一种智能化污泥干燥方法与流程

本发明属于污泥处理领域，尤其涉及一种智能化污泥干燥方法。

背景技术：

污泥是污水处理后的主要副产品之一，约占污水处理量的0.3％-0.5％(体积)或1％-2％(质量)，随着工农业生产的发展和各地污水处理厂的不断兴建，我国的工业和生活污水处理量正在迅速增加，势必将产生更多的污泥。污泥的成分非常复杂，除含有大量的水分外，还含有大量的有机质、难降解的有机物、多种微量元素、病原微生物、寄生虫卵和重金属等成分。如果不加处理而任意排放会对环境造成二次污染，而且这种污染的再治理难度是相当大的。

现有技术中处理污泥的方法主要为：1、土地填埋；2、污泥好氧发酵+农用；3、污泥自然干化；4、焚烧；5、露天堆放和外运；6、沉降池沉淀。事实上，土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置，真正实现安全处置的比例不超过20％。污泥焚烧算较好的处理方法，但是焚烧的过程所产生的三废仍然再继续产生二次污染，不但没有处理好，反而还需要补充外来燃料，焚烧过程中产生的粉尘、二恶英等新的污染源，对空气和环境将造成新的污染。采用沉降池进行污泥沉淀，这种方法投资少，技术可行性高，但由于污泥池占地面积大，成本高，且必须露天敞开，污泥中的臭味会严重污染空气。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种智能化污泥干燥方法，操作简单，干燥效率高，干燥时间短，降低了干燥成本，干燥效果好，可连续干燥大量污泥，有效降低污泥含水率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种智能化污泥干燥方法，其特征在于包括如下步骤：

(a)预处理反应：向反应池中加入水和絮凝剂，开启机械搅拌器，搅拌形成混合溶液，用污泥泵将污泥打入到反应池中，继续搅拌，使污泥和絮凝剂溶液充分混合均匀，然后静置1～2h；

(b)干湿污泥混合：将反应后的溶液进行过滤，分离出湿污泥，按照比例将干污泥与湿污泥加入到搅拌罐进行搅拌，混合均匀后转移至干燥系统进行脱水干燥；

(c)预热装置：开启各装置电源，同时打开第一热力管道和第二热力管道的控制阀，将蓄热器中收集的热源通过第一热力管道和第二热力管道分别输送至分料箱与干燥机的烘箱中，并开启加热风扇，进行预热；

(d)脱水干燥：分批将混合后的污泥从进料斗倒入，加料完毕就封住进料斗，污泥经过预处理装置的碾压作用落入分料箱，在分料箱中，气缸带动l型推板来回前进和后退，污泥在l型推板的推力作用下，向分料箱的出料口推送，然后经送料管下落到切碎机内，在切碎机中，切碎电机带动传动轴转动，刀圈获得旋切力，通过刀片将污泥进行切碎，切碎后的污泥从漏槽下落至筛板上，经过筛孔之后呈面条状挤出，下落到干燥机内的传送带上，两个传送带相向运动，将污泥向前输送，在输送过程中，驱动电机带动转轴转动，转轴带动凸轮做偏心运动，凸轮周期性地振动传送带，污泥在末端下落，经出料管统一排入到收料桶中，由收料桶收集起来；

(e)尾气处理：开启鼓风机，并打开排气管的控制阀，将干燥机产生的尾气引入到除尘器中进行吸收处理，再排空。

进一步，步骤(b)干污泥与湿污泥的比例为1：6～1：8，将干污泥作为载体，一方面降低了污泥干燥的初始含水率，避开了污泥在干燥过程中出现的胶粘阶段，有效的控制了污泥的粘壁量，另一方面在混合的过程中使污泥进一步颗粒化，增加了污泥的比表面积，进而改善了污泥传热传质的效果，干燥的效率也会随之提高。

进一步，步骤(b)向反应后的溶液中加入固体氢氧化钠，搅拌、静置，再进行过滤，加入固体氢氧化钠提高了污泥的微泡扩增性能，经微泡扩增处理后的污泥单位面积蒸发量高，利于加快干燥速率，从而大幅度缩短干燥时间，提高干燥效率。

进一步，步骤(c)中控制烘箱的预热温度为60～70℃，提高烘箱内的空气温度，以便对送入的污泥直接进行干燥作用，缩短干燥时间。

进一步，步骤(c)中蓄热器收集的热源包括发电厂、其他生产的余热或太阳能，利用废弃余热作为加热能源，提高了能源的利用率，变废为宝，太阳能资源丰富，获取成本低，环保，加热效果好。

