申请日2015.11.05
公开(公告)日2016.01.27
IPC分类号C02F11/12
摘要
本发明涉及一种污水污泥的脱水干化装置及方法，所述装置包括：通过密闭式的管路连通的湿污泥存储输送系统、污泥脱水系统和污泥干化系统，以分别用于对所述污泥输送、存储、改性，对所述污泥进行脱水和对所述污泥进行干化成粒;其中，所述污泥脱水系统至少包括高压弹性压滤设备，以提高压滤机的工作压力;所述污泥干化系统至少包括卧式圆盘干化设备，以将改性脱水后的所述污泥干化。本发明适用于处理处置不同含水率的污泥，来自不同污水处理厂的污泥均可通过该工艺处理。污泥通过车载运输的方式送入污泥料仓内，然后通过泵和管路输送，不产生因污泥倒运产生的环境污染，环境卫生好。
权利要求书
1.一种污水污泥的脱水干化装置，包括：通过密闭式的管路连通的湿污泥存储输送系统、污泥脱水系统和污泥干化系统，以分别用于对所述污泥输送、存储、改性，对所述污泥进行脱水和对所述污泥进行干化成粒;
其中，所述污泥脱水系统至少包括高压弹性压滤设备，以提高压滤机的工作压力;
所述污泥干化系统至少包括卧式圆盘干化设备，以将改性脱水后的所述污泥干化。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压弹性压滤设备包括配板和位于所述配板上方的高压滤板，其中，所述配板和所述高压滤板通过弹簧连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高压弹性压滤设备还进一步包括套设在所述配板和所述高压滤板上的滤布。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述卧式圆盘干化设备包括筒体和位于所述筒体内的主轴，所述主轴包括中空轴和与所述中空轴气体连通的空心圆盘，其中，所述中空轴与蒸汽加热设备连通。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述空心圆盘的外缘设置有弧板，所述弧板包括倾斜浆叶和/或水平浆叶，以用于推进和/或搅拌所述污泥。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述湿污泥存储输送系统包括依次连通的污泥存储输送设备、改性调质罐和污泥缓存罐，以用于接受污泥并将所述污泥进行改性。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述污泥脱水系统和所述污泥干化系统之间还设置有倾斜输送机和缓冲料仓。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述污泥干化系统还与除尘器、和/或冷凝器和/或生物除臭装置相连接。
9.一种基于权利要求1至8之一所述装置的脱水干化方法，包括：
步骤S1：将污泥输送至所述湿污泥存储输送系统，以对所述污泥进行输送、存储、改性;
步骤S2：将改性后的所述污泥送至所述污泥脱水系统，在所述高压弹性压滤设备中通过多次进料多次压滤，去除所述污泥中的水;
步骤S3：经所述高压弹性压滤设备压滤后的污泥进入所述污泥干化系统，在所述卧式圆盘干化设备中对脱水后的污泥进行干燥成粒。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中所述污泥的进料时间为10-25min，并预留保压时间;所述污泥的压滤时间为 75-90min。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中进行两次进料两次压滤，至压滤后污泥含水率为55-65%。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中压滤后的所述污泥进入所述卧式圆盘干化设备中，中空轴和空心圆盘内通入热媒介质，所述污泥与所述空心圆盘进行热交换，并通过所述中空轴的旋转推动所述污泥前进，最后干化所述污泥并造粒。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中在所述污泥加入基于污泥干基量的15-20%改性剂，并搅拌改性不少于45min。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3之后还进一步包括对所述卧式圆盘干化设备排放的尾气进行除尘、和/或冷凝和/或除臭的步骤。
