一种污泥的超低含水率脱水干化系统及其干化处理方法与流程

本发明属于污泥干化领域，特别涉及一种污泥的超低含水率脱水干化系统及其干化处理方法。

背景技术：

污泥脱水一般有离心脱水和压滤脱水，但脱水后污泥仍有较高的含水率，一般通过加热烘干或者自然晾干，但是其耗时周期长，且干化不充分，常有外表已干但内部仍有较高含水率的现象，因此，亟需对该种脱水和干化方式进行优化改进。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种污泥的超低含水率脱水干化系统及其干化处理方法，能够快速且充分的对污泥进行脱水和干化处理。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种污泥的超低含水率脱水干化系统，包括脱水装置、干化装置和废气处理装置，所述干化装置包括干化容器和沿干化容器长度方向依次间距设置的一级破碎机构、泥饼成型机构、二级破碎机构，所述一级破碎机构对应于脱水装置的出料口设置，所述泥饼成型机构压滤经过所述一级破碎机构后的污泥成泥饼，所述干化容器对应于泥饼成型机构开设有滤液口，所述二级破碎机构破碎经过所述泥饼成型机构的泥饼成污泥颗粒，所述废气处理装置包括废气回收组件、焚烧塔和高温气体输送组件，所述焚烧塔内的高温气体通过所述高温气体输送组件通入至干化容器的内腔中，所述干化容器的壁体上开设有废气回收口，所述废气回收组件的一端对应于废气回收口设置，且另一端通入至焚烧塔内。

进一步的，所述干化容器为筒体状结构，且所述干化容器绕轴线回转设置，所述干化容器的内腔壁上圆周阵列设置有若干翻料板，且所述翻料板沿干化容器的长度方向延伸设置，所述干化容器内的污泥通过翻料板的回转运动从下至上翻运，并通过一级破碎机构、二级破碎机构破碎或通过泥饼成型机构压滤成型。

进一步的，所述干化容器的底部支撑设置有若干组支撑转棍，所述支撑转棍的转动轴线平行于干化筒体的轴线，且所述支撑转棍驱动干化容器回转转动。

进一步的，所述干化容器的内腔同轴设置有支撑转轴，所述一级破碎机构、泥饼成型机构和二级破碎机构均设置在所述支撑转轴上，所述支撑转轴沿轴向开设有进气通道，且所述支撑转轴的圆周壁体上连通进气通道开设有若干出气孔，且所述出气孔对应于一级破碎机构和二级破碎机构。

进一步的，所述一级破碎机构与二级破碎机构结构相同，且所述一级破碎机构与二级破碎机构包含若干破碎刀片，所述破碎刀片垂直于支撑转轴设置。

进一步的，所述支撑转轴上还设置有推送机构，所述干化容器内腔中的污泥通过推送机构从干化筒体的进料端推送至出料端，所述推送机构包括推动螺旋板和连接杆，所述推动螺旋板为螺旋状的条形板体结构，且所述推动螺旋板通过连接杆固定且同轴连接于支撑转轴的外侧，所述一级破碎机构、二级破碎机构均设置在所述推动螺旋板的内环侧，所述推动螺旋板的外环壁与若干翻料板间隙设置；所述干化筒体的内腔中污泥通过所述推动螺旋板的回转转动进行移动。

进一步的，所述泥饼成型机构包括挤压转辊和推动压板，所述挤压转辊套设在所述支撑转轴上，且所述挤压转辊呈圆锥柱体结构，且所述挤压转辊的小端朝向一级破碎机构设置，所述挤压转辊的大端朝向二级破碎机构设置，且所述挤压转辊的大端间距翻料板设置，所述挤压转辊与干化容器之间构成压滤通道，所述推动压板呈螺旋板体结构，且所述推动压板套设在挤压转辊的外侧，且所述推动压板从挤压转辊的小端至大端的螺距逐渐减小。

进一步的，所述干化容器的壁体上贯通开设有若干废气出气孔，所述干化容器的外侧套设有环状的封闭环，所述封闭环固定设置，且所述干化容器相对于封闭环回转转动，所述封闭环上包含有向外凸出的集气腔，所述集气腔对应于沿干化容器长度方向上的若干所述废气出气孔设置，所述集气腔收集从废气出气孔排出的废气。

一种污泥的超低含水率脱水干化系统的干化处理方法，包括以下步骤：

s1：将高含水率的污泥通过脱水装置进行脱水，脱水后的污泥经过脱水装置压滤成中含水率的流动性污泥或半流动性污泥，脱水口的污泥进入到干化容器内，且同时焚烧塔内的热量通过高温气体输送组件通入到进气通道内，并进入干化容器的内腔中；

s2：所述干化容器内的污泥经过一级破碎机构、二级破碎机构进行破碎，破碎的污泥中的水分通过高温气体进行蒸发，污泥的含水率降低，同时水汽通过废气口排出至干化容器外部，排出的废气通过废气回收组件重回焚烧塔；

s3：所述一级破碎机构破碎污泥后，增加污泥与高温气体的接触面积和充分性，且干化后再通过泥饼成型机构进行压滤浓缩和泥饼成型，再通过二级破碎机构进行破碎和高温气体干化处理。