进一步，步骤(b)中干燥系统包括干燥机、切碎机、分料箱和预处理装置，切碎机设于干燥机上，切碎机与干燥机连通，分料箱的底部对称分布有送料管，送料管连通切碎机与分料箱，分料箱的外侧设有气缸，气缸上连接有l型推板，l型推板位于分料箱内，l型推板与分料箱的内底面接触，预处理装置设于分料箱上，预处理装置与分料箱连通，预处理装置上设有进料斗，干燥机的底部设有出料管，出料管的底部设有收料桶，收料桶上设有观察窗，收料桶的底部连接有挡板；该干燥系统采用碾压预处理、分料剪切、再加热干燥的方式对污泥进行脱水干燥，最后统一收集，干燥效率高，有效缩短干燥时间，干燥效果好，可连续干燥大量污泥，干燥后的污泥可用作有机肥料和燃料，提高了污泥的利用率，变废为宝。

进一步，干燥机包括烘箱、传送带和加热风扇，传送带与加热风扇均设于烘箱内，传送带上设有振动机构，振动机构包括驱动电机、转轴和凸轮，驱动电机连接转轴，凸轮设于转轴的偏心位置上，出料管穿入烘箱，出料管位于传送带之间，驱动电机带动转轴转动，转轴带动凸轮做偏心运动，凸轮周期性地振动传送带，使得传送带上输送的污泥被振碎并抛起，由平面干燥转化为立体干燥，提高污泥与烘箱内热空气的热交换面积，从而提高干燥效率，缩短干燥时间。

进一步，切碎机包括壳体、切碎机构和筛板，筛板设于壳体的底部，切碎机构包括切碎电机、传动轴和刀圈，切碎电机连接传动轴，传动轴连接刀圈，刀圈内均匀分布有刀座，相邻刀座之间形成漏槽，刀座的两侧均设有刀片，切碎电机带动传动轴转动，转动轴带动刀圈转动，刀片获得旋切力，对进入壳体内的污泥进行剪切作用，将污泥中含有的毛发、纤维、固体物等切碎，防止这些杂质堵塞筛板，且打散了污泥，增大了污泥的表面积，更利于干燥。

进一步，预处理装置包括箱体、压辊和动力电机，压辊设于箱体内，动力电机设于箱体的外侧，动力电机带动压辊转动，相邻压辊相向转动，进料斗设于箱体的顶部，相向转动的压辊对进入其间的污泥进行碾压作用，压出污泥中掺杂的水蒸汽，从而降低污泥的含水率，缩短干燥时间。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明先通过絮凝反应将污泥中残留的杂质、污物去除，降低了污泥的持水性，从而促进泥水分离，提高强度，再将预处理后的污泥转移至干燥系统干燥；污泥先经预处理装置的碾压作用，污泥中掺杂的水蒸汽被压出，从而降低污泥的含水率，然后落入分料箱，在l型推板的推力作用下，污泥被分批向分料箱两侧的出料口推送，在推送过程中，分料箱内的热空气循环流动，不断与污泥接触，污泥被逐渐干燥，表面产生龟裂，水分不断蒸发，污泥颗粒的中心温度不断上升，污泥颗粒的龟裂越来越大、越多，然后经送料管下落到切碎机内，通过高速旋转的刀片将污泥进行切碎，将污泥中含有的毛发、纤维、固体物等切碎，防止这些杂质堵塞筛板，且打散了污泥，增大了污泥的表面积，更利于干燥，污泥经过筛孔之后呈面条状挤出，均匀平铺在传送带上，将污泥向前输送，在输送过程中，凸轮周期性地振动传送带，使得传送带上的污泥被不断振碎并抛起，由平面干燥转化为立体干燥，提高污泥与烘箱内热空气的热交换面积，从而提高干燥效率，缩短干燥时间，有效降低污泥的含水率，污泥在传送带的末端下落，经出料管统一排入到收料桶中，由收料桶收集起来，通过观察窗可直观清楚地看到收料桶内的污泥堆积量，转开挡板即可卸料、转移干燥后的污泥，干燥后的污泥可用作有机肥料和燃料，提高了污泥的利用率，变废为宝。本发明操作简单，干燥效率高，干燥时间短，降低了干燥成本，干燥效果好，可连续干燥大量污泥，有效降低污泥含水率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中干燥系统的结构示意图；

图2为本发明中切碎机构的结构示意图；

图3为本发明中传送带和振动机构连接的结构示意图；

图4为本发明中预处理装置的结构示意图；

图5为本发明中出料管和收料桶连接的结构示意图。

图中：1-分料箱；2-箱体；3-压辊；4-动力电机；5-进料斗；6-气缸；7-l型推板；8-送料管；9-壳体；10-切碎机构；11-筛板；12-切碎电机；13-传动轴；14-刀圈；15-刀座；16-漏槽；17-刀片；18-烘箱；19-传送带；20-加热风扇；22-驱动电机；23-转轴；24-凸轮；25-出料管；26-收料桶；27-观察窗；28-挡板；29-第一热力管道；30-第二热力管道；31-蓄热器；32-鼓风机；33-排气管；34-除尘器。

