一种污泥低温干化处理系统的制作方法

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种污泥低温干化处理系统。

背景技术：

污泥是污水处理过程的终端产物，是重要的污染源，若不加以处理，将对大气、水体、土壤产生严重的污染，而且还会加快某些人类疾病的传播。随着我国经济进一步向纵深发展，工业污水处理所产生的污泥以及市政污泥的量会越来越大，随之污泥对环境污染的威胁亦愈来愈大，国家对污泥处理的要求及标准会愈来愈高。在众多的污泥处理技术中，干化、焚烧工艺是一项重要的技术，其基本过程是，对污泥进行浓缩、干化，最后焚烧，并对焚烧产生的热能加以回收。干化过程是该工艺的关键步骤，目前该过程存在的主要问题是能耗大，运行成本高，干化过程以及后续运输过程中产生的粉尘及废气易造成环境二次污染等问题，现已难以适应新形势，不能满足日益增加的污泥量以及越来越严格的环保要求，有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对工业污泥和市政污泥，提供一种占地面积小、设备化程度高、能耗低且不产生二次污染的污泥低温干化处理系统及工艺。

本发明的实施例提供了一种污泥低温干化处理系统，包括热泵系统、风循环系统、污泥干化室、喷淋系统、过滤器及表冷器；热泵系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机及膨胀阀，蒸发器通过压缩机及膨胀阀连接冷凝器，蒸发器用于吸收污水处理厂中水中的热量，并通过压缩机提升热量后，经冷凝器对空气加热产生热干空气；冷凝器通过风循环系统连接污泥干化室，用于将热干空气通过风循环系统输送至污泥干化室进行污泥干化，干化后产生湿冷空气；污泥干化室连接喷淋系统，喷淋系统用于通过污水处理厂中水对湿冷空气进行喷淋除臭和除尘；喷淋系统连接过滤器，过滤器用于将喷淋除臭和除尘后的湿冷空气进行脱除固体颗粒处理，并产生洁净的湿冷空气；过滤器连接表冷器，表冷器用于将洁净的湿冷空气与污水处理厂中水进行换热降温处理，析出洁净的湿冷空气中的水分；表冷器连接冷凝器，用于将降温后的湿冷空气输送至冷凝器。

进一步，该系统还包括污泥进料系统及污泥出料系统，污泥进料系统包括输送设备，返混设备及成型设备；输送设备为螺旋输送设备，返混设备为桨叶式污泥返混设备，成型设备为对辊挤压式污泥成型设备；污泥出料系统为螺旋输送设备。

进一步，污泥干化室内设有污泥输送设备和风道；污泥输送为直径小于3mm的微孔带式链条输送机，且至少布置两层。

进一步，喷淋系统包括布水系统及填料，布水系统包括穿孔管及与穿孔管连接的喷头布水器；填料为cpvc波纹式填料。

进一步，过滤器滤芯为折叠式滤芯，既能减少阻力使空气快速流过，又能阻止固体小颗粒物通过。

进一步，表冷器为铜管铝翅片式表冷器。

进一步，冷凝器为铜管铝翅片式冷凝器，压缩机为涡轮式压缩机，蒸发器为列管式蒸发器；冷凝器采用r22和134a冷媒。

进一步，风循环系统为循环风机，循环风机为无蜗壳离心循环风机。

与现有技术相比本发明的有益效果是：本发明占地面积小、设备集成化程度高，能耗低且处理过程中不产生二次污染。

附图说明

图1是本发明一种污泥低温干化处理系统一实施例的结构示意图；

图2是本发明一种污泥低温干化处理系统工作中不同温度下饱和湿空气含水量的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

参图1所示，本实施例提供了一种污泥低温干化处理系统，包括热泵系统、风循环系统、污泥干化室3、喷淋系统4、过滤器5及表冷器6；热泵系统包括蒸发器11、冷凝器12、压缩机13及膨胀阀14，蒸发器11通过压缩机13及膨胀阀14连接冷凝器12，蒸发器11用于吸收污水处理厂中水中的热量，并通过压缩机13提升热量后，经冷凝器12对空气加热产生热干空气；冷凝器12通过风循环系统连接污泥干化室3，用于将热干空气通过风循环系统输送至污泥干化室3进行污泥干化，干化后产生湿冷空气；污泥干化室3连接喷淋系统4，喷淋系统4用于通过污水处理厂中水对湿冷空气进行喷淋除臭和除尘；喷淋系统4连接过滤器5，过滤器5用于将喷淋除臭和除尘后的湿冷空气进行脱除固体颗粒处理，并产生洁净的湿冷空气；过滤器5连接表冷器6，表冷器6用于将洁净的湿冷空气与污水处理厂中水进行换热降温处理，析出洁净的湿冷空气中的水分；表冷器6连接冷凝器12，用于将降温后的湿冷空气输送至冷凝器12。

