一种污泥干化装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理领域，具体而言涉及一种污泥干化装置。

背景技术：

污水处理厂污泥是污水厂处理污水过程中的副产物，污泥中富含通过吸附、吸收等多种途径由污水中获取的重金属、病原体等有毒有害物质，如不进行处理会对环境造成二次污染。

现阶段我国大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法，在运行中会产生大量的剩余污泥，经常规方法浓缩脱水后，能使污泥的含水率从99％左右降到70％～85％，高含水率使污泥容易腐败变质，且增加了污泥后续处理处置的成本，因此必须对污泥进行干化处理，以降低后续处理成本。污泥经过浓缩脱水后，含水率仍高达70～85％左右，这部分水分主要是吸附水和结合水，其脱除相对困难，需要使用物理化学或生物处理等方法加以脱除。目前，主要的污泥干化方式有生物干化、石灰干化和热干化。

生物干化是利用生物活动产生的较高温度来蒸发污泥中的水分，同时对污泥中的有机物进行生物降解，最终达到干化污泥的目的。生物干化的特点在于干化所需的热量来自于微生物的好氧发酵活动，温度梯度和水分梯度方向相同，相互无制约，不消耗现有能源且能将含水率降低至更低点。生物干化成本低，但干化速度慢，需要较大的场地且受气候影响较大，不适合大规模的污泥干化。

石灰干化技术，也称碱稳定技术、加钙干化技术，其基本原理是在污泥中添加双组分添加剂，利用自热、消毒、蒸发的作用对污泥进行无害化和减量化处理。石灰干化具有安全性高、成本低、干化产品可资源化利用等优点，但并没有体积减量，并且处理效率较低，具有一定的局限性。

热干化是一种利用烟气、尾气或工业余热使污泥中的水分蒸发的深度脱水技术，其往往需要提供热源进行污泥干化。一种典型的热干化技术是采用太阳能作为热源进行干化的太阳能污泥干化法。太阳能污泥干化法占地面积大，受地区气候影响较大，不适合潮湿多雨日晒时间短的地区；通常还需要辅助热源；某些污泥可能存在气味问题，操作环境较差。另一种热干化技术是采用炉窑烟气余热进行污泥干化，效率高，热源来源方便但系统占地面积大且一次投资很高，操作环境差。其余的干化技术能耗较高，且需要额外的热源(如蒸汽、热水、天然气等)。

为此，有必要提出一种新的污泥干化装置，用以解决现有技术中的问题。

技术实现要素：

在实用新型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。本实用新型的实用新型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。

本实用新型提供了一种污泥干化装置，一种污泥干化装置，所述装置包括：壳体，在所述壳体的两端分别设置有进泥口和出泥口，其中，所述进泥口设置在所述壳体的侧壁上，所述出泥口设置在所述壳体的端面；

设置在所述壳体内的污泥输送通道，所述污泥输送通道包括螺杆和滤网，所述螺杆从所述进泥口一端的端面插入所述壳体，所述螺杆包括竖直杆和环绕所述竖直杆轴线方向螺旋并间断设置的螺旋面，所述滤网至少部分包覆所述螺旋面以在污泥输送过程中滤出滤出液；以及

