一种烘干系统及其烘干方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种烘干系统及其烘干方法。


背景技术：

2.随着我国城镇化进程的不断加快，据统计，2019年我国污泥产量已超过6000万吨(以含水率80％计)，预计2025年我国污泥年产量将突破9000万吨。污泥中富集了污水的重金属、难降解有机物、持久性有机物、微塑料等污染物质及氮、磷等营养物质，在源头上就具有资源性和污染性的双重属性，若对污泥的处理不当会对环境和生物体健康造成恶劣影响。同时，工业生产过程中产生的废水、污水或废液，随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重。
3.现有技术中，污泥处理方法通常是先使用机器压滤，去除污泥部分水分，然后进行干化，而对于浓水的处理，由于一般浓水水质的含盐量相对于结晶而言还较低，为实现零排放，通常先经过蒸发浓缩失去大量水分后再进行结晶处理，浓水蒸发是结晶处理不可或缺的环节，不论是污泥干化还是浓水的蒸发浓缩，都需要消耗大量能源，设备复杂，运行成本高，且容易造成污染问题。
4.因此，有必要提出一种新的烘干系统，以更好地解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明提供一种烘干系统及其烘干方法，本发明的烘干系统，节能环保，有效利用能源；本发明的烘干方法，其工艺流程简单，操作简便，运行稳定，能耗低，烘干效率高。
6.本发明采用的技术方案是：
7.一种烘干系统，包括风机、烘干设备、生化曝气池和连接管路，所述风机通过所述连接管路分别与所述烘干设备和所述生化曝气池连接，所述烘干设备通过所述连接管路与所述生化曝气池连接。
8.对上述技术方案的进一步改进为，所述连接管路包括主通管路、旁通管路和总管路，所述主通管路的两端分别与所述风机和所述烘干设备连接，所述旁通管路的两端分别与所述风机和所述总管路连接，所述总管路与所述旁通管路连接的一端、还与所述烘干设备连接，所述总管路的另一端与所述生化曝气池连接。
9.对上述技术方案的进一步改进为，还包括辅热组件，所述辅热组件与所述烘干设备连接。
10.对上述技术方案的进一步改进为，所述辅热组件设为热泵、电加热器、太阳能加热器和蒸汽加热器中的任一种。
11.对上述技术方案的进一步改进为，所述辅热组件包括依次设置的冷凝器、膨胀阀、蒸发器和压缩机，所述冷凝器、所述膨胀阀、所述蒸发器和所述压缩机分别设有冷媒通路、冷媒进口和冷媒出口，冷媒在所述冷凝器、所述膨胀阀、所述蒸发器和所述压缩机之间循环
流通，所述冷凝器和所述蒸发器还分别设置有进风口和出风口，设于所述冷凝器的进风口和出风口分别与所述烘干设备连接，设于所述蒸发器的进风口和出风口分别与外部空气连通。
12.对上述技术方案的进一步改进为，所述烘干设备设有第一热风进口、第二热风进口、第一热风出口和第二热风出口，设于所述冷凝器的进风口与所述第一热风出口连接，设于所述冷凝器的出风口与所述第二热风进口连接，所述第一热风进口与所述主通管路连接，所述第二热风出口与总管路连接，所述主通管路上、所述旁通管路上、所述第二热风出口与所述总管路之间及设于所述冷凝器的出风口与所述第二热风进口之间，分别设有管道阀门，且靠近所述第一热风进口、所述第二热风进口和所述第二热风出口的位置，分别设有监测仪器。
13.对上述技术方案的进一步改进为，所述第二热风出口与所述总管路之间还设有过滤器。
14.对上述技术方案的进一步改进为，所述烘干设备设有物料进口和物料出口，所述物料进口和所述物料出口位置分别设有控制阀，所述烘干设备内部设有载料平台，当物料为污泥时，所述烘干设备内部还设有用于传送污泥的传送带，所述烘干设备上方设有用于成型污泥的成型机；当物料为浓水时，所述烘干设备内部还设有刮板和若干层导流板。
