到符合含水量标准的污泥干化颗粒，有效提高干化效率、干化速度，并且减少能源消耗浪费。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的整体系统框图；

图2是本发明中搅拌叶片的结构示意图；

图3是本发明中污泥干化机的纵剖图；

图4是本发明第二种实施方式的整体系统框图；

图5是本发明中旋流微波干化机的工作原理图；

图6是本发明中旋风发电分离机的上部结构示图；

图中：1、污泥池，2、热空气室，3、污泥干化机，4、旋流微波干化机，5、一级旋风分离室，6、二级旋风分离室，7、袋式除尘机，8、尾气处理装置，9、干化颗粒收集室，10、一号风机，11、二号风机，12、三号风机，13、泵体，14、含水量测量仪，15、吸尘罩，16、烟尘阀，17、旋风发电分离机，19、保温层，21、空气吸入口，22、温度调控面板，31、搅拌叶片，32、电动机，33、导流凹槽，34、大叶片，35、螺旋叶片，36、凹槽，37、中心转轴，41、微波发生器，42、陶瓷滤筛片，43、溢流口，44、污泥流口；

171、溢流帽，172、桨叶，173、发电机，174、背压漏斗，175、排料背压阀。

具体实施方式

需要注意的是，在本发明的描述中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。

另外，在发明中如涉及“一号”、“二号”等描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“一号”、“二号”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

实施例1，

如图1所示，一种市政污泥旋流微波干化系统，包括热空气室2、污泥干化机3、旋流微波干化机4、旋风分离装置、袋式除尘机7、尾气处理装置8、干化颗粒收集室9以及多组风机。

所述热空气室2的顶部设有扩口状的空气吸入口21，热空气室2的内部设有电场，通过电场内电荷运动将从空气吸入口21吸入的空气或者系统尾气进行加热，然后将加热后的空气通过其侧壁上设置的热气出口排出；所述热空气室2的外侧还设有温度调控面板22，可以随时控制热空气室2内的加热温度。

上述热空气室2的热气出口通过管道连通污泥干化机3的热气入口，该热气入口设置在污泥干化机3中柱段的下部侧壁上。在污泥干化机3的底端外部设有泵体13，泵体13的吸入口放入设于外部空间的污泥池1中，泵体13的出口连通污泥干化机3的底端入口，将市政污泥输送至污泥干化机3的内部。所述污泥干化机3的内部安装有同轴搅拌叶片31，如图2所示，同轴搅拌叶片31包括一组大叶片34和一组螺旋叶片35，大叶片34共设有四片，每个叶片较厚、硬度高，以较小偏转角度、等距固定在中心转轴37的下端，沿其周向排布，大叶片34的旋转外直径略小于污泥干化机3柱段的内直径；所述螺旋叶片35固定安装在大叶片34的上方，其叶片边缘尖锐，同时在螺旋叶片35的上侧面中间设有等长度的凹槽36，可达到输送污泥的作用；两者的中心转轴37上端伸出污泥干化机3的顶部，并连接在固定安装于污泥干化机3顶端的电动机32的输出端，通过电动机32带动整个搅拌叶片31的转动；所述大叶片34的安装位置位于热气入口的下方。结合图3所示，所述污泥干化机3的内侧壁上还设有螺旋状的导流凹槽33，便于引导粉碎后的污泥从设置于污泥干化机3上部侧壁的污泥排出口流出，衔接输送至旋流微波干化机4内。为了保持污泥干化机3的内部温度，在其外侧壁上包裹有一层保温层19，以减少能量的损耗。

所述旋流微波干化机4设于污泥干化机3的旁侧，其上部侧壁设有污泥入口，连通污泥干化机3的污泥排出口；其顶端设有溢流口，溢流口的外部连接一号风机10；其底端设有污泥流口，通过管道衔接连通于旋风分离装置。参照图5，所述旋流微波干化机4的内部固定安装有柱状陶瓷滤筛片42，陶瓷滤筛片42的上端密封连接至溢流口43的内端，下端抵至污泥流口44，且陶瓷滤筛片42的下端外直径小于污泥流口44的内直径，使得污泥流口44处形成多层排出口；在陶瓷滤筛片42上全覆盖有无规则排布的滤孔，滤孔直径小于污泥干化大颗粒的直径。所述旋流微波干化机4的内侧壁上固定安装有微波发生器41，外侧壁上包裹一层保温层19；所述微波发生器41对称设有12个，分为6层，相邻的两个微波发生器41之间等距排布。

所述旋风分离装置包括一级旋风分离室5和二级旋风分离室6，均在各自的侧壁上部设有污泥入口，底端设有污泥颗粒排出口，顶端设有溢流口；一级旋风分离室5的污泥入口通过管道连通旋流微波干化机4的污泥流口44，顶端溢流口外部连通二号风机11，二号风机 11的出风口连通二级旋风分离室6的上部污泥入口，上述一号风机10的出风口也通过管道连通二号风机11的进风口；二级旋风分离室6的顶端溢流口则连通袋式除尘机7的进口，并在两者之间的连接处安装有吸尘罩15；一级旋风分离室5和二级旋风分离室6底端的污泥颗粒排出口均连通至干化颗粒收集室9，在污泥颗粒排出口的外侧均固定安装有含水量测量仪 14，用于实时监测污泥干化颗粒的含水量。干化颗粒收集室9将干化污泥颗粒进行存储，并外送至使用处理场所。