说明书
一种污水污泥的脱水干化装置及方法
技术领域
本发明涉及污水污泥处理领域，本发明涉及一种城镇污水污泥的脱水干化装置及方法，适用于城镇污水处理厂污泥的处理，同样适用于城镇废弃有机物厌氧消化后沼渣处理等。
背景技术
城镇污水污泥处理处置包括了污泥稳定化、减量化、无害化和资源化的要求;污泥的减量化是污泥处理的核心环节，主要目标降低污泥中的水分;污泥减量化的方法包括机械脱水法、热干化法等;在污泥处理处置的过程中，存在多种工艺的组合方式。
机械脱水法包括厢式压滤机、隔膜压滤机、带式压滤机等，其中以隔膜压滤机和带式压滤机为主，由于生化处理后污水污泥粘性较高，常规压滤后污泥含水率约80%;热干化法包括直接热干化和间接热干化;直接热干化通常采用工业窑炉烟气直接接触，热对流换热;间接干化通过热媒(蒸汽或导热油)间接接触;烘干法可将污水干化至10-40%含水率，并能够为污泥的无害化和资源化提供条件;污泥直接热干化一般需要利用工业窑炉的烟气，烟气量较大，受周边条件的资源限制较大，且直接换热后的烟气往往含有一定量的臭性气体，除臭难度较大;污泥间接热干化热耗较高，污泥80%含水率降低到40%含水率一般需消耗0.8-1t左右的饱和水蒸汽(0.5Mpa,153℃)，实际运行费用较高;
现有技术中公开了一种污泥干化系统，其特征在于污泥脱水与热干化之间设置了污泥造粒设备，但是污泥造粒过程往往会产生较多的粉尘和堵塞现象，影响系统的稳定性。
现有技术中还公开了一种污泥的蒸汽低温热调质干化成套处理装置与方法，其采用蒸汽热媒作为调质手段。
现有技术中还公开了一种脱水干化工艺方法及装置，其特征在于采用空心桨叶旋转间接式干燥机，在干化方式上，空心旋转式间接干燥机将85%的成品污泥送入成品区，15%的污泥通过螺旋送料器返回到预干化区，污泥的干化过程需要“返混”。
现有技术中还公开了还公开了一种强力脱水和低温干化结合的污泥处理方法，其特征在于将热电厂或水泥厂排除的130-220℃的烟气，通过风门控制烟气量，通过引风机送入回转式污泥干化成粒装置中，进行干化或成粒的过程。
随着污水处理厂处理规模和处理深度的提高，污泥产量不断逐年增加;原有的污泥处理处置设备和方法不能满足污泥处置需求，主要表现以下方面：
1、压滤法对污泥减量化程度不足：压滤法脱水后含水率一般在80%左右，污泥减量化程度不够，脱水后污泥容积仍然庞大，不便于最终处置;中压隔膜压滤(工作压力15-18bar)压滤能够降低污泥含水率至60%，但需要增加较多的调理剂(调理量30-50%/tDS)，调理后的污泥最终只能进入填埋场处置;
2、城市区域内往往具有两个以上城镇污水处理厂，各污水处理厂污泥脱水方式和脱水效果存在差异;集中污泥处理厂需要满足来泥多元，含水率变化较大的要求;
3、直接烘干法需要大量的热烟气，直接接触后的热烟气处理含有臭味，处理难度较大;
4、间接烘干法一般采用蒸汽作为热媒，干化一吨污泥通常需要0.8-1.0t 蒸汽(0.6Mpa,160℃)，处理成本较高。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种污水污泥的脱水干化装置，包括：通过密闭式的管路连通的湿污泥存储输送系统、污泥脱水系统和污泥干化系统，以分别用于对所述污泥输送、存储、改性，对所述污泥进行脱水和对所述污泥进行干化成粒;
其中，所述污泥脱水系统至少包括高压弹性压滤设备，以提高压滤机的工作压力;
所述污泥干化系统至少包括卧式圆盘干化设备，以将改性脱水后的所述污泥干化。
