CN1587127A - 回流式可控温污泥干化装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回流式可控温污泥干化装置与方法。它是用5～20％的干化污泥回流与湿污泥混合，经过安装有纵向和横向两层切割钢丝网的污泥进口，利用自身的重量被切割成较小的块体进入回转窑。污泥进入回转窑后，通过安装在回转窑内壁的扬料板和链条，在回转窑内充分地被扬起，并被粉碎和迅速加热，在喷射引风器控制的温度下，使污泥脱水、干化，从回转窑出来的热污泥，通过冷风吹脱设备，随着污泥温度的下降，使含水率进一步地降低，从而得到干化。干化污泥经过粉碎和筛分，粒径小于4毫米的污泥造粒后综合利用，粒径大于4毫米的污泥回流。本发明不仅能够保持污泥中原有的95％以上的有机质组分，而且能够使污泥的干化效率达到理想的程度。

Description

回流式可控温污泥干化装置与方法

技术领域

本发明涉及一种回流式可控温污泥干化装置与方法。

背景技术

工业废水(包括印染、造纸、皮革、化工和各种机械工业等排放的废水)和生活污水经过生化处理后，在污水得到净化的同时，将产生体积占进入污水处理厂污水总量1％左右的污泥，这类污泥除了含有浓缩的无机和有机污染物外，还含有大量的病源体和多种重金属元素。因此，对污水处理中所产生的污泥进行安全和经济地处置，是污水处理系统的重要组成部分，如果污泥得不到妥善处理，不仅直接影响到污水处理系统的正常运行，而且会给环境带来二次污染。目前，国内外对这类污泥的处理大致可以分为四类：

(1)填埋，这不仅需要足够的空间和必要的环境保护手段，加上运输，使处理费用较高，而且在城市周围已经不太可能找到适合填埋污泥的空间和地点。

(2)焚烧，污泥焚烧设备投资额高，能源消耗量大，这使得运行费用昂贵，每吨污泥焚烧处理的成本一般在400元以上，根据我国的现状，污泥焚烧处理在经济上难以承受。

(3)土地利用，把污泥作为肥料，用于农业或绿化。但是，污泥中所含的重金属限制了土壤对污泥利用的适应性。根据研究表明，从废水中去除1mg/L的重金属，就会在污泥中产生10000mg/L的重金属，因此，几乎所有从污水处理中产生的污泥都含有大量的重金属，如镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)等，它们会在土壤中富集，并通过作物的吸收进入食物链。

(4)投海，沿海城市或者那些拥有与海洋相通航道的城市，可能会采用污泥直接投海的处置方案。但是，污泥这种浓缩的污染物会污染沿海水域，对海洋生态系统和人类食物链造成威胁。因此，这种方法受到环境保护界和公众的严厉批评，已被明令禁止。

目前，我国对城市污水处理厂污泥主要采用填埋的方法，由此而产生的环境污染和大量占用土地等问题日趋尖锐。随着人们对环境的要求越来越高，所有工业废水和城市生活污水必须经过处理，达标后才能排放，这意味着污泥的数量将与日俱增。因此，对污泥进行无害化和减量化处理，最终实现资源化综合利用，是科学处置城市污水处理厂污泥唯一的途径。污泥作为资源无论以哪一种形式得到有效地利用，都必须首先经过干化过程。

污水处理厂产生的污泥中所含丰富的有机物质是污泥作为资源可以被利用的主要部分，为了在干化过程中能够使大部分有机物质保存下来而不受到破坏，提供干化的热量不易太高，但是，经过压滤后的污泥含水率一般在80％左右，如果干化时提供的热量不够高，会影响污泥干化的效率；另外，污水处理中产生的污泥成分非常复杂，不同污水处理后所产生的污泥，在物化性质上又存在很大差异。如果采用传统的干燥设备和工艺，干化这类成分复杂、理化性质变化又很大的污泥，根本无法达到技术上的要求。因此，创造出一种适用于干化各种污水处理中产生的污泥，既要使污泥中绝大部分的有机质成分不受破坏，又要到达高效的干化效率这一技术要求的装置和方法，已迫在眉前。本项发明所提出的回流式可控温高效污泥干化装置与方法，不仅能够有效地干化各种污泥，而且既能保持污泥中原有的95％以上的有机质组分，又能使污泥的干化效率达到理想的程度。

