CN201334425Y

CN201334425Y - 利用太阳能干化污泥的系统

Info

Publication number: CN201334425Y
Application number: CNU2009200676324U
Authority: CN
Inventors: 申哲民; 仝岩; 黄任华; 周海燕; 徐勤
Original assignee: SHANGHAI LAOGANG WASTE DISPOSAL CO Ltd; Shanghai Jiaotong University
Current assignee: SHANGHAI LAOGANG WASTE DISPOSAL CO Ltd; Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2019-02-12

Abstract

本实用新型涉及一种环保节能技术领域的利用太阳能干化污泥的系统。包括：太阳能集热风道、热空气引风机、污泥干化回转窑、污泥收集装置，其中：污泥干法回转窑窑体有内外两层，内层为内舱，外层为气舱，内舱舱壁上设有齿耙；窑体一端为进气口，另一端为进泥口，进气口端与热空气引风机相连，进泥口端与进泥槽相连，内舱设有曝气管道，曝气管道上有曝气小孔，进气口端设有排泥口，出泥管道通向污泥收集装置，进泥口位置的内舱舱壁上设有圆形排气孔，在出泥口附近的外壁设有排气孔。本实用新型利用太阳能这类清洁无污染能源解决污泥处理，可以广泛应用于城市生活垃圾填埋场以及城市污水处理场等产生大量污泥的地方。

Description

利用太阳能干化污泥的系统

技术领域

本实用新型涉及一种环保节能技术领域的系统，具体地说，涉及的是一种利用太阳能干化污泥的系统。

背景技术

污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，随着国内污水处理事业的发展，污水厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，产生的污泥量也日益增加，目前在国内一般污水厂中其基建和运行费用约占总基建和运行费用的20％～50％。污水污泥中除了含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，还存在重金属、致病菌和寄生虫等有毒有害成分。为防止污泥造成的二次污染及保证污水处理厂的正常运行和处理效果，污水污泥的处理处置在我国污水处理中占有的位置已日益突出。

污泥的处置主要包括填埋、焚烧、农业利用还有热能利用几个途径。但由于脱水后的污泥仍然含有很大的水份，很难直接利用。因此污泥干化成为污泥处置的重要环节。早在20世纪40年代，日本和欧美就已经用直接加热鼓式干燥器来干燥污泥。经过几十年的发展，污泥干化技术的优点正逐渐显现出来。目前污泥干化设备常见的类型有直接加热式、间接加热式、热辐射加热式，但一般都是利用电能、煤炭等二次能源，能耗较大，且易产生二次污染。另外，现在也有利用太阳能对污泥进行干化，但是方式比较传统，直接将污泥铺展在地上利用太阳曝晒或是建立温室性的大棚。这类干化占地面积大，污泥的堆放、收集都是很大的问题，不能的干化污泥。因此，在利用太阳能的基础上，有效的减少污泥的占地和收集问题，的干化污泥成为具有较好研究价值的方向。

经对现有技术的文献检索发现，中国实用新型专利(名称：太阳能、高温双热源热泵污泥干燥装置；专利号：ZL200720034397)是目前比较新型的污泥干化系统。但是该专利不足在于：(1)用于干化的热风没有得到充分有效的利用；(2)其干燥机采用多层带式传送装置，结构比较复杂，容易出现机械故障，且不能很好的控制热风的流动速度；(3)颗粒污泥仅在干燥器中进行往复的水平运动，不利于污泥与热风的接触，干化效果较差。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种利用太阳能干化污泥的系统，通过太阳能对空气进行加热，在预计的太阳能辐射下，通过太阳能集热风道，停留一段时间，期间空气温度上升到较高的温度，然后由引风机把热风送入污泥干化回转窑，在回转窑内污泥与热风充分接触，通过空气的导热、流动传质作用实现对污泥的干法。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：太阳能集热风道、热空气引风机、污泥干化回转窑、污泥收集装置。其中：阳能集热风道的出口连接到热空气引风机的进口，热空气引风机的出口密封连接到污泥干化回转窑的进气口，污泥收集装置位于污泥干化回转窑出口下方；空气首先经过太阳能集热风道被加热，再通过热空气引风机的作用经过管路、阀门进入污泥干化回转窑将污泥干化，干化后的污泥排入污泥收集装置。

所述的太阳能集热风道风道为半圆或半椭圆形，风道除两端开口之外，整个通道为封闭状态，底部铺设两层吸热材料。在风道的进口、出口均采用渐缩形开口，出口延伸至管道并与热空气引风机连接。

