CN211921294U - 一种利用阳光的暖房污泥干化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种暖房污泥干化装置，包括湿污泥单元、干污泥单元和干化单元，干化单元设置在湿污泥单元和干污泥单元之间以通过阳光暖房利用阳光将湿污泥干化处理形成干污泥，干化单元包括鼓风系统和翻泥系统，鼓风系统包括垂直送气鼓风机和侧向送气鼓风机，垂直送气鼓风机在临近湿污泥单元的区域布置于阳光暖房的顶部垂直向下鼓风，侧向送气鼓风机在临近干污泥单元的区域布置于阳光暖房的顶部侧向朝向临近湿污泥单元的区域鼓风，翻泥系统包括轨道和翻泥机，轨道跨越阳光暖房的污泥摊铺区域的宽度，翻泥机沿着轨道行进的同时进行翻泥。根据本实用新型的利用阳光的暖房污泥干化装置，利用太阳能作为污泥干化的热源，有效降低污泥处理处置成本。

Description

一种利用阳光的暖房污泥干化装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理，更具体地涉及一种利用阳光的暖房污泥干化装置。

背景技术

污泥是污水处理的“副产品”。在污水处理的过程中，有机物和不能被降解的物质沉淀下来形成污泥，这些污泥经浓缩脱水后的含水率达75％-85％，体积庞大。目前，污泥的处置方式包括土地利用、填埋、干化、焚烧等。其中，土地利用和填埋是较传统的污泥处置方式。土地利用因污泥臭味大、污泥中含有有害成分、运输量大等原因而受到限制。填埋不仅占地面积大，产生的滤液也会造成二次污染，一般要求进填埋场的污泥含水率需低于40％。另外，焚烧是最彻底的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，最大程度地减少污泥体积，但焚烧成本较高，一般作为污泥处理的后续工艺。因此，对污泥进行干化处理是目前实现污泥减量化、无害化、稳定化和资源化的关键。

干化意味将污泥中的液体水份转化成蒸汽进入空气。为了克服或消除各种水份结合力，必须有能量作为使水蒸发的驱动力。目前，污泥干化工艺包括直接干化工艺、热干化工艺、化学干化工艺。其中，热干化工艺应用较广泛，常见的热干化工艺有涡轮薄层干化工艺、带式干化工艺、流化床干化工艺、桨叶干化工艺、转鼓干化工艺等。这些热干化工艺的共同之处在于需要额外热源、能耗高、运营及投资成本高、干化温度高等特点。另外，流化床干化工艺和转鼓干化工艺必须有惰性气体保护，桨叶干化工艺和转鼓干化工艺操作维护复杂，管理要求高。这些热干化工艺如维护不当，可能出现粉尘爆炸、污泥臭味大等安全隐患。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中的污泥干化工艺的成本高昂等问题，本实用新型提供一种利用阳光的暖房污泥干化装置。

根据本实用新型的利用阳光的暖房污泥干化装置，其包括湿污泥单元、干污泥单元和干化单元，其中，湿污泥单元包括湿污泥，干污泥单元包括干污泥，干化单元包括阳光暖房，干化单元设置在湿污泥单元和干污泥单元之间以通过阳光暖房利用阳光将湿污泥干化处理形成干污泥，其中，干化单元包括鼓风系统和翻泥系统，鼓风系统包括垂直送气鼓风机和侧向送气鼓风机，垂直送气鼓风机在临近湿污泥单元的区域布置于阳光暖房的顶部垂直向下鼓风，侧向送气鼓风机在临近干污泥单元的区域布置于阳光暖房的顶部侧向朝向临近湿污泥单元的区域鼓风，翻泥系统包括轨道和翻泥机，轨道跨越阳光暖房的污泥摊铺区域的宽度设置，翻泥机沿着轨道行进的同时进行翻泥。

