CN214142066U - 一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，包括：生化池；水空热泵机组，其上设有混合液进口、混合液出口、第一空气进口和第一空气出口；混合液进口通过混合液输送管路与生化池相连通，混合液出口通过第一循环管路与生化池相连通；及污泥干燥箱，其内设有污泥传送带；污泥干燥箱上设有污泥进口、污泥出口、热空气进口和冷空气出口；热空气进口与第一空气出口相连通。本实用新型的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置一方面可以将生化池内混合液的温度降低，提高生化池内生物活性；另一方面可以达到热量回收利用的目的，降低污水处理的能耗成本。

Description

一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置。

背景技术

工业废水一般属于高浓度废水，生物处理是其重要的处理工艺之一。由于工业废水进水有机物浓度高，故在生物处理中将产生大量的热能，导致生化池中的泥水混合液水温上升，特别是在夏季，水温可达40℃以上，严重影响生化处理的效果，因此目前主流方式是采用板式热交换器+冷却塔方式进行降温，当生化池中的混合液温度高于37℃时启动板式热交换器及冷却塔进行降温，当生化池中的混合液温度低于32℃时就停止降温；具体降温的操作方法为：用污水泵将生化水池中的高温混合液抽出进入板式热交换器，同时用清水泵将冷却塔底部的清水也抽入板式热交换器，这样高温混合液中热量就交换给清水，降温后的混合液返回生化池中，升温后的清水回到冷却塔顶部喷淋而下被降温，在冷却塔底部再被清水泵抽入板式换热器，周而复始，这样生化水池中的混合液的热量通过热交换及冷却塔的作用被散热到环境中。这种方法虽然能够有效降低生化池中的混合液的温度，确保生化反应正常进行，但有两个缺陷：1、生物处理产生的热能没有回收利用，而是被散热到环境中，浪费资源；2、这种降温方法耗费较多的的电能，不节能。

为了对工业废水中的热量进行回收利用，中国专利CN 201621120689.2 公开了一种高温废水回收废热烘干污泥的系统，包括：能够利用高温废水将氨水加热沸腾的发生器，能够将气体和液体分离的分离器，能够利用热量加热污泥的污泥干燥箱；能够对污泥干燥箱的污泥承放腔抽真空的蒸汽喷射真空泵；用于将氨气与氨水混合的混合器。该高温废水回收废热烘干污泥的系统利用高温废水通过喷射装置对污泥进行减压烘干，不仅可以对废热水进行降温，减少冷却塔负荷，同时能够利用废热水的余热烘干污泥，从而达到节能减排的目的。该专利主要是针对在进入生化池处理之前的高温工业废水的热量的回收，其并不涉及到生化处理过程中由于环境温度变化以及生化反应造成的废水温度升高这部分的热量；此外，该专利需要使用氨水作为热传导介质，需要额外配备氨水的发生器、分离器和混合器，增加了设备投资成本；且氨水具有强烈的刺激性和易挥发性，不利于现场作业人员的身体健康。

另一方面，采用生物处理工艺处理工业废水会产生一定量的污泥，目前污泥一般采用化学调理+机械脱水的方式进行处理，使其含水率低于60%后外运处理。若此剩余污泥被判定为危废，则企业需要缴纳2000~3000元/吨的处理费用委托危废处理企业处理，这将大大增加企业的负担。为降低危废污泥处理的费用，目前一般采用机械脱水+低温干化的方式对污泥进行进一步的干燥处理，处理后的污泥含水率为10%~20%，但低温干化去除1吨污泥中的水份需要350~500元的运行费用，甚至更高，这进一步增加了废水处理的能耗成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，包括：

生化池，用于处理工业废水；

水空热泵机组，其上设有混合液进口、混合液出口、第一空气进口和第一空气出口；所述混合液进口通过混合液输送管路与所述生化池相连通，所述混合液出口通过第一循环管路与所述生化池相连通；及

