專利名稱：真空沸騰污泥脫水干化方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)固體和液體進(jìn)行兩相分離的方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種對(duì)污泥進(jìn)行脫水干化的方法及系統(tǒng)。屬于污水處理及固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，適用于處理不同規(guī)模有機(jī)污泥處理的需要。
背景技術(shù)：
污水處理廠在運(yùn)行過(guò)程中將產(chǎn)生大量的污泥，其特點(diǎn)是體積大、含水率高，對(duì)污泥處理首要任務(wù)是將其容積減小，降低污泥中的含水率，對(duì)污泥進(jìn)行脫水干化。傳統(tǒng)的污泥脫水的種類很多，按脫水原理可分為真空過(guò)濾脫水、壓濾脫水、離心脫水以及烘干等。真空過(guò)濾脫水系將污泥置于多孔性過(guò)濾介質(zhì)上，在介質(zhì)另一側(cè)造成真空，將污泥中的水分強(qiáng)行"吸入"，使之與污泥分離，從而實(shí)現(xiàn)脫水。壓濾脫水系將污泥置于過(guò)濾介質(zhì)上，在污泥一側(cè)對(duì)污泥施加壓力，強(qiáng)行使水分通過(guò)介質(zhì)，使之與污泥分離，從而實(shí)現(xiàn)脫水。離心脫水系通過(guò)水分與污泥顆粒的離心力之差使之相互分離從而實(shí)現(xiàn)脫水。烘干是對(duì)污泥直接或間接加熱使污泥中的水份蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫水干化。
真空過(guò)濾脫水、壓濾脫水、離心脫水等脫水設(shè)備存在脫離出的水二次污染，需要重新處理，特別是污水中含的磷氮高，加重污水處理負(fù)擔(dān)，脫水過(guò)程中，污泥中的臭氣容易溢出，使作業(yè)環(huán)境惡化，而且處理后污泥中蟲卵和微生物不能有效滅活等缺點(diǎn)。而烘干法存在能耗大，能耗損失大，熱效率不高，污泥中的臭氣容易溢出等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服傳統(tǒng)污泥脫水干化方法的不足點(diǎn)的脫水干化方法和系統(tǒng)，其脫水干化依據(jù)的主要原理包括降低氣壓能降低水的沸點(diǎn)，水在沸點(diǎn)吸熱能沸騰氣化為水蒸氣，而冷卻水蒸氣能液化為水，以及氣體能自動(dòng)由氣壓高向氣壓低處擴(kuò)散等原理。蟲卵和微生物的滅活依據(jù)的原理是真空下，生物細(xì)胞壁內(nèi)外壓差大而破裂至蟲卵和微生物滅活。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案，是形成一套按要求組合的系統(tǒng)，包括制冷壓縮機(jī)l，可密封真空水蒸氣冷凝槽罐(以下簡(jiǎn)稱冷凝槽罐)2，冷凝管3，含除臭功能的真空泵(以下簡(jiǎn)稱真空泵)4，可密封的真空沸騰槽罐(以下簡(jiǎn)稱沸騰槽罐)5，管道6 ，闊門7，含除臭功能的真空泵(以下簡(jiǎn)稱真空泵)8，散熱管9，冷凝槽罐底罐IO，閥門ll，閥門12，含除臭功能的真空泵(以下簡(jiǎn)稱真空泵)13，管道14。其中制冷壓縮機(jī)l、冷凝管3、散熱管9通過(guò)管道14連在一起，形成熱泵裝置，構(gòu)成系統(tǒng)中的熱傳遞分系統(tǒng)，冷凝槽罐2、沸騰槽罐5、管道6、閥門7、冷凝槽罐底罐10、閥門11、閥門12連在一起形成脫水分系統(tǒng)。真空泵4連接冷凝槽罐2、真空泵8連接沸騰槽罐5、真空泵13連接冷凝槽罐底罐10。通過(guò)該系統(tǒng)中各設(shè)備的相關(guān)功能和組合功能，實(shí)現(xiàn)以下能力。