优选地，湿污泥单元包括湿污泥料仓和湿污泥输送管道，存储在湿污泥料仓中的湿污泥通过湿污泥输送管道布置到阳光暖房内。

优选地，湿污泥单元还包括设置于阳光暖房内的湿污泥进料装置，湿污泥料仓通过湿污泥输送管道与湿污泥进料装置连接以将湿污泥自动布置到阳光暖房内。

优选地，污泥进料装置是通过开关阀门控制的螺杆输送机。

优选地，干污泥单元包括干污泥料仓和干污泥输送管道，阳光暖房中的干污泥通过干污泥输送管道存储到干污泥料仓中。

优选地，干污泥单元还包括设置于阳光暖房内的干污泥出泥装置，干污泥料仓通过干污泥输送管道与干污泥出泥装置连接以在阳光暖房内自动收集干污泥。

优选地，阳光暖房的地面具有凹槽，干污泥出泥装置设置于该凹槽内。

优选地，干化单元还包括分别设置于阳光暖房的相对两侧的进风风机和排风风机。

优选地，干化单元还包括向阳光暖房内提供辅助热源的地面辐射采暖系统。

优选地，干化单元还包括采用太阳能集热管产生的热水作为辅助热源。

根据本实用新型的利用阳光的暖房污泥干化装置，采用阳光及外加余热对污泥进行干化。阳光即太阳能，是一种绿色、经济、安全、可靠的可再生能源，取之不尽用之不竭。我国有丰富的太阳能资源，大约2/3国土的太阳能年辐射量接近或超过5000MJ/m²，相当于目前全年的煤、石油、天然气和各种柴草等全部常规能源所提供能量的2000多倍。利用太阳能对污泥进行干化处理具有节能降耗和减碳的现实意义。总之，根据本实用新型的利用阳光的暖房污泥干化装置，利用太阳能作为污泥干化的热源，节电、节煤、环保，能够有效降低了污泥处理处置成本。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个优选实施例的利用阳光的暖房污泥干化装置的整体结构示意图；

图2是图1的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，根据本实用新型的一个优选实施例的利用阳光的暖房污泥干化装置包括湿污泥单元1、干污泥单元2和干化单元3，其中，湿污泥单元1包括湿污泥11，干污泥单元2包括干污泥21，干化单元3包括阳光暖房31，干化单元3设置在湿污泥单元1和干污泥单元2之间以通过阳光暖房31利用阳光将湿污泥11干化处理形成干污泥21。在本实施例中，阳关暖房31为以暖房形式建造的透光大棚，从而利用阳光即太阳能作为主要能源，满足可持续发展的需求，并符合节能减排的目标。作为覆盖材料，可以采用含气薄膜，塑料阳光板或单层安全玻璃。在正常运转情况下，干化车间的端墙可通过拉门完全打开透气，顶部也可以自动打开，侧墙也可以自动打开，在温度高无雨水时可以快速将湿气排出。

如图1所示，湿污泥单元1包括湿污泥料仓12、湿污泥输送管道13、湿污泥进料装置14，其中，通过污泥运输车运来的湿污泥11例如通过污泥脱水设备初步脱水至含水率下降至75％-95％后存储在湿污泥料仓12，该湿污泥料仓12通过湿污泥输送管道13与湿污泥进料装置14连接，该污泥进料装置14设置于干化单元3的阳光暖房31内以将湿污泥单元1内的湿污泥11均应地布置在干化单元3的阳光暖房31内。在本实施例中，该污泥进料装置14是通过开关阀门控制的螺杆输送机，其在阳光暖房31内自动完成湿污泥11的自动布料。应该理解，该污泥进料装置14也可以省略，从而通过人工将湿污泥11布置在干化单元3的阳光暖房31内。

如图1所示，干污泥单元2包括干污泥料仓22、干污泥输送管道23、干污泥出泥装置24，其中，干污泥出泥装置24设置于干化单元3的阳光暖房31内以收集干污泥21，其通过干污泥输送管道23与干污泥料仓22连接以将阳光暖房31内的干污泥21输送进入干污泥料仓22内储存，然后再通过污泥运输车运走。在本实施例中，阳光暖房31的地面具有水泥凹槽311，因为干污泥21体积较小，可在这一区域暂时简单存放，然后定期由铲车运出。当然也可在这一区域安装干污泥出泥装置24，例如运输带或排料螺杆，然后根据料位控制将污泥全自动运输至室外。出料污泥的固含量一般控制在70-80％DS范围之内。避免污泥固含量太高，会在干化暖房内产生大量粉尘。

