CN201999846U - 一种污泥干化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污泥干化处理系统，包括：污泥储藏运输装置，包括污泥储藏箱和污泥输送装置；石灰储藏运输装置，包括石灰料仓和石灰输送装置；污泥和石灰混合干化装置，连接所述污泥储藏运输装置和石灰储藏运输装置，并且，所述污泥和石灰混合干化装置还连接有干化污泥排放装置；计算机控制装置，包括计算机以及在线控制装置；并且，所述在线控制装置与所述污泥储藏运输装置、石灰储藏运输装置以及污泥和石灰混合干化装置连接在一起。由于采取了石灰和污泥产生了高效、低能耗的混合反应，并且，通过连续的工艺组合和优化，可以在很少量的氧化钙的消耗下实现污泥消毒杀菌以及污泥改性，达到半干化和固化的技术效果。

Description

一种污泥干化处理系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理领域，尤其涉及一种采用石灰的污泥干化处理系统。

背景技术

随着我国污水处理厂的逐步增多与污水处理技术的发展，污水在处理过程中产生的污泥也在逐步增多，目前，很多污水厂仍然将污泥随意外运，简单填埋或堆放，这些废弃物有机物含量和含水率都很高，容易腐烂发臭，给环境造成了破坏。

目前，国内采用的污泥干化系统主要以法国、意大利和美国等进口为准，存在设备费用高、生产周期长、维修不方便等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种污泥干化处理系统，所述系统利用氧化钙和水反应生热的原理，不仅能够提高污泥的干化效率，而且钝化了污泥中的重金属离子，避免了二次污染，大大降低了运行成本。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下所描述：

一种污泥干化处理系统，包括：

污泥储藏运输装置，包括污泥储藏箱和污泥输送装置；

石灰储藏运输装置，包括石灰料仓和石灰输送装置；

污泥和石灰混合干化装置，连接所述污泥储藏运输装置和石灰储藏运输装置，并且，所述污泥和石灰混合干化装置还连接有干化污泥排放装置；

计算机控制装置，包括计算机以及在线控制装置；并且，

所述在线控制装置与所述污泥储藏运输装置、石灰储藏运输装置以及污泥和石灰混合干化装置连接在一起。

进一步地，优选的结构是，所述污泥储蓄运输装置和石灰储蓄运输装置之中分别设置有第一和第二质量传感器，所述污泥和石灰混合干化装置之中设置有湿度传感器，所述质量传感器和湿度传感器分别连接所述在线控制装置。

进一步地，优选的结构是，所述第一、第二质量传感器分别连接有第一、第二质量参数读取表；并且，所述湿度传感器连接有湿度参数读取表。

进一步地，优选的结构是，所述第二质量传感器设置在所述石灰料仓的出口处，所述石灰输送装置包括石灰输送电机和石灰螺旋输送机。

进一步地，优选的结构是，所述污泥和石灰混合干化装置，包括干化机和反应器外装电机，所述湿度传感器设在所述干化机之中。

进一步地，优选的结构是，所述污泥输送装置和污泥储藏箱之间还连接有污泥脱水装置，所述脱水装置包括脱水装置电机和脱水污泥箱，并且，所述第一质量传感器设于所述脱水污泥箱之中。

进一步地，优选的结构是，所述在线控制装置包括：

设定单元，用于设定污泥储蓄运输装置和石灰储蓄运输装置的质量参数以及污泥和石灰混合干化装置的混合反应时间；

接收单元，用于接收从污泥储蓄运输装置以及石灰储蓄运输装置之中的第一、第二质量传感器传来的质量参数值以及污泥和石灰混合干化装置中的湿度传感器传回的湿度参数值；以及，

控制单元，所述控制单元根据所述接收单元接收的质量参数值以及所述设定单元设定的混合反应时间，控制所述污泥储藏运输装置、石灰储藏运输装置以及污泥和石灰混合干化装置的运行状态。

进一步地，优选的结构是，所述设定单元包括：污泥进量控制设定模块、石灰投加进量控制设定模块以及干化污泥混合时间控制设定模块。

本实用新型在采取了上述技术方案以后，由于采取了石灰污泥产生了高效、低能耗的混合反应，并且，通过连续的工艺组合和优化，可以在很少量的氧化钙的消耗下实现污泥消毒杀菌以及污泥改性，便于储存与运输，并且，通过适当增加石灰量，还可以灵活地实现多种处理和利用途径的预处理，达到半干化和固化的技术效果。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。