在本实施例中，该系统还包括污泥进料系统及污泥出料系统，污泥进料系统包括输送设备，返混设备及成型设备；输送设备为螺旋输送设备，返混设备为桨叶式污泥返混设备，成型设备为对辊挤压式污泥成型设备；污泥出料系统为螺旋输送设备，即将干燥后的污泥通过螺旋输送进入包装单元。污泥进料系统的螺旋输送设备，使湿污泥平稳连续的进入桨叶式污泥返混设备内，桨叶式污泥返混设备，使干污泥和湿污泥充分混合便于成型，对辊挤压式污泥成型设备，即通过对污泥挤压成直径为3-5mm的条，同时将条剪切成6-15mm的长度，便于烘干。该系统中的返混设备、成型设备、螺旋输送设备均选用不锈钢304及以上材质。微孔带式链条选用尼龙66。

在本实施例中，污泥干化室内设有污泥输送设备和风道；污泥输送为直径小于3mm的微孔带式链条输送机，且至少布置两层，在微孔带式输送机上，保证污泥与循环空气在风道中充分接触，直至烘干进入出料系统。风道为污泥与空气接触进行传质传热提供场所。

在本实施例中，喷淋系统4包括布水系统及填料，布水系统包括穿孔管及与穿孔管连接的喷头布水器；填料为cpvc波纹式填料。水喷淋自上而下，与循环空气错流接触，更好的除臭和除尘。

在本实施例中，过滤器5滤芯为折叠式滤芯。

在本实施例中，表冷器6为铜管铝翅片式表冷器，表冷器6下设有水盆61及冷凝水出口。

在本实施例中，冷凝器12为铜管铝翅片式冷凝器，压缩机13为涡轮式压缩机，蒸发器11为列管式蒸发器；冷凝器12采用r22和134a冷媒，即通过蒸发器对污水厂中水进行热量提取，再通过压缩机进行做功提升，最后通过冷凝器将热量传递给用来蒸发水分的空气。

在本实施例中，风循环系统为循环风机21，循环风机为无蜗壳离心循环风机。

参图2所示，本实施例提供的干化系统利用不同温度条件下饱和湿空气的含水量不同进行污泥干化处理，通过对循环空气进行加热和冷却，使其在饱和蒸汽压的推动下不断地从污泥中吸收水分和释放水分，进而实现污泥干化过程。该系统的热量主要来源于污水厂大量的中水的余热，主要是利用热泵技术对中水余热进行提取，经压缩机做功提升，最终来实现空气的加热，其中空气的冷却也是借助于中水进行降温冷却，进而可以大大提高能效。另外，该系统由风道、风机、污泥干化室、喷淋系统、过滤器、表冷器以及热泵系统的蒸发器组成一个密闭循环系统，不与外界进行质量交换，避免产生二次污染等。

本发明污泥干化处理的过程包括：1、湿污泥通过进料系统进入污泥干化室，经传输系统与热干空气垂直接触，接触过程中污泥表面的水分蒸发进入空气中，使热干空气变为湿冷空气。当湿污泥经过烘干变为干污泥，并通过传送带进入出料系统；2、出污泥干化室的湿冷空气进入喷淋系统，经喷淋除臭和除尘后，进入过滤器再次脱除固体颗粒。喷淋系统的入水来自污水厂的中水，除臭和除尘后的水又返回污水厂，而结净的湿冷空气进入表冷器。3、结净的湿冷空气经过表冷器和污水厂中水进行换热，冷空气遇冷使得空气中水份析出，被降温后的湿冷空气进入热泵系统的冷凝器；4、湿冷空气与热泵系统冷凝器进行换热升温，重新变为热干空气进入污泥干化室进行下一个循环；5、而热泵机组的热量来源是巨大量的污水厂中水，即经过蒸发器吸收中水中的热量，通过压缩机做功再进一步把吸收的热量提高，最终通过冷凝器给空气加热循环的过程。具体的污泥低温干化处理工艺包括以下步骤：

