CN116040911B - 一种污泥干燥处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥干燥处理系统，包括进料预处理机构、污泥雾化机构、旋流分离机构及余热收集机构；进料预处理机构包括湿料仓、干料仓及混合器；污泥雾化机构包括粉碎机、雾化管以及注气机构；旋流分离机构包括至少一旋流器，旋流器的进料口与雾化管的另一端连通。本发明的有益效果是：干污泥和湿污泥经过混合器混合成半干污泥，并排出到粉碎机内，被粉碎部进行粉碎，粉碎后的污泥粉进入雾化管的中部，压缩空气经过旋流叶片后形成旋转风，旋转风与粉碎后的污泥粉激烈混合，从而污泥粉被雾化，并被排入旋流器的进料口内，在旋流器内旋转、碰撞、破碎，从而实现了污泥的干燥脱水，相较于通过电加热烘干可大大降低能耗，干燥效能更高。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种污泥干燥处理系统。
背景技术
由于从污水处理厂排出的污泥体积非常庞大，呈现松散状，且含水率较高，为让污泥能够达到减量化、稳定化、无害化及资源化等目的，一般的做法是先对其进行脱水处理，即污泥干燥处理。这可以一方面进行有效的减容，从而降低污泥清运的费用，另一方面也方便了污泥的存储、运输和利用。
干燥处理后的污泥由于含水率低，相对稳定，微生物和病菌的含量也大大减少，因而减轻了污泥有关的负面效应。实务上，干燥处理后的污泥可以用作制造肥料及土壤改良剂等产品。除了农业利用，干燥处理后的污泥还可用作填埋、焚烧或热能利用等方面。然而，无论污泥的利用方式如何，污泥干燥都是重要的第一步，这也使得污泥干燥在整个污泥管理体系中扮演着越来越重要的角色。
污泥干燥是一个能量净耗出的过程，耗能费用占干燥系统操作成本的比例往往大于百分之八十。现有的污泥干燥方法(如申请号为CN201711316011.0的中国发明专利)能耗极大。因此，如何减少污泥干燥过程的能耗、提高干燥效能，无疑是一个本领域亟待解决的一个重要的技术问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种污泥干燥处理系统，用以解决现有的污泥干燥方法能耗较大、干燥效能较低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种污泥干燥处理系统，包括进料预处理机构、污泥雾化机构、旋流分离机构及余热收集机构；
所述进料预处理机构包括湿料仓、干料仓及混合器，所述混合器的进口与所述湿料仓及所述干料仓均连通；
所述污泥雾化机构包括粉碎机、雾化管以及注气机构，所述粉碎机包括粉碎机壳体、粉碎部及粉碎驱动件，所述粉碎机壳体具有一粉碎腔，所述粉碎腔的上端与所述混合器的出口连通，所述粉碎部活动设置于所述粉碎腔内，所述粉碎驱动件与所述粉碎部连接、并用于驱动所述粉碎部运动，所述雾化管的中部与所述粉碎腔的下端连通，所述雾化管的一端的内部固定有若干个旋流叶片，所述注气机构用于向所述雾化管的一端鼓入压缩空气；
所述旋流分离机构包括至少一旋流器，所述旋流器的进料口与所述雾化管的另一端连通；
所述余热收集机构用于将所述注气机构工作过程中产生的热量导入至所述雾化管的一端。
在一些实施例中，所述污泥雾化机构还包括输料管，所述输料管的上端与所述粉碎腔的下端连通，所述输料管的下端与所述雾化管的中部连通。
在一些实施例中，所述注气机构包括空气压缩机及鼓风机，所述鼓风机的进口与所述空气压缩机的出口连通，所述鼓风机的出口与所述雾化管的一端连通。