干化单元3的干化原理描述如下：较干的空气能够吸收水分，我们可以认为这时候的空气为非饱和态。只要空气处于非饱和态，即使在晚上下雨期间，仍然能够在装置内进行干化处理，只是在有太阳时间干化速度要快得多。阳光暖房干化装置的主要目的是通过太阳辐射能量和空气非饱和程度，将污泥水蒸发出来。主要是通过以下技术手段来实现这一目的：尽可能多地让太阳辐射能直接到达污泥表面，通过污泥吸附转化成热能；尽可能大量通风，使大量非饱和空气在污泥表面上流动，带走污泥中的水份。太阳辐射能量会在黑色污泥表面大量被吸附，从而导致污泥内部的温度上升，水蒸发被加强，被蒸发出的水份需尽快地从暖房内排出，这样才能保证在暖房内空气的湿度处于非饱和状况，使污泥内水份更容易被蒸发。暖房污泥干化处理基本上是一个综合性物理过程，通过辐射干化(太阳辐射)和传导干化(热空气)进行脱水处理。辐射干化：短波太阳辐射能照射到污泥表面，然后转化成长波热辐射(温室效应)；太阳能污泥干化系统以干燥的空气作为热载体，直接将太阳能转化为热能，储存在空气中使空气温度升高，用热空气使污泥温度升高，使其内部水分得以向周围空气加速蒸发，从而增加了污泥表面的空气湿度，甚至达到饱和；通过自然循环和热风冲刷，将温度内的湿空气排出，使污泥表面的湿度由原来的饱和状态进入非饱和状态，从而促使污泥内部水分进一步向周围空气蒸发。为了增强集热效率和温室的保温隔热能力，运行中利用搅拌轮将污泥翻转平铺在地板上或增加强制通风以提高蒸发效率。污泥表面空气流动快，也加速了污泥中水分蒸发。因为所含的湿度不同，空气密度会有差异，湿空气的比重要比干空气轻，所以污泥中水分更容易蒸发出来。

如图1所示，干化单元3包括鼓风系统，其包括垂直送气鼓风机32a和侧向送气鼓风机32b，在暖房顶部的不同位置，可以电控调节其角度，使环流空气以最佳方式洗刷污泥表面层，带走空气中的湿度。空气可在不同温度情况吸收不同量的水份。通过测定室内外的温度，空气绝对湿度或空气吸水能力，可以有效地控制鼓风机的运转方式，确定各种鼓风机和天窗盖板的运行或/和打开时间。在阳光暖房31的临近湿污泥进料装置14的区域，又被称为湿污泥工艺区，垂直送气鼓风机32a被布置于阳光暖房31的顶部，可将湿泥表面的水气快速吹散，使污泥表面水气非饱和态，利于水分从湿泥中排至污泥表面。在阳光暖房31的临近干污泥出泥装置24的区域，又被称为干污泥工艺区，侧向送气鼓风机32b被布置于阳光暖房31的顶部，侧向设置，向着湿料区鼓风，在将污泥表面水分吹走的同时将水气向湿料区移动，促使含较多水分的湿空气从湿料区排出，更有利于较干空气的利用，同时确保暖房内温度散失较小。

如图1所示，干化单元3包括新风系统，其包括进风风机33a和排风风机33b，其分别设置于阳光暖房31的相对两侧(即图1中的左右两侧)，其转速可电控调节。如此，干化单元3可以不受室外风速影响抽吸大量空气，从而可以充分利用环境空气中的自然干化能力。