图1是本实用新型污泥干化处理系统的结构示意图；

图2是本实用新型污泥干化处理系统的在线控制装置的结构框图；

图3是本实用新型污泥干化处理系统的在线控制装置的设定单元的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本实用新型进行描述。

如图所示，所述污泥干化处理系统，包括：污泥储藏运输装置，包括污泥储藏箱10和污泥输送装置8；石灰储藏运输装置，包括石灰料仓3和石灰输送装置；污泥和石灰混合干化装置11，连接所述污泥储藏运输装置和石灰储藏运输装置，并且，所述污泥和石灰混合干化装置还连接有干化污泥排放装置(图中未示出)；计算机控制装置，包括计算机1以及在线控制装置2；并且，所述在线控制装置2与所述污泥储藏运输装置、石灰储藏运输装置以及污泥和石灰混合干化装置连接在一起。

其中，所述污泥储藏箱10和污泥输送装置8之间还连接有污泥脱水装置，包括脱水装置电机9和脱水污泥箱，并且，在脱水污泥箱之中设置有第一质量传感器17，并且，所述污泥输送装置8连接污泥传输电机7。

所述石灰料仓3是一个倒圆锥型的仓体，其下部设有开口，在该开口出设置有第二质量传感器13，并且，从石灰料仓3中输出的石灰进入到石灰输送装置之中，该装置包括石灰传输电机4和石灰螺旋输送机5。

所述污泥和石灰混合干化装置，包括干化机11和反应器外装电机12，并且，在干化机的内部还设有一个湿度传感器15，从石灰输送装置之中的石灰和从污泥输送装置中输入的污泥在这里发生混合和反应。

优选地，所述干化机11可以选择为中国华利甲生产的HLDS(HEROCAN LIME DRYING SYSTEM)石灰干化投加系统，其能够保证处理后污泥含水率低于60％。此系统已得到行业专家的一致认可，是非常适合中国国情的一种技术。

另外，所述在线控制装置2包括有：设定单元261，用于设定污泥储蓄运输装置和石灰储蓄运输装置的质量参数以及污泥和石灰混合干化装置的混合反应时间；接收单元262，用于接收从污泥储蓄运输装置以及石灰储蓄运输装置之中的第一、第二质量传感器传来的质量参数值以及污泥和石灰混合干化装置中的湿度传感器传回的湿度参数值；以及，控制单元263，所述控制单元根据 所述接收单元接收的质量参数值和湿度参数值以及所述设定单元设定的混合反应时间，控制所述污泥储藏运输装置、石灰储藏运输装置以及污泥和石灰混合干化装置的运行状态。

一般地，上述在线控制装置能够自动地控制所述污泥储藏运输装置、石灰储藏运输装置以及污泥和石灰混合干化装置的系统运行。

并且，所述设定单元还包括：

污泥进量控制设定模块2621、石灰投加进量控制设定模块2622和干化污泥湿混合时间控制设定模块2623，例如，可以控制在污泥和石灰的加入比例是1∶4，并且，在湿度传感器中检测到的湿度达到设定值后，所述在线控制装置中的控制单元能够发出控制信号，停止其混合反应，并且，通过连接在一端的干化污泥排放装置，排放到其他装置之中去。

当然，所述设定单元不限于上述设定模块，这些都是本领域技术人员所能知晓的，在此不再赘述。

为了较为直观地观测参数，我们还设置有第二质量参数读取表14、第一质量参数读取表18以及湿度读取表16，所述读取表分别连接所述第二质量传感器13、第一质量传感器17和湿度传感器15。