设置在所述壳体上的磁控加热器，用以对所述污泥输送通道内的污泥进行微波加热。

示例性的，所述磁控加热器包括磁控管和波导管。

示例性的，所述螺杆包括过滤段和加热段，所述磁控加热器设置在所述壳体上对应所述加热段的位置。

示例性的，所述装置还包括透过材料，所述透过材料包覆位于所述加热段上的所述螺旋面,所述滤网包覆位于所述过滤段上的所述螺旋面。

示例性的，所述装置还包括环绕所述壳体内壁设置的位于所述螺旋面的间断处的阻断齿。

示例性的，所述阻断齿上设置有喷嘴，用以对所述滤网进行清洗。

示例性的，所述装置还包括将所述滤网和所述壳体固定连接的连接环。

示例性的，所述壳体上还设置有滤出液排出通道，用以将所述滤出液排出。

示例性的，所述出泥口设置有出口阀，用以调节所述出泥口的出泥压力。

示例性的，在所述进泥口的位置设置有污泥输送泵，用以将所述污泥输送至所述进泥口。

根据本实用新型的污泥干化系统，采用的间断式螺杆挤压，使物料在输送的过程中将污泥中的水分挤压出来；同时，采用微波对污泥进行加热干化，污泥中的水分在加热干化过程中，传热和传质方向一致，一方面使吸收微波后的污泥整体受热均匀，避免“结壳”现象，另一方面微波功率越大，加热效率高，提高污泥干化过程的效率。并且，采用本实用新型的污泥干化系统不需要蒸汽、热水、天然气等热源，解决了热源来源问题，并且能耗低，效率高，对环境污染小，对市政污水处理厂具有普适性。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为根据本实用新型的一个实施例的一种污泥干化装置的结构示意图；

图2为根据本实用新型的一个实施例的一种污泥干化装置的局部结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本实用新型所述污泥干化装置。显然，本实用新型的施行并不限于污水处理领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。

目前，主要的污泥干化方式有生物干化、石灰干化和热干化。生物干化是利用生物活动产生的较高温度来蒸发污泥中的水分，同时对污泥中的有机物进行生物降解，最终达到干化污泥的目的。生物干化的特点在于干化所需的热量来自于微生物的好氧发酵活动，温度梯度和水分梯度方向相同，相互无制约，不消耗现有能源且能将含水率降低至更低点。生物干化成本低，但干化速度慢，需要较大的场地且受气候影响较大，不适合大规模的污泥干化。石灰干化技术，也称碱稳定技术、加钙干化技术，其基本原理是在污泥中添加双组分添加剂，利用自热、消毒、蒸发的作用对污泥进行无害化和减量化处理。石灰干化具有安全性高、成本低、干化产品可资源化利用等优点，但并没有体积减量，并且处理效率较低，具有一定的局限性。热干化是一种利用烟气、尾气或工业余热使污泥中的水分蒸发的深度脱水技术，其往往需要提供热源进行污泥干化。一种典型的热干化技术是采用太阳能作为热源进行干化的太阳能污泥干化法。太阳能污泥干化法占地面积大，受地区气候影响较大，不适合潮湿多雨日晒时间短的地区；通常还需要辅助热源；某些污泥可能存在气味问题，操作环境较差。另一种热干化技术是采用炉窑烟气余热进行污泥干化，效率高，热源来源方便但系统占地面积大且一次投资很高，操作环境差。其余的干化技术能耗较高，且需要额外的热源(如蒸汽、热水、天然气等)。

为此，本实用新型提供了一种污泥干化装置，所述装置包括：

壳体，在所述壳体的两端分别设置有进泥口和出泥口，其中，所述进泥口设置在所述壳体的侧壁上，所述出泥口设置在所述壳体的端面；

设置在所述壳体内的污泥输送通道，所述污泥输送通道包括螺杆和滤网，所述螺杆从所述进泥口一端的端面插入所述壳体，所述螺杆包括竖直杆和环绕所述竖直杆轴线方向螺旋并间断设置的螺旋面，所述滤网至少部分包覆所述螺旋面以在污泥输送过程中滤出滤出液；以及

设置在所述壳体上的磁控加热器，用以对所述污泥输送通道内的污泥进行微波加热。

下面参考图1和图2对本实用新型的污泥干化装置进行示意性说明，其中图1为根据本实用新型的一个实施例的一种污泥干化装置的结构示意图；图2为根据本实用新型的一个实施例的一种污泥干化装置的局部结构示意图。