污泥干燥箱，其内设有污泥传送带；所述污泥干燥箱上设有污泥进口、污泥出口、热空气进口和冷空气出口；所述热空气进口与所述第一空气出口相连通，所述生化池内的混合液与空气在所述水空热泵机组内进行热交换，生化池内的混合液经过降温后通过第一循环管路返回到所述生化池内，空气经过加热后进入所述污泥干燥箱。

优选地，所述水空热泵机组包括第一蒸发器、第一冷凝器、第一压缩机和第一节流阀；所述生化池内的混合液进入所述第一蒸发器后被降温，空气进入所述第一冷凝器后被加热。

优选地， 所述污泥进口处设置有污泥破碎机，污泥经过所述污泥破碎机破碎处理后进入所述污泥干燥箱内。

优选地，还包括空空热泵机组，所述空空热泵机组上设有第二空气进口、第二空气出口和冷却水出口；所述第二空气进口与所述冷空气出口相连通，所述第二空气出口与所述第一空气进口相连通，所述冷却水出口通过第二循环管路与所述生化池相连通。

优选地，所述空空热泵机组包括第二蒸发器、第二冷凝器、第二压缩机和第二节流阀；经过所述污泥干燥箱降温后的气体进入所述第二蒸发器后被降温冷凝，冷空气进入所述第二冷凝器后被加热。

优选地，所述混合液输送管路上设有混合液泵，所述生化池内的混合液通过所述混合液泵输送到所述水空热泵机组内。

优选地，所述第一空气进口处设置有离心风机。

优选地，所述混合液进口温度不低于37℃。

优选地，所述混合液出口温度不高于30℃。

优选地，所述第一空气出口处空气的温度为80~90℃。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置通过水空热泵机组来回收生化池内混合液的热量，并将回收的热量供给污泥干燥箱用来干燥污泥，一方面可以将生化池内混合液的温度降低，避免水温过高对生化反应的不利影响，提高生化池内生物活性；另一方面可以达到热量回收利用的目的，避免污泥干燥的额外热量消耗，降低污水处理的能耗成本。

本实用新型的附加优点、目的以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其他的优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用以提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。参照以下附图，将更好地理解本实用新型的许多方面。附图中的组成部分不一定成比例，重点在于清楚地示例出本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例1提供的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2提供的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置的结构示意图。

图中，1、生化池，2、混合液泵，3、第一蒸发器，4、第一冷凝器，5、第一压缩机，6、第一节流阀，7、离心风机，8、污泥破碎机，9、污泥干燥箱，10、第二蒸发器，11、第二冷凝器，12、第二压缩机，13、第二节流阀，14、混合液输送管路，15、第一循环管路，16、第二循环管路，31、混合液进口，32、混合液出口，41、第一空气进口，42、第一空气出口，91、污泥进口，92、污泥出口，93、热空气进口，94、冷空气出口，101、第二空气进口，102、冷却水出口，111、第二空气出口。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。

此外应理解，本实用新型中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置的设计原理如下：生化池中的混合液的热量主要来自以下几个方面：1、生物处理产生的热量；2、生化池配套的机械设备传导到水中的机械能；3、外界环境传入的热量（如在炎热的夏天）。同时由于目前环保政策的要求，一般的工业废水处理池均需要加盖抽取臭气处理。由于水池加盖，导致生物处理产生的热量无法顺畅散发到环境中，故生物池中的混合液的水温会上升，当水温上升到37℃时，就要采取降温措施。一般的最适宜生物处理的温度介于25~30℃之间。一般的工业废水进入好氧生化池的COD都大于2000mg/L，初步计算，生化池中的混合液的温度将超过30℃，甚至更高，故可以回收生化产生的热量用于干燥污泥，达到热能回收利用的同时又确保生化池处于生物最适宜的反应温度段，节省了采取降温措施的运行费用，也大大节省了干燥污泥的费用，降低污水处理的能耗成本。