1)首先含水率大于80％的湿污泥通过螺旋输送设备传送到桨叶式污泥返混机内，在返混机内与事先准备好的含水率30％的干污泥(产泥后采用污泥干化机出口的污泥)充分混合，使之变成含水率为80％的湿污泥。

2)含水率80％的湿污泥从返混机的底部出来，在重力的作用下直接进入口对辊挤压式污泥成型机，经过挤压成型成直径为3-5mm的条状，同时成型机尾部的刀具将条剪切成6-15mm的长度。在自然重力的作用下平布在污泥干化室的入口的第一层微孔带式链条输送网带上。

3)湿污泥从第一层微孔带式链条传送网带一段走向另一端，在走到另一端终端时，自然掉在下面的第二层网带上，反向传送，走到尽头时自然掉在出料系统的储存箱内(也可多层)。在传送过程中，湿污泥与温度为50℃相对湿度为20％的热干空气垂直接触，接触过程中污泥表面的水分蒸发进入空气中，使热干空气变为湿冷空气，同时携带一部分热量，通过风道，在风压的作用下进入喷淋系统。湿污泥经过烘干变为含水率小于30％的干污泥，并通过传送网带进入出料系统，再由螺旋输送机一部分输送到返混机内，一部分直接输送到外运车辆上。

4)出污泥干化室的湿冷空气，温度在35℃左右，相对湿度在95％以上。直接进入喷淋系统，经喷淋除臭和除尘后，进入过滤器再次脱除固体颗粒。其中喷淋系统的水源是落在污水厂的中水，温度在15-25℃之间。为了更好的除臭和除尘，喷淋系统选为穿孔管加喷头布水器和波纹式填料。即湿空气和喷淋下来的水在填料上是错流接触，除臭后的水直接去污出厂处理，而湿空气进入过滤器再次脱除固体颗粒。其中为了保证固体颗粒的夹带，过滤器的滤芯采用折叠式。

5)30℃的湿冷空气经过除尘除臭后进入翅片式表冷器和污水厂15-25℃的中水进行换热，湿冷空气遇冷使得空气中水份析出，经水管引到污水处理厂。被降温后的20℃的饱和湿冷空气进入热泵系统的翅片式冷凝器。

6)20℃的饱和湿冷空气与水源热泵机组的冷凝器进行充分换热，使湿冷空气又变为50℃相对湿度为20％的热干空气，经过风机再次送到污泥干化室内进行下一个循环过程。而热泵机组的热量来源是巨大量的污水厂中水，即经过热泵机组系统的列管式蒸发器吸收中水中的热量，通过压缩机做功再进一步把吸收的热量提高，最终通过翅片式冷凝器给空气加热循环的过程。其中为了提高温度和效率以及降低噪音，热泵系统的冷媒选用r22和134a，压缩机选用涡轮式压缩机。为了增大风压，循环风机选用无蜗壳离心风机。

本发明的污泥低温干化处理系统为封闭式，无对外交换气体，可有效杜绝气味的发生；低温干化处理单元中热泵技术的应用显著降低了污泥干化的能耗，仅为常用污泥干化设备能耗的35％-50％，有效节约了成本；污泥干化彻底，最低含水率可达10％以下；此外，本发明的处理系统，设备化程度高、占地面积小，且整个运行过程无尘、防爆，不产生二次污染等。

下面通过具体应用实例对本发明作进一步说明。

以上述的污泥低温干化处理系统及工艺，对某污水厂在污水处理过程中产生的含水率为80％的污泥进行处理，处理量：15吨/天，最终产泥含水率为20％。其中污泥低温干化机主体为一干燥箱体，与热泵、风机封闭式连接，整体外形尺寸为4000×12000×3500mm，内部带孔网带宽1100mm，长24000mm，低温干化温度50℃，污泥低温干化机风速1.0m/s，网带的传输速度10m/h，装机总功率为110kw。物料点性质如表1所示。

表1污泥处理系统各物料点的基本参数

本系统连续稳定运行一个月后，检测结果表明，低温干化后的污泥含水量可稳定地保持在低于20％的水平。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。