如图1和图2所示，干化单元3还包括翻泥系统，其包括轨道34a和翻泥机34b，其中，轨道34a跨越阳光暖房31的污泥摊铺区域宽度(对应于图1中的纸面内和纸面外以及图2中的左右两侧)，翻泥机34b沿着轨道34a行进的同时进行翻泥。翻泥机34b具有翻泥功能，可将下面的湿污泥翻到上面以利于水份蒸发。翻泥机34b将污泥铲起，进行翻抛易位，具有以下功能：彻底翻动及易位才能保证在整个污泥干化期间，污泥尽可能处于好氧状态，暖房内不会产生奇异臭味；沿整个污泥摊铺区域，进行整体翻泥，并前移运输，翻泥过程无遗漏死区。污泥布料之后，由翻泥机柔和地翻转污泥位置，同时进行造粒和向前逐步推移运输，可不断将潮湿污泥翻到表面，然后进行干化处理。这一处理过程缓慢柔和，不会产生粉尘。优选的，翻泥机是沿整个暖房宽度运行工作，因此污泥总是处于曝气好氧状态，在正常污泥情况下不会产生难闻味道。在翻泥时，污泥穿过挡泥板，在此受到切割处理。此时，污泥颗粒会产生很大的表面积。通过鼓风机吹入污泥的空气产生混流，产生最佳状态，并以最大程度携带走水份。这样一来，可以节能方式加速干化过程。

干化单元3还包括地面辐射采暖系统，简称地暖，以提供辅助热源来提高污泥干化的处理量。地暖是一种利用建筑物内部地面进行采暖的系统。它以整个地面作为散热面，均匀地向室内辐射热量。地暖管道直接铺设在污泥摊铺区域的水泥地面内，其通过热水循环提供热量。地暖基本构造：系统由地面装饰层、找平层、豆石混凝土层、管卡、地热管、反热膜层、钢丝网层、复合保温层和结构层组成。系统管路采用专门针对地板辐射采暖所提供的PERT管，整个系统地下无接头，确保其使用的安全性。

应该理解，阳光暖房污泥干化装置的辅助热源也可采用太阳能集热管产生的热水作为辅助热源，这样可以在白天收集热量，晚上依旧可以保证暖房内足够的温度，利于干化的进行。太阳能集热系统由太阳能集热器、集热水箱、恒温水箱和PLC控制等组成，集热水箱与自来水补水管相通，自来水补水管上设有水源电磁阀，集热水箱内设有水位传感器；PLC根据所述水位传感器输出的水位信号控制水源电磁阀的开闭，以自动给集热水箱补水，实现定时、定量上水，集热水箱内的水量可根据实际情况得到控制。通过安全排气阀来释放蒸汽，并通过供热控制阀控制集热器阵列供热的面积，确保了系统运行的稳定性和安全性。另外，阳光暖房污泥干化装置的辅助热源也可采用地源热泵产生的热量作为辅助热源。地源热泵系统由地源热泵机组、热水循环泵、涡流除砂器、暖风机、地暖管道组成供热系统。采用先进的DAF高效蒸发传热管。机组能效比为：出水温度T≥45℃流量Q＝46m³/h；在保证流量的前提下，出水温度保持在T≥45℃。而且，阳光暖房污泥干化装置的辅助热源也可采用锅炉或蒸汽废热的热量作为辅助热源。将锅炉或蒸汽废热换热以热风的形式通入暖房内作为辅助热源，确保暖房内温度。

例1

针对某印染厂污水处理系统产生的污泥进行污泥干化，该污水处理系统废水处理量4500m³/h，产生的污泥含生化污泥和物化污泥，经带式污泥脱水机脱水后污泥含水率80％，脱水后污泥量约6.5吨/天。湿污泥通过架设在屋架上的螺旋布料器打入湿污泥布料区域，污泥摊铺200mm厚度。

在透明暖房内，利用阳光产生的热能作为蒸发驱动力将污泥中的液体水份转化成蒸汽进入空气、通过强吹风将泥表面的湿气吹走，该强吹风由湿料区的垂直鼓风和干料区的斜向鼓风组成，鼓风使污泥表面的气流速度大于2m/s，垂直鼓风使污泥表面空气流动较快，使湿空气快速脱离污泥表面，加速了污泥干化的速度，而侧吹风，使污泥表面的湿空气整体是从污泥干料区向污泥湿料区移动，并从湿污泥区域排出，新风从干料区进入从湿料区排出的优势在于，充分利用了干空气的作用，并且利于室内温度不易散失。并通过翻泥机将下面的湿污泥翻到表面利于污泥干化，通过通风机将湿空气排出暖房外，从而实现了污泥干化。经干化，污泥含水率从80％(密度约1.14t/m³)降至30％(密度约0.7t/m³)，6.5吨湿污泥经干化后蒸发水量4.64吨/天，产生干泥1.86吨/天，重量减少了71％，体积减少了53％。在该项目中核心部分为特殊的通风形式和特殊的翻泥机形式。