一是利用系統(tǒng)中的沸騰槽罐，裝載污泥并使之與外界的作業(yè)環(huán)境隔離，同時(shí)其中的真空泵具有除臭功能，使污泥中的臭氣不能溢出，確保污泥中的臭氣不會(huì)使作業(yè)環(huán)境惡化。二是 通過(guò)系統(tǒng)中的真空泵的作用，在沸騰槽罐和冷凝槽罐內(nèi)形成高真空，使處于密封的真空沸騰 槽罐內(nèi)的污泥中的水，在常溫下和略高于常溫的溫度下，也能沸騰氣化為水蒸氣。同時(shí)通過(guò) 其中的冷壓縮機(jī)l、冷凝管3、散熱管9通過(guò)管道14連在一起，形成的熱泵裝置，從低溫處 的冷凝槽罐或其他包括大氣、地?zé)岬鹊蜏責(zé)嵩刺幬諢崃總鬟f給高溫處的沸騰槽罐，并維持 沸騰槽罐和冷凝槽罐形成的溫差，造成兩槽罐內(nèi)的水蒸氣氣壓不一致，其中沸騰槽罐內(nèi)水蒸 氣高于冷凝槽罐，從而使用水蒸氣自動(dòng)從沸騰槽罐內(nèi)向冷凝槽罐內(nèi)擴(kuò)散，并在冷凝槽罐內(nèi)被冷 卻液化為水，達(dá)到脫水的目的，同時(shí)脫離的水為冷凝水，不存在二次污染，可直接排放。三 是長(zhǎng)時(shí)間的真空環(huán)境中接受脫水處理，大部分蟲卵及微生物的細(xì)胞壁內(nèi)外壓差大，造成細(xì)胞 壁破裂，達(dá)到殺死污泥中蟲卵及微生物目的。四是采用的熱泵供熱技術(shù)替代傳統(tǒng)的對(duì)污泥供 熱，提高制熱能力。


附圖為實(shí)施真空沸騰污泥脫水干化方法的系統(tǒng)示意圖，圖中制冷壓縮機(jī)1，冷凝槽罐2， 冷凝管3，真空泵4，沸騰槽罐5，管道6，閥門7，真空泵8，散熱管9，冷凝槽罐底罐10， 閥門11，閥門12，真空泵13。
具體實(shí)施例方式
設(shè)置好系統(tǒng)后，先啟動(dòng)系統(tǒng)中的制冷壓縮機(jī)l，連通位于冷凝槽罐2內(nèi)的冷凝管3，由制 冷壓縮機(jī)1為冷凝槽罐2提供相對(duì)穩(wěn)定的低溫A，啟動(dòng)帶除臭氣裝置真空泵4，抽真空至真空 度與A溫度下飽和水蒸汽壓一致，并維持該真空度。將接受的污泥裝入沸騰槽罐5，密封沸 騰槽罐5，通過(guò)管道6將密封沸騰槽罐5與先密封并抽真空的冷凝槽罐2連接，但管道6上 靠冷凝槽罐2端閥門7是關(guān)閉的，利用帶除臭氣裝置的真空泵8抽吸沸騰槽罐成真空，直至 真空度與對(duì)應(yīng)環(huán)境溫度B下的飽和水蒸氣壓等。打開閥門7，將沸騰槽罐5與已先密封并抽 真空的冷凝槽2連通，同時(shí)將沸騰槽罐5內(nèi)散熱管9與制冷壓縮機(jī)1接通，由制冷壓縮機(jī)l 為沸騰槽罐5提供相對(duì)穩(wěn)定的高溫C，促使沸騰槽罐5內(nèi)污泥中水吸熱沸騰為水蒸氣，并向 氣壓低的冷凝槽罐2內(nèi)擴(kuò)散，到達(dá)冷凝槽罐2內(nèi)后，遇到位于冷凝槽罐2內(nèi)的冷凝管3的冷 卻，液化為水，由于重力作用，滴入冷凝槽罐底罐IO。待冷凝水積累到淹沒閥門ll，關(guān)閉閥 門ll，使冷凝槽罐底與冷凝槽罐的真空隔離，打開閥門12,排出冷凝水后，利用真空泵13抽 冷凝槽罐底罐10真空至真空度與A溫度下飽和水蒸汽壓一致，關(guān)閉閥門12，打開閥門ll， 繼續(xù)接受冷凝水。當(dāng)沸騰槽罐5內(nèi)污泥脫水達(dá)到要求后，關(guān)閉閥門7，使沸騰槽罐5與冷凝 槽罐的真空隔離，斷開管道6。打開沸騰槽罐5，取出脫水后的污泥，繼續(xù)將接受的污泥裝入 沸騰槽罐5密封后進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。
權(quán)利要求
