申请日2019.08.21
公开(公告)日2019.11.01
IPC分类号C02F11/13; C02F11/121
摘要
本发明提供一种新型污泥干燥系统及方法，该系统包括：污泥干燥装置、热量回收装置及水循环装置;所述污泥干燥装置包括一卧式圆筒状壳体，所述壳体内轴向安装有一污泥搅拌棒，该壳体上还设有进料口、出料口、进气口及出气口，所述进气口处装有一风机，所述水循环装置包括保温水箱、换热器、循环泵及加热装置，所述加热装置使水箱内的水形成水蒸气，水蒸气在换热器内热交换后经循环泵流回保温水箱;所述热量回收装置包括热泵机，所述热泵机通过气体传输管道将出气口排出的废气输送至换热器，废气经热交换后再进入污泥干燥装置。采用该系统的干燥方法能够实现热量的循环利用，降低能耗，并能够有效避免污泥挥发出的气体污染大气，有效保护环境。
权利要求书
1.一种新型污泥干燥系统，其特征在于，该系统包括：污泥干燥装置、热量回收装置及水循环装置;
所述污泥干燥装置包括一卧式圆筒状壳体，所述壳体内轴向安装有一污泥搅拌棒，该壳体上还设有进料口、出料口、进气口及出气口，所述进气口处装有一风机，进料口及出料口分别用于污泥进入及离开壳体，进气口及出气口则分别用于将热气流进入及排出壳体;
所述水循环装置包括保温水箱、换热器、循环泵及加热装置，所述加热装置使水箱内的水形成水蒸气，水蒸气流通过设置在水箱上的蒸汽排气管口流入换热器，并在换热器内热交换后经循环泵流回保温水箱;
所述热量回收装置包括热泵机，所述热泵机通过气体传输管道将出气口排出的废气输送至换热器，废气在换热器内经热交换后进入污泥干燥装置。
2.根据权利要求1所述的一种新型污泥干燥系统，其特征在于，所述加热装置包括太阳能集热器及辅助加热器，所述辅助加热器设于保温一侧，所述集热器设于保温水箱及换热器间，并通过复合抛物面聚光集热收集太阳辐射，加热集热器管道内的水。
3.根据权利要求1所述的一种新型污泥干燥系统，其特征在于，所述系统还包括空气除湿装置，所述空气除湿装置设于热泵机下游、换热器上游，该装置采用蜂窝式结构的除湿转轮、内部干燥剂采用硅胶-卤素盐复合干燥剂，使废气除湿后进入换热器。
4.根据权利要求1所述的一种新型污泥干燥系统，其特征在于，所述系统还包括一压缩脱水机设于污泥干燥装置上游，用以初步干化污泥，所述压缩脱水机还具有一料斗形污泥进料口。
5.根据权利要求1所述的一种新型污泥干燥系统，其特征在于，所述系统还包括一污泥破碎器，用以将初步干化的污泥破碎成颗粒状，再输送至污泥干燥装置。
6.根据权利要求1所述的一种新型污泥干燥系统，其特征在于，所述污泥干燥装置的进料口一个，设于壳体的侧壁上，出料口若干个，且并列设于壳体底部。
7.根据权利要求6所述的一种新型污泥干燥系统，其特征在于，所述污泥干燥装置的进气口设于进料口同侧的壳体侧壁上，且进气口的位置高于进料口，出气口设于对向的壳体侧壁上，且进、出气口等高设置。
8.根据权利要求1所述的一种新型污泥干燥系统，其特征在于，所述保温水箱的蒸汽排气管口处设有温度传感器。
9.一种基于权利要求5-8其中任意一项所述新型污泥干燥系统的干燥方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：将待处理污泥输送到压缩脱水机中进行压榨处理后，使污泥含水率降低至40～45%的污泥，形成干化污泥;
步骤2：将干化后的污泥通过螺旋输送带送入污泥破碎器，形成污泥干化颗粒;
步骤3：将污泥干化颗粒通过螺旋输送带输送进入污泥干燥装置，搅拌棒搅拌污泥颗粒，同时开启空气除湿装置、水循环装置、热量回收装置以及风机，使污泥干燥装置的进气口有热气流通过，并将废气输送到空气除湿装置;
步骤4：将污泥颗粒的含水量干燥至20～25%后，将污泥干燥装置的出料口的阀门打开进行卸料。
10.根据权利要求9所述的干燥方法，其特征在于，所述待处理的污泥的含水率为80～85%。
说明书
一种新型污泥干燥系统及方法
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种新型污泥干燥系统及方法。
背景技术