本实用新型的具体操作原理和运行过程如下：

首先，启动脱水装置电机9，将脱水污泥输送至脱水污泥输送装置8，通过输送装置8将脱水污泥输送至干化机11，同时脱水污泥箱内的第一质量传感器17将质量参数反馈给在线控制装置2，由计算机1控制启动石灰传输电机4和干化机反应器电机12，脱水污泥的质量参数可以通过第一质量参数读数表18读出；石灰料仓3通过内设的第二质量传感器13，将石灰输送至石灰螺旋传输机5，再由石灰螺旋传输机5将石灰传送至干化机11，石灰料仓3内的质量参数可以通过第二质量参数表14读出；至干化机内达到一定容积和承重，脱水装置电机9和石灰传输电机4停止，干化机11继续运行，运行的持续时间由内设的湿度传感器15控制，并且，湿度参数可以通过湿度读数表16读出，待湿度参数保持在一定恒定范围内，可以手动或自动地控制干化机11将干化污泥输出，外运：至此，污泥干化系统完成一个运行周期。

本实施例中的污泥干化过程包括以下工序：

1)污泥脱水：通过在线控制系统开启污泥脱水装置；脱水污泥通过脱水污 泥箱内的第一质量传感器，控制启动石灰投加器和干化机；同时脱水后的污泥由污泥传输装置输送至干化机内；

2)石灰投加：石灰料仓内的第二质量传感器通过污泥储藏箱内的传感器反馈的质量参数，以1∶4的比例定量投加石灰，由石灰螺旋输送机输送至干化机内；

3)污泥干化：脱水污泥输送的同时，通过在线控制启动干化机，随后石灰由螺旋输送机输送至干化机内，开始搅拌反应；同时污泥脱水装置和石灰投加器处于待机状态；

4)干化输出：干化机是通过内部的湿度传感器反馈的湿度参数，自动由传送装置将干化污泥输送至储藏箱；同时通过在线装置控制污泥脱水装置和石灰投加器的再次运行，

5)系统依次重复步骤1)-步骤4)，根据干化机容积的变化自动调节各步骤的运行状态。

本实用新型用石灰对污泥进行处理的基本原理是：

将污泥与细石灰均匀混合，石灰与污泥中所含的水分发生如下反应：

1kgCaO+0.32kgH2O->1.32kgCa(OH)2+1177kJ

根据这一反应，每投加1公斤的氧化钙有0.32的水被结合成为氢氧化钙，反应所生成的热可蒸发约0.5公斤的水。生石灰与水反应生产氢氧化钙后，会继续与污泥中的其他物质发生进一步的反应，如生成物氢氧化钙与CO2的反应：

1.32kgCa(OH)2+0.78kgCO2->1.78kgCaCO3+0.32kgH2O+2212kJ

这一反应会进一步增加固体物的总量、发热蒸发一部分水，进而增加处理后污泥的含固量。CaO、氢氧化钙还可以与定形硅酸(SiO2)或者氧化铝(Al2O3)发生反应。以上这些主要化学反应产生如下效果：

(1)由于碱性物质Ca(OH)2的作用致使污泥中的pH值增高，

(2)由于反应放热导致污泥温度升高，

(3)反应生成物中结合了游离水，同时由于放热反应，一部分游离的水被蒸发。

最终结果是：

(1)进一步脱水，由含水率80％-85％脱水到20％-65％(依生石灰投加量而定)；

(2)杀菌，温度和pH的升高可以起到杀菌的作用，从而保证在利用或处 置过程中的卫生安全性；

(3)钝化重金属离子，投加一定量的氧化钙使污泥成碱性，可以结合污泥中的部分金属离子形成无害的化合物达到钝化重金属离子的效果。

(4)改性、颗粒化，从而改善储存和运输条件，避免二次飞灰、渗滤液泄漏；

(5)半干化、固化，从而显著降低含水率，便于不同的再利用或者填埋。

污泥石灰处理的关键在于高效、低能耗的混合反应。通过合理的工艺组合及优化，可以在很少量的氧化钙消耗下实现污泥消毒杀菌及污泥改性，便于储存与运输，通过适当增加石灰量，可以灵活的实现多种处置和利用途径的预处理，达到半干化和固化的效果。

1、对于重金属含量较低的污泥，石灰消毒后的污泥(也可同时混入一定量的结构性物质，如：秸杆、稻草、木屑等)，用于农业、绿化、林业或土地修复。这一方法西欧、北美也有较多应用。

2、污水处理厂中从压滤机污泥含水率大约是80％左右，通常含有大量的微生物与细菌，且污泥体积大且性质极不稳定，如直接用于卫生填埋是不符合要求的，遇到了潮湿及雨季污泥极有可能发生大规模膨胀且产生大量有害渗漏液体严重污染环境。