发明内容

本发明的目的是提供一种回流式可控温污泥干化的装置与方法。

装置具有依次连接的供热炉、通热管、回转窑、冷风吹脱设备、传送带、粉碎机、分料筛、造粒机，在通热管侧设有喷射引风器，回转窑、冷风吹脱设备通过通风管与除尘除气设备相接，通风管侧和除尘除气设备后部设有引风机，回转窑前端顶部设有污泥进口；分料筛通过传送带与污泥进口相接。

方法是用5～20％的干化污泥回流与湿污泥混合，经过安装有纵向和横向两层切割钢丝网的污泥进口，利用自身的重量被切割成较小的块体进入回转窑。污泥进入回转窑后，通过安装在回转窑内壁的扬料板和链条，在回转窑内充分地被扬起，并被粉碎和迅速加热，在喷射引风器控制的温度下，使污泥脱水、干化，从回转窑出来的热污泥，通过冷风吹脱设备，随着污泥温度的下降，使含水率进一步地降低，从而得到干化。干化污泥经过粉碎和筛分，粒径小于4毫米的污泥造粒后综合利用，粒径大于4毫米的污泥回流。

本发明试验结果表明，污泥中的有机物质在600℃下全部被炭化，因此，为了使提供污泥干化的热量保持在适中温度，安装在供热炉(可以是燃煤炉，也可以是燃气炉)与回转窑之间喷射引风器，可以根据污泥的性质和污泥资源被具体利用的情况，进行调节和控制。不仅能够保持污泥中原有的95％以上的有机质组分，而且能够使污泥的干化效率达到理想的程度。

本发明已在江苏盛泽投入使用，实践表明，该项技术不仅使印染废水处理后产生的污泥得到有效的干化，而且干化污泥作为资源得到了综合利用，在获得显著社会效益的同时，也获得了明显的经济效益。

附图说明

图1是回流式可控温污泥干化装置的平面结构示意图，图中：1、供热炉；2、回转窑；3、冷风吹脱设备；4、除尘除气设备；5、粉碎机；6、分料筛；7、喷射引风器；8、通热管；9、污泥进口；10、引风机；11、通风管；12、造粒机；13、传送带；

图2是本发明污泥进口切割钢丝网结构示意图；

图3是本发明回转窑内结构示意图；

图4是本发明冷风吹脱设备示意图；

图5是回流式可控温污泥干化方法的工艺流程图。

具体实施方式

回流式可控温污泥干化装置具有依次连接的供热炉1、通热管8、回转窑2、冷风吹脱设备3、传送带13、粉碎机5、分料筛6、造粒机12，在通热管8侧设有喷射引风器7，回转窑2、冷风吹脱设备3通过通风管11与除尘除气设备4相接，通风管11侧和除尘除气设备4后部设有引风机10，回转窑2前端顶部设有污泥进口9)，分料筛6通过传送带13与污泥进口9相接。见附图1。

在本装置中，供热炉提供的热量可以是由燃煤产生的，也可以是由燃气产生的。采用喷射引风器控制提供污泥干化的热量，根据污泥性质和污泥资源的具体利用形式，调节污泥干化时的温度。

在本装置中，回转窑的内部结构与普通回转窑相比有明显地改进：一是在污泥进口(9)内部安装纵向和横向两层切割钢丝(见附图2)，这样可以使进入回转窑的块状污泥，在下落时利用自身的重量被分割成较小的块体，从而增加污泥与热风的接触面，提高干化效果；二是回转窑的内壁前后依次安装螺旋板、扬料板、链条、扬料板(见附图3)。在回转窑的内壁安装扬料板有三种形式，分别为长方形、直角L形、130度的钝角L形，并在同圆上依次重复纵向排列，它们的作用是将污泥充分地扬起，使污泥能够在回转窑内空间呈均匀状分布，从而使污泥能够与来自供热炉的热风充分接触；链条被安装在回转窑内的前中部，链条环间设有重锤，链条一端与回转窑内壁焊结，呈悬挂状，或者两端与回转窑内壁焊接，呈悬挂状。链条的作用一方面是利用它本身的热度，加快污泥增温的速度，另一方面，与链条环相连接的重锤可以起到粉碎污泥的功能，增加污泥的受热面积，从而促使污泥中水分的蒸发，链条被安装在回转窑内的前中部，试验表明这是链条发挥以上作用的最佳位置。