污水处理厂在处理污水的过程中，主要采用浓缩脱水工艺处理，其往往产生污泥副产物，经过处理后得到的污泥的含水率从99％左右降到70％～85％，需要进一步进行干化处理。参看图1，示出了根据本实用新型的一个实施例的一种污泥干化装置的结构示意图。污泥干化装置包括壳体1，在所述壳体1的一端设置有进泥口101，在所述壳体1的另一端设置有出泥口102，所述进泥口101设置在所述壳体1的侧壁上，所述出泥口102设置在所述壳体1的端面。所述壳体可以是不锈钢、陶瓷等材料。

继续参看图1，污泥干化装置还包括设置在壳体1内的污泥输送通道，所述污泥输送通道包括螺杆2和滤网3。所述螺杆2从所述壳体1上进泥口101一端的端面插入所述壳体1。所述螺杆2包括竖直杆201和环绕所述竖直杆201轴线方向螺旋并间断设置的螺旋面202，所述滤网3环绕所述螺杆2设置并至少部分包覆所述螺旋面202。示例性的，所述螺杆与减速机相连。

将所述进泥口101设置在所述壳体的侧壁上，从而使污泥由壳体1的侧面进入所述壳体1，螺杆2在减速机的作用下在壳体1内旋转的同时，螺旋面202将污泥沿螺杆2轴线方向推送，当推送污泥至螺旋面202的间断处时，由于在间断处不存在螺旋面，污泥产生堆积，直到污泥堆积到一定程度产生足够的压力，由进泥口连续不断进料补给的污泥推入下一个螺旋面，直至污泥输送至出口。在输送过程中，由于污泥中间产生的挤压，污泥中的水分通过滤网滤出。整个过程发生在壳体内，因而对环境影响小。

污泥干化装置还包括设置在所述壳体上的磁控加热器，用以对所述污泥输送通道内的污泥进行微波加热。继续参看图1，污泥在污泥输送通道中沿螺杆轴线方向运输的过程中，采用磁控加热器对污泥进行微波加热，微波干化利用介电损耗原理将微波能转化为水分子汽化所需的热能，由于水的电介质损耗因子比其他物质大，因此水分子能够优先吸收微波能进行汽化。现有热干化工艺的过程中，由于污泥具有塑性，污泥表面容易“结壳”，使得污泥“外干内稀”，整个泥饼干燥程度不同，如果干化温度较高则污泥表面可能部分碳化而内部仍含有较多水分，结壳现象的发生阻碍了水分的扩散，降低了干化速率，泥饼厚度越大，结壳现象就越严重。采用本实用新型的微波加热进行污泥干化，由于污泥初始含水率较高，可达85％，微波干化时绝大部分微波能用来加热污泥中的水分，使得污泥温度迅速升高，并在污泥内部形成较高的压力梯度将水分从污泥中排出，污泥的温度也形成一个峰值，水蒸气从上部排出，减少污泥“外干内稀”的现象。污泥微波干化，本质上是水吸收热量后蒸发的过程，其传热和传质方向一致，这在机理上与普通加热进行的热干化有本质区别。微波加热是体积加热，由于污泥中水分含量较高，吸收微波后的污泥整体受热均匀，泥饼干燥程度相同，表面无“结壳”现象出现。同时，微波功率越大，单位质量的污泥吸收的微波能越多，污泥中的水分达到汽化点需要的时间越短，形成的压力梯度也就越大，加速内部水分扩散到表面的速率，干化过程也就越快。所述磁控加热器可以是任何可产生微波加热的磁控加热器。示例性的，所述磁控加热器包括磁控管和波导管。磁控管和波导管为本领域所熟知的磁控加热装置，在此不再赘述。磁控管的特点是功率大、效率高、工作电压低、尺寸小、重量轻、成本低。如图1所示，磁控加热器4包括磁控管401和波导管402。

示例性的，所述出泥口设置有出口阀，用以调节出泥口出泥压力。示例性的，可以通过调节出泥口的大小调节出泥压力。通过调节出泥压力，可以控制出泥速度，进一步控制经过污泥干化装置后得到的滤饼的含湿量。