所述的污泥干法回转窑，其窑体有内外两层，内层为内舱，外层为气舱，内舱舱壁上设有齿耙；窑体一端为进气口，另一端为进泥口，进气口端与热空气引风机相连，进泥口端与进泥槽相连，内舱设有曝气管道，曝气管道上有曝气小孔，进气口端设有排泥口，出泥管道通向污泥收集装置，进泥口位置的内舱舱壁上设有圆形排气孔，在出泥口附近的外壁设有排气孔。

所述的太阳能集热风道在风道的进口、出口均为渐缩形开口，出口延伸至管道并与热空气引风机连接。

所述的污泥干法回转窑，其内舱中的齿耙的布置为螺纹状。

所述的污泥干化回转窑，其窑体自进泥口到另一端排泥口呈一个向下的倾角。

所述的污泥干化回转窑，其窑体两端或窑身设有动力传动装置。

所述的热空气引风机的出口处设有渐扩密封罩，该渐扩密封罩连接到污泥干法回转窑进气口端，污泥干法回转窑的曝气管道穿过渐扩密封罩从进气端的中轴位置进入内舱并弯向内舱的顶壁，出泥管道穿过渐扩密封罩弯向污泥收集装置。

本实用新型的优点：

1.充分利用太阳能加热空气，采用极低的价格制造太阳能集热风道。

2.通过热空气引风机为干化空气加速，通过对流传质进行干化，极大的提升了干法效率；同时空气较高的流速减少了气体停留时间，有效防止了气味的扩散。

3.利用完全封闭的回转窑方式进行干化污泥，控制回转速度和内壁的齿耙有效防止污泥的粘结，同时封闭式的干化可以有效控制臭味的扩散。

4.污泥干化回转窑的内外壁设计，最大限度利用空气热量，同时产生的负压加速了污泥的干化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型中污泥干化回转窑的结构示意图

图中：太阳能集热风道1、热空气引风机2、污泥干法回转窑3、污泥收集装置4、泥舱21、气舱22、进泥口23、排泥口24、碎泥齿耙25、进气管26、排气孔27、回流气孔28、曝气头29、进泥槽210。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1，本实施例包括太阳能集热风道1、热空气引风机2、污泥干法回转窑3、污泥收集装置4四大部分。其中：太阳能集热风道1的出口连接到热空气引风机2的进口，热空气引风机2的出口连接到污泥干化回转窑3，污泥收集装置3位于污泥干化回转窑3出口下方。

太阳能集热风道1用于对空气进行加热，为吸热材料搭建的保温棚，类似温室大棚。该集热风道的主要特征为：风道为半圆或半椭圆形，半径在1～5米之间；风道除两端开口之外，整个通道为封闭状态，底部铺设两层吸热材料，两层之间保持隔热距离，以降低地面对热量的吸收。风道采用的拱形支撑和吸热材料应具有足够的强度和防晒老化能力。在风道的进口采用渐缩形开口，渐缩形开口的最大开口直径在4～8米之间，以实现稳定收集空气和减少对风道进口处吸热材料的冲击；风道的出口采用渐缩形出口，出口延伸至管道并与引风机连接，出口使用硬质材料而不是吸热材料以防止引风过程中产生的负压对材料的冲击。整个太阳能集热风道1实现密封，空气受热空气引风机2的牵引进入风道后流动，风速控制在0.5-3m/s之间，保持空气在风道中的总停留时间在30min以上以保证空气被加热到要求的温度(≥55℃)，因此，太阳能集热风道1应该足够长，保持25～100米的长度，具体视对空气的加热条件而定。空气经过太阳能集热风道1加热后通过热空气引风机2进入污泥干化回转窑3。

污泥干化回转窑3为整个系统的核心技术，其主要功能在于带动湿污泥旋转，并集中热空气在窑内实现对湿污泥的导热对流传质最终干化污泥。污泥干化回转窑3类似水泥回转窑，但在此基础上进行了创新性的改进。