15.使用上述烘干系统的烘干方法，包括如下步骤：
16.将物料送入烘干设备内部，使物料铺满载料平台，送料完成后，将风机的干燥热风送入烘干设备内部，开始烘干，干燥热风与烘干设备内部含湿量较高的物料进行热湿交换，当检测到烘干设备内部温湿度达不到要求时，将部分烘干设备内的气体送入辅热组件，气体经辅热组件进行加热后，再送入烘干设备内，其余气体排入生化曝气池，烘干完成后，打开物料出口阀门，进行卸料即可。
17.对上述技术方案的进一步改进为，在送料和卸料过程中，关闭设于主通管路上和设于第二热风出口与总管路之间的管道阀门，打开设于旁通管路上的阀门，使风机吹出的热风气体直接进入生化曝气池。
18.本发明的有益效果如下：
19.1、本发明的烘干系统包括风机、烘干设备、生化曝气池和连接管路，所述风机通过所述连接管路分别与所述烘干设备和所述生化曝气池连接，所述烘干设备通过所述连接管路与所述生化曝气池连接，其结构设置简单，安全稳定，可以有效利用风机的能源，进行物料的干化，有效减少了物料干化的能源消耗，对风机能源有效利用具有重要意义；
20.2、本发明的烘干方法，其流程简单，操作简便，可满足工业化的应用需求，在烘干过程中，风机、烘干设备和生化曝气池之间，形成密闭系统，从烘干设备中排出的湿热气体进入生化曝气池内能够被冷凝并降解，将原本风机直接进入曝气池的这一部分能源再次利用。本发明烘干过程中，风机、烘干设备和生化曝气池之间密闭连接，不会造成有害气体逸出，经济又环保，同时，烘干物料利用后的尾气比风机直接吹出来的气体温度要低，更利于曝气池中氧的溶解，且尾气中含有的有机物质进入生化曝气池中，能为其中的微生物增加碳源。
附图说明
21.图1为本发明的烘干系统的结构示意图；
22.图2为本发明的烘干设备的结构示意图；
23.图3为本发明的辅热组件的结构示意图；
24.附图标记说明：1.风机、2.烘干设备、21.物料进口、22.物料出口、23.载料平台、24.第一热风进口、25.第二热风进口、26.第一热风出口、27.第二热风出口、3.生化曝气池、4.连接管路、41.主通管路、42.旁通管路、43.主管路、5.管道阀门、6.辅热组件、61.冷凝器、62.膨胀阀、63.蒸发器、64.压缩机、65.冷媒进口、66.冷媒出口、67.进风口、68.出风口、7.过滤器。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
26.如图1～图3所示，本实施例所述的烘干系统，包括风机1、烘干设备2、生化曝气池3和连接管路4，所述风机1通过所述连接管路4分别与所述烘干设备2和所述生化曝气池3连接，所述烘干设备2通过所述连接管路4与所述生化曝气池3连接，具体地，所述连接管路4包括主通管路41、旁通管路42和总管路43，所述主通管路41的两端分别与所述风机1和所述烘干设备2连接，所述旁通管路42的两端分别与所述风机1和所述总管路43连接，所述总管路43与所述旁通管路42连接的一端、还与所述烘干设备2连接，所述总管路43的另一端与所述生化曝气池3连接，本发明的风机1，具体可以为污水处理厂(站)的风机，通常此类风机1吹出的气体风量稳定，出风口温度变化不大，且温度较高，含湿量极低，是一种稳定的能源产生装置，如直接通入后续的曝气池等进行处理，能源未被合理利用，造成能源浪费，本发明的烘干系统，将风机1的热能用于烘干污泥或蒸发浓水，风机1、烘干设备2和生化曝气池3之间形成密闭系统，没有污染气体泄漏在外界环境中，烘干过程中实现了零污染，本发明通过风机1吹出的干燥热风降低物料的含湿量，有效利用了风机1的能源，实现物料烘干的目的，其结构简单，运行安全稳定，运行成本低，可实现经济环保的物料干化，且对风机能源进行有效利用具有重要意义，同时，烘干物料利用后的尾气比风机直接吹出来的气体温度要低，更利于曝气池中氧的溶解，且尾气中含有的有机物质进入生化曝气池中，能为其中的微生物增加碳源。
