一種潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置及污泥干化方法
【專利摘要】一種潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置：其包括：斜管沉降池底部設(shè)有螺旋輸泥器，位于螺旋輸泥器上方鋪設(shè)有斜管，斜管沉降池下部通過液壓泵連接濕式碳化反應(yīng)器；濕式碳化反應(yīng)器底部設(shè)置一個(gè)納米曝氣盤，濕式碳化反應(yīng)器的污泥導(dǎo)入濕熱烘干裝置內(nèi)；濕熱烘干裝置一端安裝有電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)水平安置兩個(gè)平行排列的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)軸為中空結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)軸的一端設(shè)有進(jìn)氣孔，驅(qū)動(dòng)軸的另一端設(shè)有排水孔；驅(qū)動(dòng)軸上水平安置兩個(gè)平行排列的螺旋轉(zhuǎn)盤，螺旋轉(zhuǎn)盤靠近支架一段的盤片表面光滑，其余段的盤片的表面布滿小孔。本發(fā)明還公開了利用上述裝置進(jìn)行污泥干化的方法。
【專利說明】一種潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置及污泥干化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置。
[0002] 本發(fā)明還涉及利用上述裝置進(jìn)行污泥干化的方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 現(xiàn)今采用生物法處理污水的理念遍及全球，且效果顯著，但在處理過程中產(chǎn)生了 大量的副產(chǎn)物-污泥，對于污泥的處理已成為一個(gè)熱點(diǎn)問題，如忽視了污泥處理，將污泥長 期堆放，會(huì)導(dǎo)致蚊蠅孽生，對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，嚴(yán)重的影響周邊居民的生產(chǎn)、生活。本發(fā)明 設(shè)計(jì)的污泥干化過程可滅殺蟲卵、病原菌，并使殘余多環(huán)芳烴類化合物以及雜環(huán)類化合物 等難降解污染物質(zhì)變性，喪失原有毒性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置。
[0005] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述組合裝置進(jìn)行污泥干化的方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置，主要由斜 管沉降池、旋轉(zhuǎn)離心機(jī)、濕熱烘干裝置組成，其中：
[0007] 斜管沉降池底部設(shè)有螺旋輸泥器，位于螺旋輸泥器上方鋪設(shè)有斜管；
[0008] 斜管沉降池上方開口設(shè)置溢流堰，斜管沉降池下部通過液壓泵連接濕式碳化反應(yīng) 器；
[0009] 濕式碳化反應(yīng)器底部設(shè)置一個(gè)納米曝氣盤，經(jīng)過濕式碳化反應(yīng)器處理的污泥通過 進(jìn)料口導(dǎo)入濕熱烘干裝置內(nèi)；
[0010] 濕熱烘干裝置的外殼上開設(shè)有空氣入口、廢氣出口和出料口；濕熱烘干裝置的外 殼固定在支架上，該濕熱烘干裝置一端安裝有電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)該濕熱烘干裝置內(nèi)部水平安 置兩個(gè)平行排列的驅(qū)動(dòng)軸同向同速運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0011] 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸均為中空結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)軸的一端設(shè)有通入蒸汽的進(jìn)氣孔，驅(qū)動(dòng)軸的另一 端設(shè)有排水孔；
[0012] 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸上水平安置兩個(gè)平行排列的螺旋轉(zhuǎn)盤，螺旋轉(zhuǎn)盤的一側(cè)較厚，固定有 加厚片一側(cè)與未固定有加厚片的一側(cè)相合后留有較大有縫隙；
[0013] 螺旋轉(zhuǎn)盤靠近支架一段的盤片表面光滑，其余段的盤片的表面布滿小孔。
[0014] 所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置中，濕式碳化反應(yīng)器內(nèi)的納米曝氣盤連 接納米曝氣機(jī)。