有益效果：本发明通过干化装置对脱水后的污泥进行快速且充分的干化处理，能够大幅度的降低污泥中的含水率，且通过一级破碎机构对脱水后的泥饼进行一次破碎，使其碎化，并通过通入干化容器内的高温气体进行充分的受热，使得水汽蒸发，同时也去除污泥在高温环境下产生的有机物气体，并通过废气回收口回收进入焚烧塔进行焚烧，进行尾气处理，同时产生的高温热量再输送进干化容器内，提升能源的利用率。同时通过一级破碎和干化后的污泥再通过泥饼成型机构进行再次成型，一方面是能够对污泥进行压滤脱水，另一方面同时增加污泥中水分的析出程度，以进一步的降低污泥的含水率，然后再通过二级破碎机构进行二次破碎以及高温气体的干化，以充分的提升污泥的含固率，整体系统使得污泥从压滤泥饼—破碎颗粒、高温干化—压滤泥饼—破碎颗粒、高温干化的重复压滤、破碎的脱水干化方式，有效的提升了污泥的脱水、干化的充分性，并获得较低含水率污泥，整体结构连续、能量损耗小、干化效率高。

附图说明

附图1为本发明的整体结构的立体结构示意图；

附图2为本发明的整体结构的主视图；

附图3为本发明的整体结构的半剖示意图；

附图4为本发明的干化装置的半剖示意图；

附图5为本发明的干化装置的c-c向半剖示意图；

附图6为本发明的干化装置的内部结构立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至附图4所示，一种污泥的超低含水率脱水干化系统，包括脱水装置1、干化装置2和废气处理装置3，所述脱水装置1可为压滤机或者离心脱离机构等，所述干化装置2包括干化容器4和沿干化容器4长度方向依次间距设置的一级破碎机构5、泥饼成型机构6、二级破碎机构7，所述一级破碎机构5对应于脱水装置1的出料口设置，所述泥饼成型机构6压滤经过所述一级破碎机构5后的污泥成泥饼，所述干化容器4对应于泥饼成型机构6开设有滤液口8，所述二级破碎机构7破碎经过所述泥饼成型机构6的泥饼成污泥颗粒，所述废气处理装置3包括废气回收组件31、焚烧塔9和高温气体输送组件32，所述焚烧塔9内的高温气体通过所述高温气体输送组件32通入至干化容器4的内腔中，所述干化容器4的壁体上开设有废气回收口10，所述废气回收组件的一端对应于废气回收口10设置，且另一端通入至焚烧塔内。通过干化装置2对脱水后的污泥进行快速且充分的干化处理，能够大幅度的降低污泥中的含水率，且通过一级破碎机构5对脱水后的泥饼进行一次破碎，使其碎化，并通过通入干化容器4内的高温气体进行充分的受热，使得水汽蒸发，同时也去除污泥在高温环境下产生的有机物气体，并通过废气回收口回收进入焚烧塔9进行焚烧，进行尾气处理，同时产生的高温热量再输送进干化容器4内，提升能源的利用率。同时通过一级破碎5和干化后的污泥再通过泥饼成型机构6进行再次挤压成型泥饼，一方面是能够对污泥进行压滤脱水，另一方面同时增加污泥中水分的析出程度，以进一步的降低污泥的含水率，然后再通过二级破碎机构进行二次破碎以及高温气体的干化，以充分的提升污泥的含固率，整体系统使得污泥从压滤泥饼—破碎颗粒、高温干化—压滤泥饼—破碎颗粒、高温干化的重复压滤、破碎的脱水干化方式和进程，有效的提升了污泥的脱水、干化的充分性，并获得较低含水率污泥，整体结构连续、能量损耗小、干化效率高。

如附图3至附图6所示，所述干化容器4为筒体状结构，且所述干化容器4绕轴线回转设置，所述干化容器4的内腔壁上圆周阵列设置有若干呈矩形板体状的翻料板11，且所述翻料板11沿干化容器4的长度方向延伸设置，且所述翻料板11的板面位于干化容器4的径向面上或略倾斜于径向面，所述干化容器4内的污泥通过翻料板11的回转运动从下至上翻运，翻运至干化容器4内顶部的污泥通过一级破碎机构5、二级破碎机构7进行破碎，并通过一级破碎机构5、二级破碎机构7破碎或通过泥饼成型机构6压滤成型。通过翻料板11的翻运，一方面能够对干化容器内的污泥进行搅拌，将污泥进行山下转运，增加其破碎程度，另一方面能够使得破碎的污泥与通入的高温气体进行充分的接触、受热和水汽蒸发，提升干化效率和干化效果。

如附图5所示，所述干化容器4的底部支撑设置有若干组支撑转棍12，所述支撑转棍12转动设置在固定座上，其中一组支撑转棍通过电机驱动，以作为主驱动件，所述支撑转棍12的转动轴线平行于干化筒体4的轴线，且所述支撑转棍12驱动干化容器4回转转动。