具体实施方式

如图1至图5所示，为本发明一种智能化污泥干燥方法，包括如下步骤：

(a)预处理反应：向反应池中加入水和絮凝剂，开启机械搅拌器，搅拌形成混合溶液，用污泥泵将污泥打入到反应池中，继续搅拌，使污泥和絮凝剂溶液充分混合均匀，然后静置1～2h，再进行过滤。污泥中的有机物分子在絮凝剂的作用下发生快速胶凝反应，形成絮凝体，弥散程度降低，降低污泥的持水性，促进泥水分离，从而提高强度，对污泥中重金属起到稳定束缚作用，可有效控制使用后的二次污染，有机物不易流失，从而提高后期污泥作为肥料的有机质含量，做到对污泥的无害化、减量化、利用化处理；而污泥中残留的杂质、污物等无法与絮凝剂发生反应，容易被过滤掉。

(b)干湿污泥混合：向反应后的溶液中加入固体氢氧化钠，搅拌、静置，再进行过滤，加入固体氢氧化钠提高了污泥的微泡扩增性能，经微泡扩增处理后的污泥单位面积蒸发量高，利于加快干燥速率，从而大幅度缩短干燥时间，提高干燥效率。过滤后分离出湿污泥，按照1：6～1：8的比例将干污泥与湿污泥加入到搅拌罐进行搅拌，混合均匀后转移至干燥系统进行脱水干燥。污泥热干燥的过程中经常会出现污泥粘壁的现象，当含水率在60％左右时，污泥黏壁量最大，降低传热效率，阻碍污泥中水分的蒸发，污泥粘壁还会影响污泥干燥设备的使用寿命或对其造成破坏，将干污泥作为载体，一方面降低了污泥干燥的初始含水率，避开了污泥在干燥过程中出现的胶粘阶段，有效的控制了污泥的粘壁量，另一方面在混合的过程中使污泥进一步颗粒化，增加了污泥的比表面积，进而改善了污泥传热传质的效果，干燥的效率也会随之提高。

干燥系统包括干燥机、切碎机、分料箱1和预处理装置，预处理装置设于分料箱1上，预处理装置与分料箱1连通，预处理装置包括箱体2、压辊3和动力电机4，箱体2上设有进料斗5，压辊3设于箱体2内，动力电机4设于箱体2的外侧，动力电机4带动压辊3转动，相邻压辊3相向转动，进料斗5设于箱体2的顶部，相向转动的压辊3对进入其间的污泥进行碾压作用，压出污泥中掺杂的水蒸汽，从而降低污泥的含水率，缩短干燥时间。分料箱1的外侧设有气缸6，气缸6上连接有l型推板7，l型推板7位于分料箱1内，l型推板7与分料箱1的内底面接触，气缸6带动l型推板7来回运动。分料箱1的底部对称分布有送料管8，送料管8连通切碎机与分料箱1，切碎机设于干燥机上，切碎机与干燥机连通，切碎机包括壳体9、切碎机构10和筛板11，筛板11设于壳体9的底部，切碎机构10包括切碎电机12、传动轴13和刀圈14，切碎电机12连接传动轴13，传动轴13连接刀圈14，刀圈14内均匀分布有刀座15，相邻刀座15之间形成漏槽16，刀座15的两侧均设有刀片17，切碎电机12带动传动轴13转动，转动轴带动刀圈14转动，刀片17获得旋切力，对进入壳体9内的污泥进行剪切作用，将污泥中含有的毛发、纤维、固体物等切碎，防止这些杂质堵塞筛板11，且打散了污泥，增大了污泥的表面积，更利于干燥。干燥机包括烘箱18、传送带19和加热风扇20，传送带19与加热风扇20均设于烘箱18内，传送带19上设有振动机构，振动机构包括驱动电机22、转轴23和凸轮24，驱动电机22连接转轴23，凸轮24设于转轴23的偏心位置上，烘箱18的底部设有出料管25，出料管25穿入烘箱18，出料管25位于两个传送带19之间，出料管25的底部设有收料桶26，收料桶26上设有观察窗27，观察窗27可方便工作人员直观清楚地看到内部堆积量，以便控制加料量。收料桶26的底部活动连接有挡板28，通过挡板28支撑落入收料桶26内的污泥，转开即可卸料。

(c)预热装置：开启各装置电源，同时打开第一热力管道29和第二热力管道30的控制阀，将蓄热器31中收集的热源通过第一热力管道29和第二热力管道30分别输送至分料箱1与干燥机的烘箱18中，收集的热源包括发电厂、其他生产的余热或太阳能，利用废弃余热作为加热能源，提高了能源的利用率，变废为宝，太阳能资源丰富，获取成本低，环保，加热效果好。并开启加热风扇20，进行预热，控制烘箱18的预热温度为60～70℃，提高烘箱18内的空气温度，以便对送入的污泥直接进行干燥作用，缩短干燥时间。