在本装置中，冷风吹脱设备安装在回转窑污泥出口，传送带上方，为底部开口的箱体，箱体顶部设有与污泥前进方向呈40～50度角的若干个冷风喷射嘴(见附图4)，从回转窑内出来的污泥经过冷风吹脱，在加速冷却过程中可以起到进一步脱水的效果，同时使残留的气体进一步被清除。

回流式可控温污泥干化的方法表述如下：

污水经过生化处理后所产生的污泥，经过压滤，含水率一般在80％左右，通过传送带与部分回流的干化污泥混合，进入回转式烘干窑；污泥在回转窑内经过安装在窑内壁上的扬料板和链条的抛扬和破碎作用，充分与热风接触，使污泥得到有效地干化；从回转窑出来的热污泥，经过冷风吹脱设备，随着热量的散失，使污泥得到进一步脱水，这时污泥呈分散的颗粒状，大部分粒径在1mm-10mm之间，经过粉碎机后，由传送带送至分料筛进行筛分，粒径小于4mm的污泥被送去造粒，粒径大于4mm的污泥作为回流的干化污泥，被送至回转窑污泥进口与湿污泥混合。回流的干化污泥一方面可以降低污泥的初始含水量，另一方面，可以增加湿污泥的分散度，回流干化污泥所占的比例，可以根据湿污泥的含水率和污泥干化的要求而定，一般在5％-20％之间。在回转窑的污泥进口处，由于安装有上、下两层纵横向的切割钢丝网，使进入回转窑的污泥在下落时，依靠污泥自身的重量被分割成较小的块体，从而增加了污泥与热风的接触面。污泥在干化过程中，会使一些具有挥发性的有机物分解而转变为气体，由于这些气体的燃点较低，因此绝大部分气体可在供热的温度下被燃尽，即使有残留的气体，也和供热炉燃烧时所产生的烟尘一起，在引风机的作用下，经过安装在回转窑后部的除尘除气设备，被彻底清除，从而达到大气排放标准。

Claims (7)

1.一种回流式可控温污泥干化装置，其特征在于它具有依次连接的供热炉(1)、通热管(8)、回转窑(2)、冷风吹脱设备(3)、传送带(13)、粉碎机(5)、分料筛(6)、造粒机(12)，在通热管(8)侧设有喷射引风器(7)，回转窑(2)、冷风吹脱设备(3)通过通风管(11)与除尘除气设备(4)相接，通风管(11)侧和除尘除气设备(4)后部设有引风机(10)，回转窑(2)前端顶部设有污泥进口(9)；分料筛(6)通过传送带(13)与污泥进口(9)相接。

2.根据权利要求1所述的一种回流式可控温污泥干化装置，其特征在于所说的污泥进口(9)内部安装纵向和横向两层切割钢丝。

3.根据权利要求1所述的一种回流式可控温污泥干化装置，其特征在于所说的回转窑的内壁前后依次安装螺旋板、扬料板、链条、扬料板，链条被安装在回转窑内的前中部，链条一端与回转窑内壁焊结，呈悬挂状，或者两端与回转窑内壁焊接，呈悬挂状。

4.根据权利要求3所述的一种回转窑内壁安装扬料板的回流式可控温污泥干化装置，其特征在于所说的扬料板有三种形式，分别为长方形、直角L形、130度的钝角L形，并在同圆上依次重复纵向排列。

5.根据权利要求1所述的一种回流式可控温污泥干化装置，其特征在于所说的冷风吹脱设备(3)安装在传送带(13)上方，冷风吹脱设备(3)为底部开口的箱体，箱体顶部设有与污泥前进方向呈40～50度角的若干个冷风喷射嘴。

6.根据权利要求3所述的一种回流式控温污泥干化装置，其特征在于所说的链条环间设有重锤。

7.一种回流式可控温污泥干化方法，其特征在于用5～20％的干化污泥回流与湿污泥混合，经过安装有纵向和横向两层切割钢丝网的污泥进口，利用自身的重量被切割成较小的块体进入回转窑。污泥进入回转窑后，通过安装在回转窑内壁的扬料板和链条，在回转窑内充分地被扬起，并被粉碎和迅速加热，在喷射引风器控制的温度下，使污泥脱水、干化，从回转窑出来的热污泥，通过冷风吹脱设备，随着污泥温度的下降，使含水率进一步地降低，从而得到干化，干化污泥经过粉碎和筛分，粒径于小4毫米的污泥造粒后综合利用，粒径大于4毫米的污泥回流。

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