污水污泥是指在污水处理过程中产生的半固态或固态物质，几乎集聚了污水中所有污染物。随着我国城市污水量不断增加、污水厂提标改造进度的持续加快，污泥产量大大增加，预计到2020年，我国的污泥产量将突破6000万吨(含水率80%)。污泥若不及时处理，任意长时间的堆放，会占用大量土地，降低土地资源利用效率;散发出恶臭气体，影响周边居民生活环境;同时污泥的堆放产生渗滤液会对土壤及地下水环境造成污染。污泥的二次污染性逐渐引起环保业内重视。我国现有的污泥处置方式主要为焚烧、填埋及干化处理，但是焚烧污泥副作用很大，焚烧工艺过程中会产生严重的二次污染，其中最为人知的就是二噁英危害，而污泥填埋处置会侵占大量土地，如果防渗措施不当，还将导致潜在的土壤和地下水污染。同时，随着我国土地资源的紧缺，现有污泥填埋场造成的土地资源浪费越来越凸显，直接或间接造成了巨大的财政财产损失。而现存的污泥干燥系统存在能耗高、能源利用率低、不环保等特点，因此，发明人针对以上问题总结了一种新型污泥干燥系统及方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型污泥干燥系统及方法，有效解决了现存干燥系统耗能高、不环保等问题。
本发明一方面提供一种新型污泥干燥系统，该系统包括：污泥干燥装置、热量回收装置及水循环装置;
所述污泥干燥装置包括一卧式圆筒状壳体，所述壳体内轴向安装有一污泥搅拌棒，该壳体上还设有进料口、出料口、进气口及出气口，所述进气口处装有一风机，进料口及出料口分别用于污泥进入及离开壳体，进气口及出气口则分别用于将热气流进入及排出壳体;
所述水循环装置包括保温水箱、换热器、循环泵及加热装置，所述加热装置使水箱内的水形成水蒸气，水蒸气流通过设置在水箱上的蒸汽排气管口流入换热器，并在换热器内热交换后经循环泵流回保温水箱;
所述热量回收装置包括热泵机，所述热泵机通过气体传输管道将出气口排出的废气输送至换热器，废气在换热器内经热交换后进入污泥干燥装置，实现循环利用。
进一步地，所述加热装置包括太阳能集热器及辅助加热器，所述辅助加热器设于保温一侧，所述集热器设于保温水箱及换热器间，并通过复合抛物面聚光集热收集太阳辐射，加热集热器管道内的水。
进一步地，所述系统还包括空气除湿装置，所述空气除湿装置设于热泵机下游、换热器上游，该装置采用蜂窝式结构的除湿转轮、内部干燥剂采用硅胶-卤素盐复合干燥剂，使废气除湿后进入换热器。
进一步地，所述系统还包括一压缩脱水机设于污泥干燥装置上游，用以初步干化污泥，所述压缩脱水机还具有一料斗形污泥进料口。
进一步地，所述系统还包括一污泥破碎器，用以将初步干化的污泥破碎成颗粒状，再输送至污泥干燥装置，用以增加污泥在污泥干燥装置中的干燥效率。
进一步地，所述污泥干燥装置的进料口一个，设于壳体的侧壁上，出料口若干个，且并列设于壳体底部。
进一步地，所述污泥干燥装置的进气口设于进料口同侧的壳体侧壁上，且进气口的位置高于进料口，出气口设于对向的壳体侧壁上，且进、出气口等高设置。
进一步地，所述保温水箱的蒸汽排气管口处设有温度传感器。
本发明另一方面提供一种基于上述系统的污泥干燥方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：将待处理污泥输送到压缩脱水机中进行压榨处理后，使污泥含水率降低至40～45%的污泥，形成干化污泥;
步骤2：将干化后的污泥通过螺旋输送带送入污泥破碎器，形成污泥干化颗粒;
步骤3：将污泥干化颗粒通过螺旋输送带输送进入污泥干燥装置，搅拌棒搅拌污泥颗粒，同时开启空气除湿装置、水循环装置、热量回收装置以及风机，使污泥干燥装置的进气口有热气流通过，并将废气输送到空气除湿装置;
步骤4：将污泥颗粒的含水量干燥至20～25%后，将污泥干燥装置的出料口的阀门打开进行卸料。
进一步地，所述待处理的污泥的含水率为80～85%。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明利用热泵装置将干燥装置的出口废气回送到空气除湿装置，除湿后的气体再次进入到换热器中循环利用，从而有效避免热量的散失，实现热量的循环利用，降低能耗;空气在污泥干燥装置和空气除湿装置以及换热器之间循环利用，能够有效避免污泥挥发出的气体污染大气，有效保护环境;
2.本发明利用机械压缩脱水装置对污泥进行脱水处理，降低污泥的含水率，提高后续的处理效率。并且，将脱水后的污泥利用破碎装置进行破碎处理，有效地降低污泥颗粒的粒径，增大了颗粒的总表面积，有利于提高后续污泥干燥装置的干燥效率;
3.本发明利用槽式复合抛物面聚光集热器收集太阳辐射热能，并直接加热内部真空管中流动的水，水温升高后变成过热蒸汽，然后利用水的相变换热通过换热器将热量传递给除湿后的空气，通过风机将除湿后的空气吹扫至干燥装置，充分利用太阳能资源，十分环保高效;
4.本发明的自动化程度高，节约大量人工成本同时安全程度更高;本发明的新型污泥干燥系统装置还具有结构简单、实用性强、制造成本低的特点。（发明人高娟;苑春苗;孟凡一;马泽鹏;李刚）