(d)脱水干燥：分批将混合后的污泥从进料斗5倒入，加料完毕就封住进料斗5，在预处理装置中，相向转动的压辊3对进入其间的污泥进行碾压作用，压出污泥中掺杂的水蒸汽，从而降低污泥的含水率，缩短干燥时间，污泥被碾压后落入分料箱1。在分料箱1中，气缸6带动l型推板7来回前进和后退，在l型推板7的推力作用下，污泥被分批向分料箱1两侧的出料口推送，减小了干燥压力，提高了干燥效果。由于分料箱1已经预热，在推送过程中，分料箱1内的热空气循环流动，不断与污泥接触，污泥被逐渐干燥，然后经送料管8下落到切碎机内，在切碎机中，切碎电机12带动传动轴13转动，刀圈14获得旋切力，通过刀片17将污泥进行切碎，将污泥中含有的毛发、纤维、固体物等切碎，防止这些杂质堵塞筛板11，且打散了污泥，增大了污泥的表面积，更利于干燥。切碎后的污泥从漏槽16下落至筛板11上，经过筛孔之后呈面条状挤出，落入烘箱18内，均匀平铺在传送带19上，使得污泥之间具有良好的气密性，便于热气流的贯穿，提高了热空气干燥的效率，避免出现干燥不充分与过干燥的现象。驱动电机22带动转轴23转动，转轴23带动凸轮24做偏心运动，凸轮24周期性地振动传送带19，在输送过程中，传送带19上的污泥被不断振碎并抛起，由平面干燥转化为立体干燥，提高污泥与烘箱18内热空气的热交换面积，从而提高干燥效率，缩短干燥时间。污泥在末端下落，此时的污泥颗粒的形状基本形成，体积也不再继续收缩，已经没有塑性，脆性大，稍有外力表面便会碎裂，经出料管25统一排入到收料桶26中，由收料桶26收集起来，通过观察窗27可直观清楚地看到收料桶26内的污泥堆积量，转开挡板28即可卸料、转移干燥后的污泥。该干燥系统采用碾压预处理、分料剪切、再加热干燥的方式对污泥进行脱水干燥，最后统一收集，干燥效率高，有效缩短干燥时间，干燥效果好，可连续干燥大量污泥，干燥后的污泥可用作有机肥料和燃料，提高了污泥的利用率，变废为宝。

(e)尾气处理：开启鼓风机32，并打开排气管33的控制阀，将干燥机产生的尾气引入到除尘器34中进行吸收处理，再排空，减少尾气对外界空气的污染。通过鼓风机32排出烘箱18中的潮湿空气，同时吸进外界没有饱和的干空气，减小污泥与烘箱18内空气的湿度差，避免出现污泥返湿现象，从而加快干燥速率，减少干燥时间。

本发明先通过絮凝反应将污泥中残留的杂质、污物去除，降低了污泥的持水性，从而促进泥水分离，提高强度，再将预处理后的污泥转移至干燥系统干燥；污泥先经预处理装置的碾压作用，污泥中掺杂的水蒸汽被压出，从而降低污泥的含水率，然后落入分料箱1，在l型推板7的推力作用下，污泥被分批向分料箱1两侧的出料口推送，在推送过程中，分料箱1内的热空气循环流动，不断与污泥接触，污泥被逐渐干燥，表面产生龟裂，水分不断蒸发，污泥颗粒的中心温度不断上升，污泥颗粒的龟裂越来越大、越多，然后经送料管8下落到切碎机内，通过高速旋转的刀片17将污泥进行切碎，将污泥中含有的毛发、纤维、固体物等切碎，防止这些杂质堵塞筛板11，且打散了污泥，增大了污泥的表面积，更利于干燥，污泥经过筛孔之后呈面条状挤出，均匀平铺在传送带19上，将污泥向前输送，在输送过程中，凸轮24周期性地振动传送带19，使得传送带19上的污泥被不断振碎并抛起，由平面干燥转化为立体干燥，提高污泥与烘箱18内热空气的热交换面积，从而提高干燥效率，缩短干燥时间，有效降低污泥的含水率，污泥在传送带19的末端下落，经出料管25统一排入到收料桶26中，由收料桶26收集起来，通过观察窗27可直观清楚地看到收料桶26内的污泥堆积量，转开挡板28即可卸料、转移干燥后的污泥，干燥后的污泥可用作有机肥料和燃料，提高了污泥的利用率，变废为宝。本发明操作简单，干燥效率高，干燥时间短，降低了干燥成本，干燥效果好，可连续干燥大量污泥，有效降低污泥含水率。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。