如此，根据本实用新型的利用阳光的暖房污泥干化装置，耗能小，运行管理费用低，蒸发1t水耗电量仅为60-80kW·h，而传统的热干化技术需耗电为800-1060kW·h；经干化处理后，污泥体积可减少到原来的1/3-1/5，实现稳定化并保留其原有的再利用价值；系统运行稳定、安全、灰尘产生量小；自动化程度高、操作维护方便、使用寿命长；系统透明程度高，环境协调性好。总之，本实用新型通过利用太阳能或废热，并采用先进方式进行污泥干化处理，使污泥体积大量缩小。25％固含量(即含水率75％)的污泥被干化处理之后，体积降低50-70％。产生的干化污泥无臭呈中性，生物稳定，容易库存。可采用各种方式进行库存和运输，为用户后续的最终污泥处理带来很大方便。与传统热干化工艺相比较，运转费用超低。干化热能来自免费太阳能或低温废热。如果用外来补充热能(例如锅炉烟气的废热、废水的余热、来自沼气发电机的冷却热水、沼气装置、冷却循环水的余热等)时，干化面积可以大量减少。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种利用阳光的暖房污泥干化装置，其包括湿污泥单元、干污泥单元和干化单元，其中，湿污泥单元包括湿污泥，干污泥单元包括干污泥，干化单元包括阳光暖房，干化单元设置在湿污泥单元和干污泥单元之间以通过阳光暖房利用阳光将湿污泥干化处理形成干污泥，其特征在于，干化单元包括鼓风系统和翻泥系统，鼓风系统包括垂直送气鼓风机和侧向送气鼓风机，垂直送气鼓风机在临近湿污泥单元的区域布置于阳光暖房的顶部垂直向下鼓风，侧向送气鼓风机在临近干污泥单元的区域布置于阳光暖房的顶部侧向朝向临近湿污泥单元的区域鼓风，翻泥系统包括轨道和翻泥机，轨道跨越阳光暖房的污泥摊铺区域的宽度设置，翻泥机沿着轨道行进的同时进行翻泥。

2.根据权利要求1所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，湿污泥单元包括湿污泥料仓和湿污泥输送管道，存储在湿污泥料仓中的湿污泥通过湿污泥输送管道布置到阳光暖房内。

3.根据权利要求2所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，湿污泥单元还包括设置于阳光暖房内的湿污泥进料装置，湿污泥料仓通过湿污泥输送管道与湿污泥进料装置连接以将湿污泥自动布置到阳光暖房内。

4.根据权利要求3所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，污泥进料装置是通过开关阀门控制的螺杆输送机。

5.根据权利要求1所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，干污泥单元包括干污泥料仓和干污泥输送管道，阳光暖房中的干污泥通过干污泥输送管道存储到干污泥料仓中。

6.根据权利要求5所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，干污泥单元还包括设置于阳光暖房内的干污泥出泥装置，干污泥料仓通过干污泥输送管道与干污泥出泥装置连接以在阳光暖房内自动收集干污泥。

7.根据权利要求6所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，阳光暖房的地面具有凹槽，干污泥出泥装置设置于该凹槽内。

8.根据权利要求1所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，干化单元还包括分别设置于阳光暖房的相对两侧的进风风机和排风风机。

9.根据权利要求1所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，干化单元还包括向阳光暖房内提供辅助热源的地面辐射采暖系统。

10.根据权利要求9所述的暖房污泥干化装置，其特征在于，干化单元还包括采用太阳能集热管产生的热水作为辅助热源。

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