实施例1

本实用新型实施例1提供一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，结构如图1所示。一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，包括用于处理工业废水的生化池1、水空热泵机组和污泥干燥箱9，水空热泵机组上设有混合液进口31、混合液出口32、第一空气进口41和第一空气出口42；混合液进口31通过混合液输送管路14与生化池1相连通，混合液出口32通过第一循环管路15与生化池1相连通；污泥干燥箱9内从上到下设有污泥传送带，污泥干燥箱9上设有污泥进口91、污泥出口92、热空气进口93和冷空气出口94；热空气进口93与第一空气出口42相连通，生化池1内的混合液与空气在水空热泵机组内进行热交换，生化池1内的混合液经过降温后通过第一循环管路15返回到生化池1内，空气经过加热后进入污泥干燥箱9。

其中，水空热泵机组优选地包括第一蒸发器3、第一冷凝器4、第一压缩机5和第一节流阀6；当生化池1内混合液温度在37℃以上时，生化池内1的混合液通过混合液进口31进入到第一蒸发器3后被降温，降温后的混合液（温度不高于30℃）从混合液出口32进入到第一循环管路15，进而返回到生化池1内；低温空气从第一空气进口41进入第一冷凝器4后被加热，一般可加热到80~90℃，经过加热后的热空气从第一空气出口42、热空气进口93从污泥干燥箱9的底部进入污泥干燥箱9内，机械脱水后产生的污泥通过污泥干燥箱9顶部的污泥进口91进入到污泥干燥箱9内。通过电机及减速机的带动，传送带缓慢将进入污泥干燥箱9的污泥逐步传送至污泥干燥箱的污泥出口92。传送带的传送速度可以通过调节电机转速及减速机的减速比调节。热空气从污泥干燥箱底部进入，并从底部向上运动，与传动带上的污泥接触，将污泥中的水分蒸发成水蒸气进入热空气中。污泥从污泥干燥箱的进口被传送到出口的过程中不断与热空气接触被干燥，污泥中的含水率降到10%~20%后外运处理。干燥后的污泥的含水率可以通过调节进泥量、进泥含水率、传动带传送速度、热风量及热风温度来调节。

因为从污泥进口91处进来的污泥来自于机械脱水后的污泥，污泥含水率较高，通常在60%以上，高含水量的污泥很容易粘接成块，若不对其进行破碎处理，则大块的污泥进入污泥干燥箱9后很难被充分干燥，导致从污泥出口92排出的污泥含水量超高，因此，优选地，在污泥进口91处设置有污泥破碎机8，污泥经过污泥破碎机8破碎处理后进入污泥干燥箱9内，这样可将大块的污泥破碎成小块污泥，更容易、更快速地达到污泥干燥的目的。

优选地，混合液输送管路14上设有混合液泵2，生化池1内的混合液通过混合液泵2输送到水空热泵机组内；水空热泵机组内的具体换热过程如下：制冷剂在循环管道内不断地被第一压缩机5在第一冷凝器4中压缩成液体，然后通过第一节流阀6的作用在第一蒸发器3中蒸发成气体。混合液在第一蒸发器3中被蒸发的制冷剂吸收走热量，从而将热能转移给制冷剂。混合液被降温后重新回到生化池1内。吸收大量热量的制冷剂蒸发变成气体被第一压缩机5压缩进入第一冷凝器4，在高压状态下，制冷剂冷凝成液体，放出大量的热量来加热进入第一冷凝器4中的低温空气，提高了空气的温度。被加热后的高温空气进入到污泥干燥箱9内对湿污泥进行干燥。

本实用新型实施例的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置通过水空热泵机组来回收生化池1内混合液的热量，并将回收的热量供给污泥干燥箱9用来干燥污泥，一方面可以将生化池1内混合液的温度降低，避免水温过高对生化反应的不利影响，提高生化池内生物活性；另一方面可以达到热量回收利用的目的，避免污泥干燥的额外热量消耗，降低污水处理的能耗成本。