在一些实施例中，所述余热收集机构包括保温壳体及吸热气泵，所述保温壳体具有一密闭的收容腔，所述空气压缩机位于所述收容腔内，所述保温壳体上开设有进气孔及出气口，所述吸热气泵的进口与所述出气口连通，所述吸热气泵的出口与所述雾化管的一端连通。
在一些实施例中，所述污泥雾化机构还包括高压吹扫组件，所述高压吹扫组件包括若干个喷嘴及连接气管，所述喷嘴朝向所述输料管的内壁设置，所述连接气管的一端与所述吸热气泵的出口连通，所述连接气管的另一端与各个所述喷嘴的进气口均连通。
在一些实施例中，所述污泥雾化机构还包括仓壁振动器，所述仓壁振动器与所述输料管连接、并用于驱动所述输料管振动。
在一些实施例中，所述污泥雾化机构还包括集气管，所述集气管设置于所述雾化管内，所述集气管的进口位于所述旋流叶片的内侧。
在一些实施例中，所述进料预处理机构还包括输送筒、湿料输送螺旋、湿料输送驱动件、干料输送螺旋及干料输送驱动件，所述输送筒的两端分别开设有第一进泥口及第二进泥口，所述第一进泥口与所述湿料仓的出口连通，所述第二进泥口与所述干料仓的出口连通，所述输送筒的中部开设有出泥口，所述出泥口与所述混合器的进口连通，所述湿料输送螺旋及所述干料输送螺旋均转动设置于所述输送筒内、并分别位于所述输送筒的两端，所述湿料输送驱动件与所述湿料输送螺旋连接、并用于驱动所述湿料输送螺旋转动，所述干料输送驱动件与所述干料输送螺旋连接、并用于驱动所述干料输送螺旋转动。
在一些实施例中，所述进料预处理机构还包括排泥管，所述排泥管的一端与所述粉碎腔的上端连通，所述排泥管的另一端与所述混合器的出口连通。
在一些实施例中，所述污泥干燥处理系统还包括除尘机构，所述除尘机构包括若干个喷淋塔，所述旋流器的上溢口与所述喷淋塔的进口连通。
与现有技术相比，本发明提出的技术方案的有益效果是：在使用时，将干污泥和湿污泥分别装入湿料仓和干料仓内，干污泥和湿污泥经过混合器混合成半干污泥，并排出到粉碎机内，被粉碎部进行粉碎，粉碎后的污泥粉进入雾化管的中部，与此同时，注气机构向雾化管的一端鼓入压缩空气，压缩空气经过旋流叶片后形成旋转风，旋转风与粉碎后的污泥粉激烈混合，从而污泥粉被雾化，并被排入旋流器的进料口内，在旋流器内旋转、碰撞、破碎，由于污泥比重大于水，当空气流速降低时，污泥靠离心及重力作用朝旋流器的下方聚集，并通过旋流器的下排口排出，水分则以水雾的形式从旋流器的上溢口排出，从而实现了污泥的干燥脱水。由于本技术方案采用将污泥雾化后通过旋流器实现脱水，相较于通过电加热烘干可大大降低能耗，干燥效能更高。
附图说明
图1是本发明提供的污泥干燥处理系统的一实施例的立体结构示意图；
图2是图1中的污泥干燥处理系统在另一个视角的立体结构示意图；
图3是图1的俯视图；
图4是图3中剖面A-A的剖视图；
图5是图1中的污泥雾化机构及旋流分离机构的立体结构示意图；
图6是图1中的污泥雾化机构及旋流分离机构的结构示意图；
图7是图6中的污泥雾化机构的结构示意图；
图中：1-进料预处理机构、11-湿料仓、12-干料仓、13-混合器、14-输送筒、141-第一进泥口、142-第二进泥口、143-出泥口、15-湿料输送螺旋、16-湿料输送驱动件、17-干料输送螺旋、18-干料输送驱动件、19-排泥管、2-污泥雾化机构、21-粉碎机、211-粉碎机壳体、212-粉碎部、2121-主轴、2122-刀片、213-粉碎驱动件、22-雾化管、23-注气机构、231-空气压缩机、232-鼓风机、24-旋流叶片、25-输料管、26-高压吹扫组件、261-喷嘴、262-连接气管、27-仓壁振动器、28-集气管、3-旋流分离机构、31-旋流器、311-进料口、312-下排口、313-上溢口、4-余热收集机构、41-保温壳体、411-进气孔、412-出气口、42-吸热气泵、5-除尘机构、51-喷淋塔。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