可选地，所述高压弹性压滤设备包括配板和位于所述配板上方的高压滤板，其中，所述配板和所述高压滤板通过弹簧连接。
可选地，所述高压弹性压滤设备还进一步包括套设在所述配板和所述高压滤板上的滤布。
可选地，所述卧式圆盘干化设备包括筒体和位于所述筒体内的主轴，所述主轴包括中空轴和与所述中空轴气体连通的空心圆盘，其中，所述中空轴与蒸汽加热设备连通。
可选地，在所述空心圆盘的外缘设置有弧板，所述弧板包括倾斜浆叶和/ 或水平浆叶，以用于推进和/或搅拌所述污泥。
可选地，所述湿污泥存储输送系统包括依次连通的污泥存储输送设备、改性调质罐和污泥缓存罐，以用于接受污泥并将所述污泥进行改性。
可选地，所述污泥脱水系统和所述污泥干化系统之间还设置有倾斜输送机和缓冲料仓。
可选地，所述污泥干化系统还与除尘器、和/或冷凝器和/或生物除臭装置相连接。
本发明还提供了一种基于上述装置的脱水干化方法，包括：
步骤S1：将污泥输送至所述湿污泥存储输送系统，以对所述污泥进行输送、存储、改性;
步骤S2：将改性后的所述污泥送至所述污泥脱水系统，在所述高压弹性压滤设备中通过多次进料多次压滤，去除所述污泥中的水;
步骤S3：经所述高压弹性压滤设备压滤后的污泥进入所述污泥干化系统，在所述卧式圆盘干化设备中对脱水后的污泥进行干燥成粒。
可选地，在所述步骤S2中所述污泥的进料时间为10-25min，并预留保压时间;所述污泥的压滤时间为75-90min。
可选地，在所述步骤S2中进行两次进料两次压滤，至压滤后污泥含水率为55-65%。
可选地，在所述步骤S3中压滤后的所述污泥进入所述卧式圆盘干化设备中，中空轴和空心圆盘内通入热媒介质，所述污泥与所述空心圆盘进行热交换，并通过所述中空轴的旋转推动所述污泥前进，最后干化所述污泥并造粒。
可选地，在所述步骤S1中在所述污泥加入基于污泥干基量的15-20%改性剂，并搅拌改性不少于45min。
可选地，在所述步骤S3之后还进一步包括对所述卧式圆盘干化设备排放的尾气进行除尘、和/或冷凝和/或除臭的步骤。
本发明与现有技术相比具有显著的有益效果：
1、本发明优化设计了污泥存储和输送系统，能够集中处置外来的污泥(含水率70-80%)，通过密闭式的管路泵送方式，保证了现场的环境卫生。
2、本发明采用高压弹性压滤设备，提高压滤机的工作压力并优化压榨段的动作顺序，简化了系统流程和降低药剂添加量。
3、本发明采用卧式圆盘干化设备，优选采用蒸汽作为热媒，将改性脱水后的污泥干化至40%以下，不需要污泥“返混”或“造粒”。
4、本发明将脱水和干化设备有机的结合起来，根据脱水难度梯度利用机械能和热能，降低污泥处理的运行费用。
本发明所述装置和所述方法具有以下优点：
1、本发明适用于处理处置不同含水率的污泥，来自不同污水处理厂的污泥均可通过该工艺处理。
2、污泥通过车载运输的方式送入污泥料仓内，然后通过泵和管路输送，不产生因污泥倒运产生的环境污染，环境卫生好。
3、满足不同城镇污水厂污泥含水率变化的要求，适应能力强，稳定性高，处理费用较低。
4、污泥通过改性调理装置，污泥搅拌时间不少于45min，提高污泥压滤性能，通过改变板框材质，增设弹簧机构，提高滤板之间的压力，使压力能提高到30-50bar;通过优化污泥进料和压滤动作顺序，提高污泥脱水性能;改性剂优选采用石灰、粉煤灰系粗骨料反应剂，石灰添加量约为污泥干基量 15-20%，相比传统中压隔膜板框降低1/2;高压弹性压滤设备压滤后污泥通过无轴螺旋输送，避免物料的泄露和环境污染。
5、优选采用卧式圆盘干化设备，通过设置倾斜桨叶和水平桨叶承担搅拌推进作用，提高了圆盘抗磨损能力，特别适用于高含沙的污水污泥。圆盘式干化设备为高效节能设备，蒸汽的用量约为0.4-0.45t/t污泥，约为常规热干化工艺1/2;此外圆盘式污泥干化工艺系统负压运行，无臭气外逸，环境卫生控制好。
6、经过高压压滤及干化后，污泥的含水率降低到40%以下，一般为 30-40%;由于在处理过程中药剂添加量较小，污泥干基热值变化小，便于最终在电厂或垃圾电厂焚烧处置。