[0015] 所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置中，濕式碳化反應(yīng)器處理的污泥在液壓 泵的作用下通過進(jìn)料口導(dǎo)入濕熱烘干裝置內(nèi)。
[0016] 所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置中，螺旋轉(zhuǎn)盤中表面光滑的盤片長度占 整個(gè)盤片長度的2/3。
[0017] 所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置中，濕熱烘干裝置的外殼為鋼板卷成的 橢圓形外殼或8字形外殼，外殼外部有一保溫層。
[0018] 本發(fā)明提供的利用上述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置進(jìn)行污泥干化的方 法：
[0019] 將污泥輸入斜管沉降池進(jìn)行泥水分離，污泥在斜管表面積聚成污泥層，依靠重力 作用下沉；
[0020] 分離污泥輸入濕式碳化反應(yīng)器，在高溫高壓條件下注入空氣，在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行濕 式碳化，將污泥碳化成固體碳化物，啟動(dòng)時(shí)利用超高壓蒸汽的熱能啟動(dòng)，運(yùn)行中利用反應(yīng)放 熱維持系統(tǒng)運(yùn)行，反應(yīng)過程熱量回收用于蒸汽加熱，經(jīng)過濕式碳化處理后含水率降低的污 泥進(jìn)入濕熱烘干裝置中進(jìn)行干化；
[0021] 高溫高壓蒸汽自驅(qū)動(dòng)軸的一端通入，并自螺旋轉(zhuǎn)盤上的細(xì)孔噴出，通入干化后期 污泥中，帶動(dòng)其中水分升溫轉(zhuǎn)化為蒸汽，降低含水率；
[0022] 蒸汽在潛熱釋放的過程中進(jìn)行潛熱換熱，降低污泥的含水率；污泥中的水汽在熱 作用下轉(zhuǎn)化為蒸汽，自濕熱烘干裝置的廢氣出口排出，空氣自空氣入孔補(bǔ)入；
[0023] 排水口流出的高溫水經(jīng)過加熱成為蒸汽進(jìn)氣口原料循環(huán)使用，并使用濕式碳化反 應(yīng)器內(nèi)熱量加熱，最大程度降低熱損失。
[0024] 所述的方法中，濕式碳化反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度為120?200°C，壓力為2?6Mpa，停 留時(shí)間為l_6h。
[0025] 所述的方法中，濕熱烘干裝置中通入的蒸汽為120-170°C。
[0026] 所述的方法中，濕熱烘干裝置內(nèi)的螺旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速可以依據(jù)污泥所需干化程度進(jìn) 行調(diào)節(jié)。
[0027] 本發(fā)明的污泥干化過程可滅殺蟲卵、病原菌，并使殘余多環(huán)芳烴類化合物以及雜 環(huán)類化合物等難降解污染物質(zhì)變性，喪失原有毒性。本發(fā)明對污泥進(jìn)行脫水，減少了單一工 藝的負(fù)荷，提高了污泥脫水效率，同時(shí)最大化利用潛熱進(jìn)行污泥干化，減少了常規(guī)工藝中的 污泥刮落、推進(jìn)設(shè)施，簡化了工藝結(jié)構(gòu)，同時(shí)強(qiáng)化了處理效率，提高了能源利用率，降低了能 源消耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中主要組 件符號(hào)說明：
[0029] 1斜管沉降池；2斜管；3濕式碳化反應(yīng)器；4電機(jī)；5進(jìn)料口；6螺旋轉(zhuǎn)盤；7濕熱烘 干裝置；8空氣入口；9外殼；10驅(qū)動(dòng)軸；11廢氣出口；12進(jìn)氣孔；13出料口；14支架；15排 水孔；16納米曝氣機(jī)；17液壓泵；18納米曝氣盤；19螺旋輸泥器。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明的潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置，主要由斜管沉降池、旋轉(zhuǎn)離心機(jī)、 濕熱烘干裝置組成，其中：
[0031] 斜管沉降池1底部設(shè)有螺旋輸泥器19,位于螺旋輸泥器19上方鋪設(shè)有斜管2,斜 管沉降池1上方開口設(shè)置溢流堰，通過加設(shè)斜管可以使顆粒沉淀距離縮短，最大可能的降 低雷諾數(shù)，從而減少絮流，縮短沉淀時(shí)間，提高沉淀效率。在斜管表面積聚成污泥層，依靠重 力作用下沉后由螺旋輸泥器19進(jìn)行泥水分離。
[0032] 斜管沉降池1下部通過液壓泵17連接濕式碳化反應(yīng)器3,濕式碳化反應(yīng)器3底部 設(shè)置一個(gè)納米曝氣盤18,納米曝氣盤18與一納米曝氣機(jī)16連接。經(jīng)過斜管沉降池1分離 的污泥經(jīng)螺旋輸泥器19在液壓泵17的作用下輸送至濕式碳化反應(yīng)器3內(nèi)，在高溫高壓條 件下由納米曝氣盤18注入空氣，在濕式碳化反應(yīng)器3內(nèi)進(jìn)行濕式碳化，將污泥碳化成固體 碳化物，啟動(dòng)時(shí)利用超高壓蒸汽的熱能啟動(dòng)，運(yùn)行中利用反應(yīng)放熱能夠維持系統(tǒng)運(yùn)行（自 熱運(yùn)行），溫度很快升高至200°C。濕式碳化反應(yīng)過程熱量回收用于蒸汽加熱，提高能源利 用效率，降低能耗及運(yùn)行成本。
