申请日2019.03.29
公开(公告)日2019.06.07
IPC分类号C02F11/121; C02F11/13; C02F11/131; C02F11/00; B01D5/00
摘要
本发明公开了一种综合利用工厂废热干化污泥的系统以及方法。所述系统包括：湿污泥输送系统，其至少用于将湿污泥输送至污泥干化系统的干化室内;摊铺系统，其至少用于将干化室内的湿污泥摊铺在干化室内的换热地坪上;污泥干化系统，包括干化室、加热设备和排风设备;干污泥收集输送系统，其至少用于将干化室内干化后的污泥导出。本发明实施例提供的综合利用工厂废热干化污泥的系统以及方法，可以利用工厂50℃以上的废气及40℃以上的废水，同时利用透明材料吸收太阳能辅助污泥干化;处理后的污泥本质特性不被破坏，保留原有营养、热值，以便后续综合利用;而且，本发明提供的方法流程简单、设备简化、建设造价低廉、适合规模化应用。
权利要求书
1.一种综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于包括：
湿污泥输送系统，其至少用于将湿污泥输送至污泥干化系统的干化室内;
摊铺系统，其至少用于将干化室内的湿污泥摊铺在干化室内的换热地坪上;
污泥干化系统，其至少用于利用工厂废热对湿污泥进行加热干燥处理;
干污泥收集输送系统，其至少用于将干化室内干化后的污泥导出。
2.根据权利要求1所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于：所述污泥干化系统包括干化室、加热设备和排风设备，所述加热设备包括工业废热供给设备和传热管路，所述工业废热供给设备与传热管路的输入端连接，并至少用于向所述传热管路内提供加热介质，所述传热管路设置在干化室内，并至少用于将加热介质提供的热量传导至干化室内;所述排风设备至少用于将干化室内的气体排出;和/或，所述传热管路包括可供气相介质通过并进行热量交换的气相介质传热管和可供液相介质通过并进行热量交换的液相介质传热管;和/或，所述气相介质传热管和液相介质传热管间隔交替分布。
3.根据权利要求2所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于：所述传热管路设置在干化室的换热地坪内部并与所述换热地坪导热接触;和/或，所述换热地坪包括依次设置的绝热层、支撑层和传热层，所述传热管路设置在所述支撑层和传热层之间;和/或，所述支撑层包括混凝土层，所述传热层包括混凝土层或导热金属层;和/或，所述干化室包括板房，所述板房的底面为所述换热地坪，所述板房的侧部墙体和顶部屋顶均为透光材质。
4.根据权利要求2所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于：所述工业废热供给设备包括液相介质供给设备和气相介质供给设备，所述液相介质供给设备与液相介质传热管的输入端连接，所述气相介质供给设备与气相介质传热管的输入端连接;和/或，所述液相介质包括温度在40℃以上的工业废水，所述气相介质包括温度在50℃以上的工业废气。
5.根据权利要求4所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于：所述工业废热供给设备还包括第一液气分离机构，所述第一液气分离机构的输入端与气相介质供给设备连接，所述第一液气分离机构的气相介质输出端与气相介质传热管的输入端连接，所述第一液气分离机构的液相介质输出端与液相介质供给设备或液相介质传热管连接;和/或，所述第一液气分离机构包括液气分离器，在所述液气分离器与气相介质传热管的输入端之间还设置有分气缸。
6.根据权利要求2所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于：所述排风设备包括排风机以及与排风机连接的排风管路，设置在干化室内的排风管路上形成有排风口;和/或，所述排风机包括负压排风机;和/或，所述排风管路包括复数个排列分布的排风管，每个排风管上均设置有至少一个排风口。
7.根据权利要求6所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于还包括：杀菌消毒系统，所述杀菌消毒系统至少用于向干化室内摊铺的污泥喷洒消毒液;和/或，所述消毒系统包括设置在干化室内的消毒液喷洒管路以及与所述消毒液喷洒管路连接的消毒液供给机构，所述消毒液喷洒管路包括复数个排列分布的消毒液喷洒管，每个消毒液喷洒管上均至少设置有一个消毒液喷头;和/或，所述消毒液喷洒管和排风管间隔交替分布。