经过石灰固化处理后，污泥含水率可以降到60％以下，生石灰与水的放热反应杀死了大部分的微生物与细菌，钝化了大部分的重金属离子，处理以后的污泥呈颗粒状且性质极稳定，污泥体积规则也便于运输，节约大量中间成本。

3、污泥焚烧前进行二级石灰处理，可以使污泥含水率可以降到60％以下，可以在石灰混合的同时加入部分可燃性的生活垃圾增加燃烧热值，使待处理的污泥有较高的(电厂常规燃料/污泥)比值，节约大量的焚烧与运输成本。同时，污泥中含碱性钙，有益于烟气的脱硫处理。

4、黏土资源的大量开采，已严重影响到农田生产与水土保护环境。因此，若能利用污泥中所含的灰分替代黏土生产建筑材料，不仅变废为宝，解决污泥的污染问题，并为污泥资源合理利用，还可缓解建材工业与农业争土的矛盾。经石灰干化处理后的污泥，脱除水分，稳定化造粒后，可通过烧结制造成污泥砖、地砖、做混凝土的填料，代替部分水泥；或作为水泥生产的原料的替代。

综上所述，本实用新型实施例提供的石灰投加污泥干化系统可广泛应用于 中小城镇、城市的污泥处理，可有效解决污水处理厂污泥脱水不达标的难题，最大限度节约污泥处理成本，避免采用热干化技术等投资大能耗高的缺点，也应用于对现有污水处理厂改扩建及升级改造。

需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本实用新型的保护范围内。

本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种污泥干化处理系统，其特征在于，包括：

污泥储藏运输装置，包括污泥储藏箱和污泥输送装置；

石灰储藏运输装置，包括石灰料仓和石灰输送装置；

污泥和石灰混合干化装置，连接所述污泥储藏运输装置和石灰储藏运输装置，并且，所述污泥和石灰混合干化装置还连接有干化污泥排放装置；

计算机控制装置，包括计算机以及在线控制装置；并且，

所述在线控制装置与所述污泥储藏运输装置、石灰储藏运输装置以及污泥和石灰混合干化装置连接在一起。

2.根据权利要求1所述的污泥干化处理系统，其特征在于，

所述污泥储蓄运输装置和石灰储蓄运输装置之中分别设置有第一和第二质量传感器，所述污泥和石灰混合干化装置之中设置有湿度传感器，所述质量传感器和湿度传感器分别连接所述在线控制装置。

3.根据权利要求2所述的污泥干化处理系统，其特征在于，

所述第一、第二质量传感器分别连接有第一、第二质量参数读取表；并且，所述湿度传感器连接有湿度参数读取表。

4.根据权利要求2所述的污泥干化处理系统，其特征在于，

所述第二质量传感器设置在所述石灰料仓的出口处，所述石灰输送装置包括石灰输送电机和石灰螺旋输送机。

5.根据权利要求2所述的污泥干化处理系统，其特征在于，

所述污泥和石灰混合干化装置，包括干化机和反应器外装电机，所述湿度传感器设在所述干化机之中。

6.根据权利要求2所述的污泥干化处理系统，其特征在于，

所述污泥输送装置和污泥储藏箱之间还连接有污泥脱水装置，所述脱水装置包括脱水装置电机和脱水污泥箱，并且，所述第一质量传感器设于所述脱水污泥箱之中。

7.根据权利要求2所述的污泥干化处理系统，其特征在于，所述在线控制装置包括：

设定单元，用于设定污泥储蓄运输装置和石灰储蓄运输装置的质量参数以 及污泥和石灰混合干化装置的混合反应时间；

接收单元，用于接收从污泥储蓄运输装置以及石灰储蓄运输装置之中的第一、第二质量传感器传来的质量参数值以及污泥和石灰混合干化装置中的湿度传感器传回的湿度参数值；以及，

控制单元，所述控制单元根据所述接收单元接收的质量参数值以及所述设定单元设定的混合反应时间，控制所述污泥储藏运输装置、石灰储藏运输装置以及污泥和石灰混合干化装置的运行状态。

8.根据权利要求7所述的污泥干化处理系统，其特征在于，所述设定单元包括：污泥进量控制设定模块、石灰投加进量控制设定模块以及干化污泥混合时间控制设定模块。 

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