[0033] 經(jīng)過濕式碳化反應(yīng)器3處理后含水率降低的污泥在液壓泵17的作用下導(dǎo)入濕熱 烘干裝置7的進(jìn)料口 5。濕熱烘干裝置7的外殼為鋼板卷成的橢圓形外殼或8字形外殼， 外殼外部有一保溫層，外殼上開設(shè)有空氣入口 8、廢氣出口 11和出料口 13。濕熱烘干裝置 7的外殼固定在支架14上，該濕熱烘干裝置7 -端安裝有電機(jī)4,電機(jī)4驅(qū)動(dòng)該濕熱烘干裝 置7內(nèi)部水平安置兩個(gè)平行排列的驅(qū)動(dòng)軸10同向同速運(yùn)轉(zhuǎn)，并可以根據(jù)污泥所需干化程度 調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)軸10的轉(zhuǎn)速。兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸10均為中空結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)軸10的一端設(shè)有通入蒸汽的進(jìn) 氣孔12,驅(qū)動(dòng)軸10的另一端設(shè)有排水孔15。
[0034] 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸10上水平安置兩個(gè)平行排列的螺旋轉(zhuǎn)盤6,螺旋轉(zhuǎn)盤6的一側(cè)較厚，較 厚的盤片可以通過在該側(cè)的盤片上加設(shè)固定若干個(gè)加厚片來實(shí)現(xiàn)加厚，固定有加厚片一側(cè) 與未固定有加厚片的一側(cè)相合后留有較大有縫隙，相互之間可以起到刮泥作用，防止污泥 淤積在螺旋轉(zhuǎn)盤表面，影響熱量傳遞。螺旋轉(zhuǎn)盤6靠近支架14 一段的盤片表面光滑（表面 光滑的盤片長度約占整個(gè)盤片長度的2/3)，其余段的盤片的表面布滿小孔。污泥在濕熱烘 干裝置進(jìn)行最終干化，使污泥含水率可降至30% -40%乃至全干。
[0035] 本發(fā)明的潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置用于污泥干化的方法是：
[0036] 將污泥輸入斜管沉降池進(jìn)行泥水分離，污泥在斜管表面積聚成污泥層，依靠重力 作用下沉。
[0037] 分離出的污泥輸入濕式碳化反應(yīng)器，在高溫高壓條件下注入空氣，在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn) 行濕式碳化，將污泥碳化成固體碳化物，啟動(dòng)時(shí)利用超高壓蒸汽的熱能啟動(dòng)，運(yùn)行中利用反 應(yīng)放熱能夠維持系統(tǒng)運(yùn)行（自熱運(yùn)行），溫度很快升高至200°C，本發(fā)明利用納米曝氣裝置 達(dá)成有機(jī)污泥碳化工藝,納米氣泡的爆破性產(chǎn)生的局部高溫功能、ζ電位和羥基自由基可 以促使有機(jī)物快速碳化，使污泥中的粘性有機(jī)物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)改善 脫水性能。隨水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的 破壞，使束縛水和固體顆粒分離。
[0038] 反應(yīng)過程熱量回收用于蒸汽加熱，提高能源利用效率，降低能耗及運(yùn)行成本。經(jīng)過 濕式碳化處理，含水率降低的污泥進(jìn)入下一步濕熱烘干裝置中；
[0039] 濕式碳化后的污泥進(jìn)入濕熱烘干裝置進(jìn)行干化，120_170°C的高溫高壓蒸汽自驅(qū) 動(dòng)軸的右端（圖示方向）通入，從右向左流動(dòng)。蒸汽首先先自右端螺旋轉(zhuǎn)盤的細(xì)孔中噴出， 通入干化后期污泥中，帶動(dòng)其中水分升溫轉(zhuǎn)化為蒸汽，降低含水率；而后蒸汽繼續(xù)延驅(qū)動(dòng)軸 向左端流動(dòng)，在潛熱釋放的過程中進(jìn)行潛熱換熱，降低污泥的含水率；污泥中的水汽在熱作 用下轉(zhuǎn)化為蒸汽，自螺旋轉(zhuǎn)盤污泥脫水裝置的廢氣出口排出，空氣自空氣入孔補(bǔ)入；排水 口流出的高溫水經(jīng)過加熱成為蒸汽進(jìn)氣口原料循環(huán)使用，并使用濕式碳化反應(yīng)器內(nèi)熱量加 熱，最大程度降低熱損失。
【權(quán)利要求】