如图2所示，污泥干化回转窑3通过发动机的齿轮带动转动，转速视污泥条件而定，为可选设计参数。窑体分为泥舱21和气舱22两部分。空气通过管道进入回转窑的泥舱21，以喷气的形式从曝气头29喷出，以提升气流的速度。污泥以与气流相反的方向从进泥口23进入污泥干化回转窑，随着污泥干化回转窑的转动自下而上被窑内壁上的碎泥齿耙25带起，并在接近污泥干化回转窑3内顶部处落下，在污泥旋转下落过程中由热空气加热并吹扫，实现对湿污泥的传热与对流；同时由于污泥干化回转窑窑体自进泥口23到另一端(排泥口24)有一个向下的倾角，而碎泥齿耙25以螺纹的形式自窑体进泥口23转向排泥口24，这使污泥受迫向出口移动，最后从排泥口24排出。整个过程污泥停留时间保持在0.5～3.0小时左右(根据污泥干化要求而定)。空气从进气管26进入泥舱21，停留一段时间后从回流气孔28进入气舱22。空气冷却后，最终从排气孔27排出。

在污泥干化回转窑3中，窑体两端或窑身设有动力传动装置，在电动机的带动下，窑体转动。窑体设置有托盘基座，电动机与窑体共用基座，电动机的具体位置可以按需求制定。传动装置视污泥干化回转窑的规模而定，可以采用齿轮式、也可以采用皮带传动。

污泥干化回转窑3的两端除进泥口23和排泥口24外，均与外界密封。污泥干化回转窑3的污泥出口处，设置有进气管26，进气管26从窑体横截面中心的位置进入，管道与封盘之间留有间隙(1～3mm)，为保证窑体旋转不与管道产生磨擦并实现密封效果，该间隙可用油性固态润滑物封住。管道进入窑体内部延伸，管道上开有向下开口的曝气头29，小孔的大小、数量和布局由气量需求、气流速度要求等参数计算确定。

同样，在进泥口23，进泥槽210不与污泥干化回转窑3一起旋转，进泥槽210单独固定，进泥槽210与污泥干化回转窑3之间的间隙限制在3mm以内，并保证不产生磨擦，用油性固态润滑物密封。进泥槽210的直径、开口大小根据污泥处理量、污泥粘度等参数综合确定。

排泥口24不与污泥干化回转窑3一起旋转，排泥口24单独固定，排泥口24中轴线位于污泥干化回转窑3窑体的中轴线上，进气管26穿过排泥口24从窑体泥舱21内壁的顶部进入窑体，排泥口24穿过由热空气引风机2至污泥干化回转窑3的渐扩口壁弯向干污泥收集装置4。

污泥干化回转窑3窑体的气舱22用于增大气体在窑内的停留时间，最大限度的释放热量，同时在窑内形成负压，有助于污泥的挥发干化。

污泥干化回转窑3的外径视处理规模和工程技术而定，在3～5米左右。内层到外层的距离保持0.2～0.5m。窑身以单元拼接形式组成。单元窑长3～5米。

Claims

1、一种利用太阳能干化污泥的系统，其特征在于包括：太阳能集热风道、热空气引风机、污泥干化回转窑、污泥收集装置，其中：太阳能集热风道的出口连接到热空气引风机的进口，热空气引风机的出口密封连接到污泥干化回转窑的进气口，污泥收集装置位于污泥干化回转窑出口下方；

2、根据权利要求1所述的利用太阳能干化污泥的系统，其特征是，所述的太阳能集热风道为半圆或半椭圆形，风道除两端开口之外，整个通道为封闭状态，底部铺设两层吸热材料。

3、根据权利要求1或2所述的利用太阳能干化污泥的系统，其特征是，所述的太阳能集热风道在风道的进口、出口均为渐缩形开口，出口延伸至管道并与热空气引风机连接。

4、根据权利要求1所述的利用太阳能干化污泥的系统，其特征是，所述的污泥干法回转窑，其内舱中的齿耙的布置为螺纹状。

5、根据权利要求1或4所述的利用太阳能干化污泥的系统，其特征是，所述的污泥干化回转窑，其窑体自进泥口到排泥口呈一个向下的倾角。

6、根据权利要求1或4所述的利用太阳能干化污泥的系统，其特征是，所述的污泥干化回转窑，其窑体两端或窑身设有动力传动装置。

7、根据权利要求1所述的利用太阳能干化污泥的系统，其特征是，所述的热空气引风机的出口处设有渐扩密封罩，该渐扩密封罩连接到污泥干法回转窑进气口端，污泥干法回转窑的曝气管道穿过渐扩密封罩从进气端的中轴位置进入内舱并弯向内舱的顶壁，出泥管道穿过渐扩密封罩弯向污泥收集装置。