请参照图1-图7，本发明提供了一种污泥干燥处理系统，包括进料预处理机构1、污泥雾化机构2、旋流分离机构3及余热收集机构4。
所述进料预处理机构1包括湿料仓11、干料仓12及混合器13，所述混合器13的进口与所述湿料仓11及所述干料仓12均连通，湿料仓11内用于装入含水率约为90％的污泥，干料仓12内用于装入含水率约为30％的污泥，混合器13用于将湿料和干料混合，以降低污泥黏度，避免污泥在输送过程中黏附在管路中。
所述污泥雾化机构2包括粉碎机21、雾化管22以及注气机构23，所述粉碎机21包括粉碎机壳体211、粉碎部212及粉碎驱动件213，所述粉碎机壳体211具有一粉碎腔，所述粉碎腔的上端与所述混合器13的出口连通，所述粉碎部212活动设置于所述粉碎腔内，粉碎部212包括主轴2121及多组刀片2122，所述粉碎驱动件213与所述粉碎部212连接、并用于驱动所述粉碎部212运动，所述雾化管22的中部与所述粉碎腔的下端连通，所述雾化管22的一端的内部固定有若干个旋流叶片24，所述注气机构23用于向所述雾化管22的一端鼓入压缩空气。
所述旋流分离机构3包括至少一旋流器31，所述旋流器31的进料口311与所述雾化管22的另一端连通。本系统设计三组旋流器31，直径依次增大。第一、二个旋流器31主要提供破碎功能，污泥由大颗粒破碎成小颗粒污泥，第三个旋流器31作为气(水蒸气)固(污泥)分离使用。
所述余热收集机构4用于将所述注气机构23工作过程中产生的热量导入至所述雾化管22的一端。
在使用时，将干污泥和湿污泥分别装入湿料仓11和干料仓12内，干污泥和湿污泥经过混合器13混合成半干污泥，并排出到粉碎机21内，被粉碎部212进行粉碎，粉碎后的污泥粉进入雾化管22的中部，与此同时，注气机构23向雾化管22的一端鼓入压缩空气，压缩空气经过旋流叶片24后形成旋转风，旋转风与粉碎后的污泥粉激烈混合，从而污泥粉被雾化，并被排入旋流器31的进料口311内，在旋流器31内旋转、碰撞、破碎，由于污泥比重大于水，当空气流速降低时，污泥靠离心及重力作用朝旋流器31的下方聚集，并通过旋流器31的下排口312排出，水分则以水雾的形式从旋流器31的上溢口313排出，从而实现了污泥的干燥脱水。由于本技术方案采用将污泥雾化后通过旋流器实现脱水，相较于通过电加热烘干可大大降低能耗，干燥效能更高。
为了具体实现粉碎腔的下端与雾化管22的中部的连通，请参照图5-图7，在一优选的实施例中，所述污泥雾化机构2还包括输料管25，所述输料管25的上端与所述粉碎腔的下端连通，所述输料管25的下端与所述雾化管22的中部连通。
为了具体实现注气机构23的功能，请参照图5-图7，在一优选的实施例中，所述注气机构23包括空气压缩机231及鼓风机232，所述鼓风机232的进口与所述空气压缩机231的出口连通，所述鼓风机232的出口与所述雾化管22的一端连通。
为了具体实现余热收集机构4的功能，请参照图5-图7，在一优选的实施例中，所述余热收集机构4包括保温壳体41及吸热气泵42，所述保温壳体41具有一密闭的收容腔，所述空气压缩机231位于所述收容腔内，所述保温壳体41上开设有进气孔411及出气口412，所述吸热气泵42的进口与所述出气口412连通，所述吸热气泵42的出口与所述雾化管22的一端连通，在使用时，空气压缩机231运行过程中产生的热量经由吸热气泵42被抽吸至雾化管22的一端，用于对污泥进行加热，从而可对空气压缩机231运行过程中产生的热量进行回收利用。