示例性的，所述螺旋面包括过滤段和加热段，所述磁控加热器设置在所述壳体上对应所述加热段的位置。参看图2，示出了根据本实用新型的一个实施例的一种污泥干化装置的局部结构示意图。在设置间断有螺旋面的螺杆上，对应螺旋面的一个间断中，包括过滤段2001和加热段2002，磁控加热器4(包括磁控管401和波导管402)安装在壳体1上对应加热段2002的位置。与此同时，示例性的，在螺杆上的加热段2002的螺旋面202包覆透过材料301，所述滤网3包覆位于所述过滤段2001上的所述螺旋面202，所述透过材料可以是任何微波透过性能良好的材料，如玻璃，陶瓷，聚合物等等。在加热段对应的滤网上设置透过材料可以增加微波的透过性能，增加微波加热效率，从而提升污泥干化速率。

示例性的，所述污泥干化装置还包括环绕所述壳体内壁并设置于所述螺旋面的间断处的阻断齿。继续参看图1，污泥干化装置包括阻断齿5，所述阻断齿5环绕壳体1的内壁设置。示例性的，所述阻断齿可以是环形，或者间断齿形。如图1所示，阻断齿5为设置在壳体1内壁的环形装置。在壳体1内设置阻断齿5，污泥在螺杆的推动下沿螺杆轴线方向运输的过程中，在阻断齿5的位置，将停止前进，并在阻断齿5的作用下被堆积起来，产生反向挤压力，随着污泥的堆积，压力的增大，污泥就会强迫被推动前进，这样污泥中的水分进一步被挤压滤出，污泥浓度进一步提高。同时，阻断齿5的设置还起到了增加搅动的作用，减小污泥同轴选择的趋势。在一般情况下，普通螺杆挤压只有在污泥浓度及转速恒定时挤压效果稳定，且污泥过浓时容易堵塞，本实用新型的螺杆挤压因为有间断及阻断齿使污泥只有堆积到一定压力时才能输送，使设备对污泥的浓度及转速具有自适应性。需要理解的是，本实施例中在污泥干化装置中设置阻断齿仅仅是示例性的，任何污泥输送通道，其具有间断设置的螺旋面的螺杆，均适用于本实用新型。

示例性的，所述阻断齿上设置有喷嘴，用以对所述滤网进行清洗。如图1所示，在阻断齿5的两侧面设置有喷嘴6。在污泥干化装置停机时，可以通过喷嘴对滤网进行冲洗。

示例性的，所述壳体上还设置有滤出液排出通道。如图1所示，在壳体1上设置有滤出液排出通道7。污泥在污泥输送通道输送的过程中，通过螺杆挤压出来的水通过滤网3滤出，同时通过壳体上设置的滤出液排出通道7排出污泥干化装置，滤出液排出通道设置有与壳体连通的多个滤出液排出口701。

示例性的，所述装置还包括将所述滤网和所述壳体固定连接的连接环。如图2所述，在滤网3和壳体1之间设置有多个连接环8，从而将滤网3(包括透过材料301)与壳体1固定连接。

示例性的，所述进泥口的位置设置有污泥输送泵，用以将所述污泥输送至所述进泥口。

综上所述，根据本实用新型的污泥干化系统，采用的间断式螺杆挤压，使物料在输送的过程中将污泥中的水分挤压出来；同时，采用微波对污泥进行加热干化，污泥中的水分在加热干化过程中，传热和传质方向一致，一方面使吸收微波后的污泥整体受热均匀，避免“结壳”现象，另一方面微波功率越大，加热效率高，提高污泥干化过程的效率。并且，采用本实用新型的污泥干化系统不需要蒸汽、热水、天然气等热源，解决了热源来源问题，并且能耗低，效率高，对环境污染小，对市政污水处理厂具有普适性。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。