1. 一種潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置，主要由斜管沉降池、旋轉(zhuǎn)離心機(jī)、濕熱烘 干裝置組成，其中： 斜管沉降池底部設(shè)有螺旋輸泥器，位于螺旋輸泥器上方鋪設(shè)有斜管； 斜管沉降池上方開口設(shè)置溢流堰，斜管沉降池下部通過液壓泵連接濕式碳化反應(yīng)器； 濕式碳化反應(yīng)器底部設(shè)置一個(gè)納米曝氣盤，經(jīng)過濕式碳化反應(yīng)器處理的污泥通過進(jìn)料 口導(dǎo)入濕熱烘干裝置內(nèi)； 濕熱烘干裝置的外殼上開設(shè)有空氣入口、廢氣出口和出料口；濕熱烘干裝置的外殼固 定在支架上，該濕熱烘干裝置一端安裝有電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)該濕熱烘干裝置內(nèi)部水平安置兩 個(gè)平行排列的驅(qū)動(dòng)軸同向同速運(yùn)轉(zhuǎn)； 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸均為中空結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)軸的一端設(shè)有通入蒸汽的進(jìn)氣孔，驅(qū)動(dòng)軸的另一端設(shè) 有排水孔； 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸上水平安置兩個(gè)平行排列的螺旋轉(zhuǎn)盤，螺旋轉(zhuǎn)盤的一側(cè)較厚，固定有加厚 片一側(cè)與未固定有加厚片的一側(cè)相合后留有較大有縫隙； 螺旋轉(zhuǎn)盤靠近支架一段的盤片表面光滑，其余段的盤片的表面布滿小孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置，其中，濕式碳化反應(yīng)器 內(nèi)的納米曝氣盤連接納米曝氣機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置，其中，濕式碳化反應(yīng)器 處理的污泥在液壓泵的作用下通過進(jìn)料口導(dǎo)入濕熱烘干裝置內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置，其中，螺旋轉(zhuǎn)盤中表面 光滑的盤片長度占整個(gè)盤片長度的2/3。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置，其中，濕熱烘干裝置的 外殼為鋼板卷成的橢圓形外殼或8字形外殼，外殼外部有一保溫層。
6. 利用權(quán)利要求1所述潛熱自凈盤強(qiáng)化污泥脫水的組合裝置進(jìn)行污泥干化的方法： 將污泥輸入斜管沉降池進(jìn)行泥水分離，污泥在斜管表面積聚成污泥層，依靠重力作用 下沉； 分離污泥輸入濕式碳化反應(yīng)器，在高溫高壓條件下注入空氣，在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行濕式碳 化，將污泥碳化成固體碳化物，啟動(dòng)時(shí)利用超高壓蒸汽的熱能啟動(dòng)，運(yùn)行中利用反應(yīng)放熱維 持系統(tǒng)運(yùn)行，反應(yīng)過程熱量回收用于蒸汽加熱，經(jīng)過濕式碳化處理后含水率降低的污泥進(jìn) 入濕熱烘干裝置中進(jìn)行干化； 高溫高壓蒸汽自驅(qū)動(dòng)軸的一端通入，并自螺旋轉(zhuǎn)盤上的細(xì)孔噴出，通入干化后期污泥 中，帶動(dòng)其中水分升溫轉(zhuǎn)化為蒸汽，降低含水率； 蒸汽在潛熱釋放的過程中進(jìn)行潛熱換熱，降低污泥的含水率；污泥中的水汽在熱作用 下轉(zhuǎn)化為蒸汽，自濕熱烘干裝置的廢氣出口排出，空氣自空氣入孔補(bǔ)入； 排水口流出的高溫水經(jīng)過加熱成為蒸汽進(jìn)氣口原料循環(huán)使用，并使用濕式碳化反應(yīng)器 內(nèi)熱量加熱，最大程度降低熱損失。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，濕式碳化反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度為120?200°C，壓 力為2?6Mpa，停留時(shí)間為l-6h。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，濕熱烘干裝置中通入的蒸汽為120-170°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，濕熱烘干裝置內(nèi)的螺旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速可以依據(jù)污 泥所需干化程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】C02F11/18GK104150735SQ201410359686
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】夏訓(xùn)峰, 席北斗, 王雷, 何小松, 高如泰, 楊天學(xué), 李曹樂, 霍守亮 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院