为了防止污泥附着在输料管25的内壁上，请参照图5-图7，在一优选的实施例中，所述污泥雾化机构2还包括高压吹扫组件26，所述高压吹扫组件26包括若干个喷嘴261及连接气管262，所述喷嘴261朝向所述输料管25的内壁设置，所述连接气管262的一端与所述吸热气泵42的出口连通，所述连接气管262的另一端与各个所述喷嘴261的进气口均连通，在使用时，吸热气泵42的出口排出热风，热风经由连接气管262进入各个喷嘴261，再喷出到输料管25的内壁上，从而可防止污泥附着在输料管25的内壁上。
为了进一步防止污泥附着在输料管25的内壁上，请参照图5-图7，在一优选的实施例中，所述污泥雾化机构2还包括仓壁振动器27，所述仓壁振动器27与所述输料管25连接、并用于驱动所述输料管25振动，以防止污泥附着在输料管25的内壁上。
为了提高雾化效果，请参照图5-图7，在一优选的实施例中，所述污泥雾化机构2还包括集气管28，所述集气管28设置于所述雾化管22内，所述集气管28的进口位于所述旋流叶片24的内侧，由于集气管28的进口的孔径大于其出口的孔径，因此，集气管28可以对气流进行集中，提高喷气速度，从而增加污泥的雾化效果。
为了具体实现进料预处理机构1的混料功能，请参照图1-图4，在一优选的实施例中，所述进料预处理机构1还包括输送筒14、湿料输送螺旋15、湿料输送驱动件16、干料输送螺旋17及干料输送驱动件18，所述输送筒14的两端分别开设有第一进泥口141及第二进泥口142，所述第一进泥口141与所述湿料仓11的出口连通，所述第二进泥口142与所述干料仓12的出口连通，所述输送筒14的中部开设有出泥口143，所述出泥口143与所述混合器13的进口连通，所述湿料输送螺旋15及所述干料输送螺旋17均转动设置于所述输送筒14内、并分别位于所述输送筒14的两端，所述湿料输送驱动件16与所述湿料输送螺旋15连接、并用于驱动所述湿料输送螺旋15转动，所述干料输送驱动件18与所述干料输送螺旋17连接、并用于驱动所述干料输送螺旋17转动，从而在湿料输送螺旋15及干料输送螺旋17的强制推动下，使干污泥和湿污泥充分混合。
为了具体实现混合器13的出口与粉碎腔的上端的连通，请参照图1-图3，在一优选的实施例中，所述进料预处理机构1还包括排泥管19，所述排泥管19的一端与所述粉碎腔的上端连通，所述排泥管19的另一端与所述混合器13的出口连通。
为了对排出的废气进行除尘处理，请参照图1-图3，在一优选的实施例中，所述污泥干燥处理系统还包括除尘机构5，所述除尘机构5包括若干个喷淋塔51，所述旋流器31的上溢口313与所述喷淋塔51的进口连通。旋流器31的上溢口313排出的含尘废气通过喷淋塔51时，喷淋塔51内部合适位置(根据设计而定)喷出液态介质，当废气从塔体底进入时就与喷淋塔喷出的喷淋介质接触，接触后废气被水珠包裹，包裹污染物的水珠再次碰撞表面积增大且重力增大。重力增大的情况下包裹污染物的水滴则在重力影响下落入喷淋塔底部，较重的污染物沉入塔体底部，较轻的污染物则浮于循环水体表面，净化后的气体从上部开口排出。
为了更好地理解本发明，以下结合图1-图7来对本发明提供的污泥干燥处理系统的工作过程进行详细说明：在使用时，将干污泥和湿污泥分别装入湿料仓11和干料仓12内，干污泥和湿污泥经过混合器13混合成半干污泥，并排出到粉碎机21内，被粉碎部212进行粉碎，粉碎后的污泥粉进入雾化管22的中部，与此同时，注气机构23向雾化管22的一端鼓入压缩空气，压缩空气经过旋流叶片24后形成旋转风，旋转风与粉碎后的污泥粉激烈混合，从而污泥粉被雾化，并被排入旋流器31的进料口311内，在旋流器31内旋转、碰撞、破碎，由于污泥比重大于水，当空气流速降低时，污泥靠离心及重力作用朝旋流器31的下方聚集，并通过旋流器31的下排口312排出，水分则以水雾的形式从旋流器31的上溢口313排出，旋流器31的上溢口313排出的含尘废气通过喷淋塔51进行除尘处理后排放，从而实现了污泥的干燥脱水。