实施例2

实施例1中从污泥干燥箱9的冷空气出口94排出的经过降温后的冷空气的温度仍然较高，一般在40~50℃左右，且其中还夹带有大量的水蒸气，若直接排放到空气中仍会造成这部分热量的浪费，因此，作为对实施例1的进一步改进，本实施例的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置还包括空空热泵机组，空空热泵机组上设有第二空气进口101、第二空气出口111和冷却水出口102；第二空气进口101与冷空气出口94相连通，第二空气出口111与第一空气进口41相连通，冷却水出口102通过第二循环管路16与生化池1相连通。优选地，空空热泵机组包括第二蒸发器10、第二冷凝器11、第二压缩机12和第二节流阀13；经过污泥干燥箱9降温后的气体在污泥干燥箱9的顶部出去，之后通过第二空气进口101进入第二蒸发器10后被降温冷凝，冷却水从冷却水出口102通过第二循环管路16返回到生化池1内，之后冷空气进入到第二冷凝器11后被一次加热，经过一次加热后的空气依次通过第二空气出口111、第一空气进口41进入到水空热泵机组内被二次加热，这样实现了空气的循环利用。优选地，在第一空气进口41处设置有离心风机7，空气在离心风机7的作用下进入到水空热泵机组内进行换热。

空空热泵机组内的具体换热过程如下：制冷剂在循环管道内不断地被第二压缩机12在第二冷凝器11中压缩成液体，然后通过第二节流阀13的作用在第二蒸发器10中蒸发成气体。热空气在第二蒸发器10内被蒸发的制冷剂吸收走热量，从而将热能转移给制冷剂，同时热空气被冷却，空气中的水蒸气由于温度的降低就冷凝成水被排出进入生化池1处理。接着冷空气进入第二冷凝器11，在第二冷凝器11中制冷剂在第二压缩机12的作用下冷凝成液体，放出大量的热量，冷空气被重新加热，然后再次进入水空热泵机组，不断循环。

本实用新型实施例利用水空热泵机组回收了生化池1中的热量加热湿污泥，同时用空空热泵机组回收了从冷空气出口94排出的空气的热量及水蒸气的潜热用于加热冷空气，进一步地实现了热量的回收利用。

本实用新型的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (7)

1.一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，其特征在于，包括：

生化池，用于处理工业废水；

水空热泵机组，其上设有混合液进口、混合液出口、第一空气进口和第一空气出口；所述混合液进口通过混合液输送管路与所述生化池相连通，所述混合液出口通过第一循环管路与所述生化池相连通；及

污泥干燥箱，其内设有污泥传送带；所述污泥干燥箱上设有污泥进口、污泥出口、热空气进口和冷空气出口；所述热空气进口与所述第一空气出口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，其特征在于，所述水空热泵机组包括第一蒸发器、第一冷凝器、第一压缩机和第一节流阀；所述生化池内的混合液进入所述第一蒸发器后被降温，空气进入所述第一冷凝器后被加热。

3.根据权利要求2所述的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，其特征在于，所述污泥进口处设置有污泥破碎机，污泥经过所述污泥破碎机破碎处理后进入所述污泥干燥箱内。

4.根据权利要求3所述的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，其特征在于，还包括空空热泵机组，所述空空热泵机组上设有第二空气进口、第二空气出口和冷却水出口；所述第二空气进口与所述冷空气出口相连通，所述第二空气出口与所述第一空气进口相连通，所述冷却水出口通过第二循环管路与所述生化池相连通。

5.根据权利要求4所述的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，其特征在于，所述空空热泵机组包括第二蒸发器、第二冷凝器、第二压缩机和第二节流阀；经过所述污泥干燥箱降温后的气体进入所述第二蒸发器后被降温冷凝，冷空气进入所述第二冷凝器后被加热。

6.根据权利要求1~4任一项所述的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，其特征在于，所述混合液输送管路上设有混合液泵，所述生化池内的混合液通过所述混合液泵输送到所述水空热泵机组内。

7.根据权利要求6所述的一种回收生物处理工业废水产生的热能来干燥污泥的装置，其特征在于，所述第一空气进口处设置有离心风机。

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