如附图4所示，所述干化容器4的内腔同轴设置有支撑转轴15，所述支撑转轴15通过电机驱动，或连接于脱水装置1的回转轴上，所述支撑转轴15通过支撑座29进行支撑架设，所述一级破碎机构5、泥饼成型机构6和二级破碎机构7均设置在所述支撑转轴15上，所述支撑转轴15沿轴向开设有进气通道16，且所述支撑转轴15的圆周壁体上连通进气通道16开设有若干出气孔17，且所述出气孔17对应于一级破碎机构5和二级破碎机构7设置，从焚烧塔9导入的热量气体从进气通道16和出气孔17进入到干化容器内，并对破碎的污泥进行干化和水汽蒸发。

所述一级破碎机构5与二级破碎机构7结构相同，且所述一级破碎机构5与二级破碎机构7包含若干破碎刀片18，所述破碎刀片18垂直于支撑转轴15设置。通过破碎刀片18对污泥块进行破碎。

如附图4至附图6所示，所述支撑转轴15上还设置有推送机构，所述干化容器4内腔中的污泥通过推送机构从干化筒体4的进料端推送至出料端，所述推送机构包括推动螺旋板20和连接杆19，所述推动螺旋板20为螺旋状的条形板体结构，且所述推动螺旋板20通过连接杆19固定且同轴连接于支撑转轴15的外侧，所述一级破碎机构5、二级破碎机构7均设置在所述推动螺旋板20的内环侧，所述推动螺旋板20的外环壁与若干翻料板11间隙设置；所述干化筒体4的内腔中污泥通过所述推动螺旋板20的回转转动进行移动，使得干化容器4内的污泥从进口端向出口端位移，所述干化筒体内集成了翻料板、推送机构和破碎机构，整体结构更加紧凑化，且通过翻料板、推送机构和破碎机构三者相互作用，相辅相成，使得污泥的干化效果明显提升，高效的对污泥进行干化和低含水率化。

所述泥饼成型机构6包括挤压转辊21和推动压板22，所述挤压转辊21套设在所述支撑转轴15上，且所述挤压转辊21呈圆锥柱体结构，且所述挤压转辊21的小端朝向一级破碎机构5设置，所述挤压转辊21的大端朝向二级破碎机构6设置，且所述挤压转辊21的大端间距翻料板11设置，所述挤压转辊21与干化容器4之间构成环状的压滤通道23，所述推动压板22呈螺旋板体结构，且所述推动压板22套设在挤压转辊21的外侧，且所述推动压板22从挤压转辊21的小端至大端的螺距逐渐减小，以同时对污泥进行压滤和推送，压滤后产生的水溶液从干化容器上的出气孔25向底部排出。

其中，所述支撑转轴15对应于挤压转辊21处的杆体为偏心部，所述挤压转辊同轴套设在支撑转轴15上，以使得挤压转辊在转动时，能够相对于干化筒体4、支撑转轴的转动轴线产生偏转现象，以增加对压滤通道23内的污泥的锤击和压滤作用，增加水溶液的从污泥中析出。或者所述挤压转辊21偏心套设在支撑转轴15上，以同样实现偏距转动的效果。

所述干化容器4的壁体上贯通开设有若干废气出气孔25，所述干化容器4的外侧套设有环状的封闭环27，所述封闭环27固定设置，且所述干化容器4相对于封闭环27回转转动，所述封闭环27上包含有向外凸出的集气腔26，所述集气腔26对应于沿干化容器4长度方向上的若干所述废气出气孔25设置，所述集气腔26收集从废气出气孔26排出的废气。所述废气收集组件31包括回收气管、设置在所述回收气管管路上的冷凝组件34和气体干燥组件33，通过冷凝组件34对蒸发的水汽进行冷凝液化，再通过气体干燥组件33对冷凝后的气体进行除湿，然后气体进入到焚烧塔9进行尾气处理，所述高温气体输送组件32为输送管体，以将焚烧塔内的高温气体输送至支撑转轴内。

一种污泥的超低含水率脱水干化系统的干化处理方法，包括以下步骤：

s1：将高含水率的污泥通过脱水装置1进行脱水，脱水后的污泥经过脱水装置1压滤成中含水率的流动性污泥或半流动性污泥，脱水口的污泥进入到干化容器4内，且同时焚烧塔内的热量通过高温气体输送组件32通入到进气通道16内，并进入干化容器4的内腔中；

s2：所述干化容器4内的污泥经过一级破碎机构5、二级破碎机构7进行破碎，破碎的污泥中的水分通过高温气体进行蒸发，污泥的含水率降低，同时水汽通过废气口10排出至干化容器外部，排出的废气通过废气回收组件31重回焚烧塔；

s3：所述一级破碎机构破碎污泥后，增加污泥与高温气体的接触面积和充分性，且干化后再通过泥饼成型机构进行压滤浓缩和泥饼成型，再通过二级破碎机构7进行破碎和高温气体干化处理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。