8.根据权利要求6所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于还包括：废水和废气处理系统，所述废水和废气处理系统包括废水处理设备和废气处理设备，所述废水处理设备与液相介质传热管的输出端连接，并至少用于对换热后的液相介质进行净化处理;所述废气处理设备与气相介质传热管的输出端连接，并至少用于对换热后的气相介质进行净化处理;和/或，所述废水和废气处理系统还包括第二液气分离机构，所述第二液气分离机构的输入端与气相介质传热管的输出端连接，所述第二液气分离机构的气相介质输出端与废气处理设备连接，所述第二液气分离机构的液相介质输出端与废水处理设备连接;和/或，所述第二液气分离机构包括液气分离器;和/或，所述废水和废气处理系统还包括第三液气分离机构，其至少用于将排风管路导出的部分气相介质液化分离;所述第三液气分离机构的输入端与排风管路的导气出口连接，所述第三液气分离机构的气相介质输出端与废气处理设备连接，所述第三液气分离机构的液相介质输出端与废水处理设备连接;和/或，所述第三液气分离机构包括冷凝机构，所述冷凝机构包括容置有冷凝介质的冷凝介质循环管路;和/或;所述冷凝介质包括冷凝水。
9.根据权利要求1述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于：所述湿污泥输送系统和干污泥收集输送系统均包括皮带输送机;和/或，所述摊铺系统包括污泥摊铺机。
10.根据权利要求1述的综合利用工厂废热干化污泥的系统，其特征在于：干燥室内设置了远传温度及控制系统，便于调整热水或热气流量。
11.一种综合利用工厂废热干化污泥的方法，其特征在于包括：
提供如权利要求1-10中任一项所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统;
至少采用湿污泥输送系统将待干化的污泥导入干化室内，并至少用过摊铺系统将待干化的污泥摊铺在干化室的换热地坪上;
利用含有工业废热的液相介质和气相介质以及外部光源照射对干化室内的待干化的污泥进行加热处理;
利用排风设备将干化室内的气体排出;并将干化后的污泥导出;
和/或，所述的方法还包括对待干化的污泥进行加热处理的同时采用杀菌消毒系统对待干化的污泥进行杀菌消毒处理;
和/或，所述的方法还包括采用废水和废气处理系统对换热后的液相介质和气相介质以及排风设备导出的水汽进行净化处理;
和/或，所述待干化的污泥的含水率为60-85%，干化后的污泥的含水率为10-50%;和/或，所述加热处理的时间为6-8h。
说明书
综合利用工厂废热干化污泥的系统以及方法
技术领域
本发明涉及一种综合利用工厂低热值废气(或汽)、低温废水对污水处理系统污泥干化的方法，特别涉及一种综合利用工厂废热干化污泥的系统以及方法，属于污水处理污泥干化和企业节能减排领域技术领域。
背景技术
要实现污泥的减量化、稳定化、无害化和综合利用，达到节能减排和发展循环经济的处置目标，污泥脱水是污泥处理处置的前提，只有把污泥水份降至60%以下，资源化综合利用才有可能。污泥处理技术的关键是拿掉水份，然而污泥的特性又决定了污泥脱水处理的难度。这是因为：污泥中所含水份大致分为四类：A、间隙水;B、毛细结合水;C、表面吸附水;D、内部水。第一种称为“自由水”，后三种称为“束缚水”。这四种水除了间隙水可以以物理方式压滤以外，其它三种水表面具有强大的负电子包裹着，它不能以物理压滤析出。颗粒间的间隙水，约占污泥水份的70%;毛细水，污泥颗粒间的毛细管水，约占20%;颗粒的吸附水及颗粒内部水约占10%，污泥脱水的主要对象是颗粒间的间隙水，如图1所示：污泥脱水的难易，除与水份在污泥中的存在形式有关外，还与污泥颗粒的大小，污泥比阻和有机物含量有关，污泥颗粒越细、有机物含量越高、污泥比阻越大，其脱水的难度就越大。另外，由于污泥中含有大量的蛋白质、脂肪及其它碳水化合物等高浓度有机物，导致污泥的粘度较大、含水率较高、固液分离性能差。
目前污泥干化的方式包括板框压缩干化、石灰干化、蒸汽加热干化等方式，板框干化可以达到60%左右，但是需要压榨周期长、后期设备耗材现如滤布、板框消耗多、运行成本较高，正常消耗是设备投资的5%;石灰干化不利于污泥干化减化原则，蒸汽加热，消耗一次能源，运行成本较高。
因此，提供一种利用工厂低热值废气，在生产企业利用地暖式建立污泥干化系统仍是业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种综合利用工厂低热值废气、低温废水干化污泥的系统以及方法，兼污泥自动输送、废热干化污泥、工厂部分消白烟等特点，同时采取集成控制、提高污泥干化自动化程度，进而克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种综合利用工厂废热干化污泥的系统，其包括：
湿污泥输送系统，其至少用于将湿污泥输送至污泥干化系统的干化室内;
摊铺系统，其至少用于将干化室内的湿污泥摊铺在干化室内的换热地坪上;
污泥干化系统，其至少用于利用工厂废热对湿污泥进行加热干燥处理，污泥干化系统能够进行温度远传，便于对输送废热的介质的流量进行控制;
干污泥收集输送系统，其至少用于将干化室内干化后的污泥导出。
进一步的，污泥干化系统包括干化室、加热设备和排风设备，所述加热设备包括工业废热供给设备和传热管路，所述工业废热供给设备与传热管路的输入端连接，并至少用于向所述传热管路内提供加热介质，所述传热管路设置在干化室内，并至少用于将加热介质提供的热量传导至干化室内;所述排风设备至少用于将干化室内的气体排出。