由于本技术方案采用将污泥雾化后通过旋流器实现脱水，相较于通过电加热烘干可大大降低能耗，干燥效能更高。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种污泥干燥处理系统，其特征在于，包括进料预处理机构、污泥雾化机构、旋流分离机构及余热收集机构；
所述进料预处理机构包括湿料仓、干料仓及混合器，所述混合器的进口与所述湿料仓及所述干料仓均连通；
所述污泥雾化机构包括粉碎机、雾化管以及注气机构，所述粉碎机包括粉碎机壳体、粉碎部及粉碎驱动件，所述粉碎机壳体具有一粉碎腔，所述粉碎腔的上端与所述混合器的出口连通，所述粉碎部活动设置于所述粉碎腔内，所述粉碎驱动件与所述粉碎部连接、并用于驱动所述粉碎部运动，所述雾化管的中部与所述粉碎腔的下端连通，所述雾化管的一端的内部固定有若干个旋流叶片，所述注气机构用于向所述雾化管的一端鼓入压缩空气；
所述旋流分离机构包括至少一旋流器，所述旋流器的进料口与所述雾化管的另一端连通；
所述余热收集机构用于将所述注气机构工作过程中产生的热量导入至所述雾化管的一端；
所述污泥雾化机构还包括输料管，所述输料管的上端与所述粉碎腔的下端连通，所述输料管的下端与所述雾化管的中部连通；
所述注气机构包括空气压缩机及鼓风机，所述鼓风机的进口与所述空气压缩机的出口连通，所述鼓风机的出口与所述雾化管的一端连通；
所述余热收集机构包括保温壳体及吸热气泵，所述保温壳体具有一密闭的收容腔，所述空气压缩机位于所述收容腔内，所述保温壳体上开设有进气孔及出气口，所述吸热气泵的进口与所述出气口连通，所述吸热气泵的出口与所述雾化管的一端连通；
所述污泥雾化机构还包括高压吹扫组件，所述高压吹扫组件包括若干个喷嘴及连接气管，所述喷嘴朝向所述输料管的内壁设置，所述连接气管的一端与所述吸热气泵的出口连通，所述连接气管的另一端与各个所述喷嘴的进气口均连通。
2.根据权利要求1所述的污泥干燥处理系统，其特征在于，所述污泥雾化机构还包括仓壁振动器，所述仓壁振动器与所述输料管连接、并用于驱动所述输料管振动。
3.根据权利要求1所述的污泥干燥处理系统，其特征在于，所述污泥雾化机构还包括集气管，所述集气管设置于所述雾化管内，所述集气管的进口位于所述旋流叶片的内侧。
4.根据权利要求1所述的污泥干燥处理系统，其特征在于，所述进料预处理机构还包括输送筒、湿料输送螺旋、湿料输送驱动件、干料输送螺旋及干料输送驱动件，所述输送筒的两端分别开设有第一进泥口及第二进泥口，所述第一进泥口与所述湿料仓的出口连通，所述第二进泥口与所述干料仓的出口连通，所述输送筒的中部开设有出泥口，所述出泥口与所述混合器的进口连通，所述湿料输送螺旋及所述干料输送螺旋均转动设置于所述输送筒内、并分别位于所述输送筒的两端，所述湿料输送驱动件与所述湿料输送螺旋连接、并用于驱动所述湿料输送螺旋转动，所述干料输送驱动件与所述干料输送螺旋连接、并用于驱动所述干料输送螺旋转动。
5.根据权利要求1所述的污泥干燥处理系统，其特征在于，所述进料预处理机构还包括排泥管，所述排泥管的一端与所述粉碎腔的上端连通，所述排泥管的另一端与所述混合器的出口连通。
6.根据权利要求1所述的污泥干燥处理系统，其特征在于，还包括除尘机构，所述除尘机构包括若干个喷淋塔，所述旋流器的上溢口与所述喷淋塔的进口连通。
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