1、真空沸騰污泥脫水干化方法，其特征在于，方法的步驟為(1)對(duì)容器密封及脫氣抽真空，包括將密封的冷凝槽罐抽成為高真空，直到冷凝槽罐內(nèi)氣體絕對(duì)壓強(qiáng)等于或小于此時(shí)冷凝槽罐內(nèi)溫度下水的飽和蒸汽壓，并用真空泵維持該壓強(qiáng)。以及將密封好裝有污泥的沸騰槽罐抽成為高真空，直到其絕對(duì)壓強(qiáng)等于此時(shí)沸騰槽罐內(nèi)溫度下水的飽和蒸汽壓。(2)連通脫氣抽為高真空的沸騰槽罐與冷凝槽罐。(3)熱泵連接的散熱管給沸騰槽罐污泥加熱，將污泥中水沸騰為水蒸氣；熱泵連接的冷凝管冷卻冷凝槽罐中水蒸氣，并液化為水，同時(shí)使沸騰槽罐內(nèi)氣壓與冷凝槽罐內(nèi)氣壓形成壓差，沸騰槽罐內(nèi)水蒸氣向冷凝槽罐內(nèi)擴(kuò)散。(4)通過(guò)制冷壓縮機(jī)，從冷凝槽罐內(nèi)或其他包括大氣、地?zé)岬鹊蜏責(zé)嵩刺帲諢崃總鬟f給高溫處的沸騰槽罐。
2、 如權(quán)利要求1所述真空沸騰污泥脫水干化方法，其特征在于，冷凝槽罐內(nèi)溫度與沸騰槽罐內(nèi)溫度不一致，存在溫差，且要確保沸騰槽罐內(nèi)溫度大于冷凝槽罐內(nèi)溫度。
3、 如權(quán)利要求1所述真空沸騰污泥脫水干化方法，其特征在于，用真空泵維持冷凝槽罐與沸騰槽罐的高真空度，使沸騰槽罐內(nèi)水在常溫，或比常溫略高的溫度下，其中的水也能沸騰，但冷凝槽罐內(nèi)水不沸騰。此處的所指的高真空度的絕對(duì)壓強(qiáng)在0.6KPa 20KPa，所指的常溫在0。C 60'C之間。
4、 如權(quán)利要求1所述真空沸騰污泥脫水干化方法，其特征在于，用制冷壓縮機(jī)等設(shè)備形成的熱泵裝置從冷凝槽罐內(nèi)或其他包括大氣、地?zé)岬鹊蜏責(zé)嵩刺?，吸收熱量傳遞給高溫處的沸騰槽罐。
5、 實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的真空沸騰污泥脫水干化系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括制冷壓縮機(jī)l，可密封真空水蒸氣冷凝槽罐2，冷凝管3，含除臭功能的真空泵4，可密封的真空沸騰槽罐5，管道6 ，閥門7，含除臭功能的真空泵8，散熱管9，冷凝槽罐底罐IO，閥門ll，閥門12，含除臭功能的真空泵13，管道14。其中制冷壓縮機(jī)l、冷凝管3、散熱管9通過(guò)管道14連在一起，形成熱泵裝置，構(gòu)成系統(tǒng)中的熱傳遞分系統(tǒng)，冷凝槽罐2、沸騰槽罐5、管道6 、闊門7,冷凝槽罐底罐IO，閥門11，閥門12連在一起形成脫水分系統(tǒng)。真空泵4連接冷凝槽罐2、真空泵8連接沸騰槽罐5、真空泵13連接冷凝槽罐底罐10。
全文摘要
本發(fā)明的真空沸騰污泥脫水干化系統(tǒng)由沸騰槽罐，冷凝槽罐，真空泵，熱泵及相應(yīng)的管道閥門，按要求組合而成。方法是先將裝有需要處理的污泥裝入沸騰槽罐，密封后抽真空，并使其絕對(duì)壓強(qiáng)與沸騰槽罐內(nèi)溫度下飽和水蒸氣壓相等，接通已先同樣密封并抽真空的冷凝槽罐，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)熱泵裝置的機(jī)械作用，保持沸騰槽罐內(nèi)的溫度高于冷凝槽罐內(nèi)溫度，使沸騰槽罐內(nèi)飽和水蒸氣壓高于冷凝槽罐內(nèi)飽和水蒸氣壓，進(jìn)而使沸騰槽罐內(nèi)污泥內(nèi)含的水不斷沸騰形成的水蒸氣自動(dòng)擴(kuò)散到冷凝槽罐內(nèi)并液化，從而實(shí)現(xiàn)沸騰槽罐中污泥被脫水干化。同時(shí)，在使用的真空泵中設(shè)置臭氣吸收裝置，吸收污泥中排放的臭氣，并通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高真空對(duì)蟲卵及微生物滅活。
文檔編號(hào)C02F11/12GK101671104SQ20081019848
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者王文準(zhǔn) 申請(qǐng)人:王文準(zhǔn)