进一步的，所述传热管路包括可供气相介质通过并进行热量交换的气相介质传热管和可供液相介质通过并进行热量交换的液相介质传热管。
进一步的，所述气相介质传热管和液相介质传热管间隔交替分布。
进一步的，所述传热管路设置在干化室的换热地坪内部并与所述换热地坪导热接触。
进一步的，所述换热地坪包括依次设置的绝热层、支撑层和传热层，所述传热管路设置在所述支撑层和传热层之间。
进一步的，所述支撑层包括混凝土层，所述传热层包括混凝土层或导热金属层，导热金属层可以是钢板或钢架。
进一步的，所述干化室包括板房，所述板房的底面为所述换热地坪，所述板房的侧部墙体和顶部屋顶均为透光材质。
进一步的，所述工业废热供给设备包括液相介质供给设备和气相介质供给设备，所述液相介质供给设备与液相介质传热管的输入端连接，所述气相介质供给设备与气相介质传热管的输入端连接。
进一步的，所述液相介质包括温度在40℃以上的工业废水，所述气相介质包括温度在50℃以上的工业废气。
进一步的，所述工业废热供给设备还包括第一液气分离机构，所述第一液气分离机构的输入端与气相介质供给设备连接，所述第一液气分离机构的气相介质输出端与气相介质传热管的输入端连接，所述第一液气分离机构的液相介质输出端与液相介质供给设备或液相介质传热管连接。
进一步的，所述第一液气分离机构包括液气分离器，在所述液气分离器与气相介质传热管的输入端之间还设置有分气缸。
进一步的，所述液相介质供给设备和气相介质供给设备独立设置，可单独运行。
进一步的，所述排风设备包括排风机以及与排风机连接的排风管路，设置在干化室内的排风管路上形成有排风口。
进一步的，所述排风机包括负压排风机。
进一步的，所述排风管路包括复数个排列分布的排风管，每个排风管上均设置有至少一个排风口。
在一些较为具体的实施方案中，所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统还包括：杀菌消毒系统，所述杀菌消毒系统至少用于向干化室内摊铺的污泥喷洒消毒液。
进一步的，所述消毒系统包括设置在干化室内的消毒液喷洒管路以及与所述消毒液喷洒管路连接的消毒液供给机构，所述消毒液喷洒管路包括复数个排列分布的消毒液喷洒管，每个消毒液喷洒管上均至少设置有一个消毒液喷头。
进一步的，所述消毒液喷洒管和排风管间隔交替分布。
在一些较为具体的实施方案中，所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统还包括：废水和废气处理系统，所述废水和废气处理系统包括废水处理设备和废气处理设备，所述废水处理设备与液相介质传热管的输出端连接，并至少用于对换热后的液相介质进行净化处理;所述废气处理设备与气相介质传热管的输出端连接，并至少用于对换热后的气相介质进行净化处理。
进一步的，所述废水和废气处理系统还包括第二液气分离机构，所述第二液气分离机构的输入端与气相介质传热管的输出端连接，所述第二液气分离机构的气相介质输出端与废气处理设备连接，所述第二液气分离机构的液相介质输出端与废水处理设备连接。
进一步的，所述第二液气分离机构包括液气分离器。
进一步的，所述废水和废气处理系统还包括第三液气分离机构，其至少用于将排风管路导出的部分气相介质液化分离;所述第三液气分离机构的输入端与排风管路的导气出口连接，所述第三液气分离机构的气相介质输出端与废气处理设备连接，所述第三液气分离机构的液相介质输出端与废水处理设备连接。
进一步的，所述第三液气分离机构包括冷凝机构，所述冷凝机构包括容置有冷凝介质的冷凝介质循环管路;和/或;所述冷凝介质包括冷凝水。
进一步的，所述湿污泥输送系统和干污泥收集输送系统均包括皮带输送机。
进一步的，所述摊铺系统包括污泥摊铺机。
本发明实施例还提供了一种综合利用工厂废热干化污泥的方法，其包括：
提供所述的综合利用工厂废热干化污泥的系统;
至少采用湿污泥输送系统将待干化的污泥导入干化室内，并至少用过摊铺系统将待干化的污泥摊铺在干化室的换热地坪上;
利用含有工业废热的液相介质和气相介质以及外部光源照射对干化室内的待干化的污泥进行加热处理;
利用排风设备将干化室内的气体排出;并将干化后的污泥导出。
进一步的，所述的方法还包括对待干化的污泥进行加热处理的同时采用杀菌消毒系统对待干化的污泥进行杀菌消毒处理。
进一步的，所述的方法还包括采用废水和废气处理系统对换热后的液相介质和气相介质以及排风设备导出的水汽进行净化处理。
进一步的，所述待干化的污泥的含水率为60-85%，干化后的污泥的含水率为10-50%。
进一步的，所述加热处理的时间为6-8h。
与现有技术相比，本发明实施例提供的综合利用工厂废热干化污泥的系统以及方法，可以利用工厂50℃以上废气及40℃以上废水，同时利用透明材料吸收太阳能辅助污泥干化，达到以废治废的效果，消除工厂部分白烟;其次，污泥本质特性不被破坏，保留原有营养、热值，以便后续综合利用，如生产复合肥、用做锅炉燃料等;再次，本发明提供的方法流程简单、设备简化、建设造价低廉、适合规模化应用。