所述袋式除尘机7的进口设置于袋式除尘机7的下部一侧，其底端设有烟尘阀16，通过手动处理，防止过滤堵塞；所述袋式除尘机7的内部设有多层除尘过滤网，其功能是吸附粉尘和水分，通过吸附的水分完成自身的清洁工作。袋式除尘机7的上部出口外部连通三号风机12，三号风机12的出口连通尾气处理装置8。

工作原理如下：首先检查所有设备各项性能是否正常，启动系统前，热空气室2通过温度调控面板22预先设置好温度，利用热空气室2内部的电场以及系统尾气的余热为吸入空气的加热提供热量来源，使其温度最高可达到150℃，满足污泥干化机3对热源的需求。系统启动后，热空气室2通过其上端的空气吸入口21将空气吸入，然后进行干燥加热，加热后的热空气进入污泥干化机3中，对污泥干化机3进行设备预热；同时在泵体13的作用下，市政污泥从污泥池1被吸入污泥干化机3的内部，在电动机32的高速转动下，带动搅拌叶片31转动，其中的大叶片34将湿度大的污泥进行打碎、剪切，污泥随后进入上方螺旋叶片35的工作范围，将污泥与热空气进行充分接触，同时产生高速离心力，对污泥外部进行了有效干化。经过热风干化处理后的污泥物料一部分经由螺旋叶片35上侧面的凹槽36进行输送，另一部分受离心力的作用沿污泥干化机3内侧壁上导流凹槽33流向上部设有的污泥排出口。经过初步干燥搅拌后的污泥物料进入旋流微波干化机4中，其内壁上设置的微波发生器41可以再次充分的对污泥进行干化，微波加热由污泥中心向外部加热，污泥颗粒可以快速的受热干化，针对污泥干化机3中因热风干燥、受热不均而产生的溏心现象，具有良好的互补性，能够有效的提高干化效率；同时，因旋流微波干化机4的内部安装有陶瓷滤筛片42，占据了一定的旋流分离空间，在旋流微波干化机4内部，污泥产生内旋流及外旋流两种旋流方式，可以有效地将污泥粗细颗粒进行了分离。参照图5，在较大的流速下，较为微小的污泥颗粒会通过陶瓷滤筛片42上的滤孔进入内腔，因其仍然存在流场特性，陶瓷滤筛片42具有持续的热度，故内腔中会再次形成旋流，进行二次分离，偏粗的微细颗粒会沿着内腔壁面从底流排出，粉尘将通过溢流口排出。经过微波干化后的污泥颗粒顺势进入一级旋风分离室5，在离心力及热风旋流的作用下，污泥受到旋转剪切，在连续的涡流和循环流的作用下，污泥颗粒得到持续的干化；粗颗粒的污泥会通过下端的污泥颗粒排出口沉降到干化颗粒收集室9中，混有少量粗颗粒和粉尘的空气将从一级旋风分离室5顶端的溢流口排出，在一号风机10和二号风机11的作用下，将旋流微波干化机4中溢流排出的产物同一级旋风分离室5溢流口排出的产物共同输送到二级旋风分离室6中，二次分离后，粗颗粒污泥将彻底进入干化颗粒收集室9，减少旋风分离装置出口大颗粒随粉尘的排出量。部分粉尘和气体由二级旋风分离室6 的溢流口排出，在吸尘罩15的作用下，粉尘及气体进入袋式除尘机7，其内部的除尘系统可以将气体中的粉尘彻底过滤干净，并带有自清洁功能；经过处理后产生的气体是无害的，在三号风机12的作用下，进入尾气处理装置8进行彻底处理，达到排放标准后排放至空气中。

实施例2，

如图4所示，一种市政污泥旋流微波干化系统，其技术方案与实施例1中所述技术方案内容大致相同，各设备结构之间的连接关系一致，存在的区别之处在于：所述旋风分离装置包括旋风发电分离机17。所述旋风发电分离机17中设有旋风分离室，旋风分离室的侧壁上部设有污泥入口，污泥入口的外端连通二号风机11的出风口，二号风机11的入口连通旋流微波干化机4的污泥流口；结合图6，旋风分离室的顶端设有溢流口，溢流口的外部安装溢流帽171，溢流帽171内部中空，固定安装有正对溢流口的桨叶172，桨叶172的转轴上端伸出溢流帽171顶端并连接至发电机173，通过旋风分离排出的旋流力量带动桨叶172旋转，实现机械能向电能的转换；所述溢流帽171的侧壁上设有出风口，通过管道连通袋式除尘机7。所述旋风分离室的底端设有污泥颗粒排出口，污泥颗粒排出口的外部连通安装背压漏斗174，背压漏斗174的底部通过排料背压阀175连通干化颗粒收集室9，完成干化污泥颗粒的暂时内部储存。

实施例2中所述一种市政污泥旋流微波干化系统的工作原理与实施例1中工作原理近似相同，唯一的区别之处在于，经过污泥干化机3和旋流微波干化机4处理后的干化污泥颗粒，在二号风机11的作用下进入旋风发电分离机17，此装置将未排放彻底的粉尘以及干化过程中产生的气体进行再次分离，充分利用旋流排出时剩余能量完成电能的转换产生，可用于多组风机的供能使用。干化污泥颗粒进入背压漏斗174，在料斗内部存储，根据处理量预算调整排料背压阀175的开闭时间，通过间歇排料控制旋风发电分离机17内部流场的分离特性，实现最佳分离效果。进入干化颗粒收集室9的颗粒均达到干湿度要求，可运输到其他地方进行使用。其余技术内容在此处不再赘述。

本发明中未述及的部分采用或借鉴现有技术中技术特征即可实现。

最后应说明的是，上述实施方式的说明仅用于说明本发明的技术方案，并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：包括热空气室、污泥干化机、旋流微波干化机、旋风分离装置、袋式除尘机、尾气处理装置、干化颗粒收集室以及多组风机；热空气室的热气出口通过管道连通污泥干化机的热气入口，为其提供热风；污泥干化机的污泥排出口连通旋流微波干化机的污泥入口，旋流微波干化机底端的污泥流口衔接至旋风分离装置；旋风分离装置的顶端溢流口串联至袋式除尘机，干化后的污泥颗粒通过旋风分离装置的下端污泥颗粒排出口输送至干化颗粒收集室进行存储、外输；所述袋式除尘机的上部出口连通尾气处理装置；上述多组风机分别串联安装在系统内的指定位置；

所述污泥干化机的底端外部设有泵体，将市政污泥吸入污泥干化机的内部；所述污泥干化机中柱段的下部侧壁上设置热气入口，柱段上部与热气入口相对的侧壁上设置污泥排出口；所述污泥干化机的内部设有同轴搅拌叶片，包括一组大叶片和一组螺旋叶片，大叶片的安装位置位于热气入口的下方，螺旋叶片安装于大叶片的上方，两者的中心轴上端伸出污泥干化机的顶部，连接于污泥干化机顶部固定安装的电动机的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述大叶片的叶片厚、硬度高，共设有四片，均以固定角度安装在中心轴上，大叶片的旋转外直径小于或等于污泥干化机柱段的内直径；所述螺旋叶片的叶片边缘尖锐，在螺旋叶片的上侧面中间设有凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述污泥干化机的外壁上包裹有保温层；污泥干化机中柱段的内侧壁上设有螺旋状的导流凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述旋流微波干化机设于污泥干化机的旁侧，其侧壁的上部设有连通旋流微波干化机内部的污泥入口，顶端设有溢流口，溢流口的外部连接安装有一号风机；所述旋流微波干化机的内侧壁上安装有微波发生器，外侧壁上设有保温层。

5.根据权利要求4所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述旋流微波干化机的内部焊接安装有柱状陶瓷滤筛片，其上设有若干不规则排布的滤孔；陶瓷滤筛片的上端与溢流口连通，下端抵至底部污泥流口；陶瓷滤筛片下端的外直径小于污泥流口的内直径。

6.根据权利要求5所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述旋流微波干化机的内侧壁上对称设有12个微波发生器，共分为6层，相邻的两个微波发生器之间等距排列。

7.根据权利要求1所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述旋风分离装置包括一级旋风分离室和二级旋风分离室，均在上部侧壁设有污泥入口，底端设有污泥颗粒排出口，顶端设有溢流口；一级旋风分离室的顶端溢流口外部连通二号风机，二号风机的出风口连通二级旋风分离室上部的污泥入口，二级旋风分离室的顶端溢流口连通袋式除尘机的进口；一级旋风分离室和二级旋风分离室底端的污泥颗粒排出口均连通至干化颗粒收集室，且在污泥颗粒排出口处均安装有含水量测量仪。

8.根据权利要求1所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述旋风分离装置包括旋风发电分离机，旋风发电分离机中设有旋风分离室，旋风分离室的顶端设有溢流口，溢流口的外部安装溢流帽，溢流帽内设有桨叶，桨叶的转轴上端伸出溢流帽顶端并连接发电机，所述溢流帽的侧壁上设有出风口，通过管道连通袋式除尘机；旋风分离室的底端设有污泥颗粒排出口，污泥颗粒排出口的外部连通安装背压漏斗，背压漏斗的底部通过排料背压阀连通干化颗粒收集室。

9.根据权利要求1所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述袋式除尘机的入口设置于袋式除尘机的下部，其外端设有吸尘罩；袋式除尘机的内部设有多层除尘过滤网，底端固定安装烟尘阀；所述袋式除尘机的上部出口通过三号风机连通至尾气处理装置。

10.根据权利要求1所述的一种市政污泥旋流微波干化系统，其特征在于：所述热空气室的外侧设有温度调控面板，内部设有电场，利用电场加热吸入的空气后再传输至污泥干化机。

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