27.在上述实施例的基础上，还包括辅热组件6，所述辅热组件6与所述烘干设备2连接，本实施例这样的设置，当所述烘干设备2内温湿度达不到要求时，所述辅热组件6开始运行，将物料烘干过程中产生的热湿气流部分进入所述辅热组件6，将热湿气体加热后再送入所述烘干设备2，从而进一步提高整个烘干设备2内的温度，其中，风机1作为物料烘干的能源主要提供装置，辅热组件6相当于为烘干设备2提供辅热，当烘干所需热量不足时，所述辅热组件6进行辅助升温，以加快整个烘干设备2到达稳定状态的速率，有效利用了风机1的能源和辅热组件6辅热，从而以最低的能耗实现物料烘干的目的。
28.具体地，所述辅热组件6可以设为热泵、电加热器、太阳能加热器和蒸汽加热器中的任一种，其中热泵可以是空气源热泵、水源热泵或地源热泵，辅热组件6优选空气源热泵，能效更高。
29.本实施例为本发明的其中一种辅热组件6的具体结构设置，具体地，所述辅热组件
6包括依次设置的冷凝器61、膨胀阀62、蒸发器63和压缩机64，所述冷凝器61、所述膨胀阀62、所述蒸发器63和所述压缩机64分别设有冷媒通路、冷媒进口65和冷媒出口66，冷媒在所述冷凝器61、所述膨胀阀62、所述蒸发器63和所述压缩机64之间循环流通，所述冷凝器61和蒸发器63还分别设置有进风口67和出风口68，设于所述冷凝器61的进风口67和出风口68分别与所述烘干设备2连接，设于所述蒸发器63的进风口67和出风口68分别与外部空气连通，本实施例中，具体示出其中一种结构的辅热组件6，其中的压缩机64、蒸发器63和膨胀阀62组成外机，其中的冷凝器61即为内机，属于风冷式，蒸发器63吸收周围空气中的大量低位热能传递给冷媒，冷媒在冷凝器61内放热，将热能传递给进入冷凝器61的气体，将气体加热后，再送入所述烘干设备2内部，具体地，热泵能够使热能从低位热源向高位热源传递，利用逆卡诺循环原理，冷媒在蒸发器63中与周围空气换热，吸收大量低位热能，再以少量电能驱动压缩机，冷媒在压缩机64内被压缩成高温高压气体后在冷凝器61中放热，从所述烘干设备2中排出的部分热湿气流在冷凝器61中与冷媒换热，从而热湿气流被加热，然后从所述冷凝器61中重新进入烘干设备2，在本实施例中，相当于是采用空气源热泵，在其它实施例中，灵活选择辅助加热方式即可，但空气源热泵无污染，运行成本低，节能效果好，适用范围广，可更好地满足污泥干化和浓水蒸发所用的辅助能源，为优选方案。
30.所述烘干设备2设有第一热风进口24、第二热风进口25、第一热风出口26和第二热风出口27，设于所述冷凝器61的进风口67与所述第一热风出口26连接，设于所述冷凝器61的出风口68与所述第二热风进口25连接，所述第一热风进口24与所述主通管路41连接，所述第二热风出口27与所述总管路43连接，所述主通管路41上、所述旁通管路42上、所述第二热风出口27与所述总管路43之间及设于所述冷凝器61的出风口68与所述第二热风进口25之间，分别设有管道阀门5，且靠近所述第一热风进口24、所述第二热风进口25和所述第二热风出口27的位置，分别设有监测仪器，可以通过管道阀门5的开闭，实现风机1吹出气体的两种流通方式，一种是进入烘干设备2，烘干物料后，从烘干设备2排出后，进入生化曝气池3冷凝并降解，一种是直接进入生化曝气池3，具体地，在烘干设备2进行进料和卸料的时候，就可以采用将风机1吹出的气体直接排入生化曝气池3的流通方式，从而保证本发明的整个烘干系统正常运行，因此无论所述烘干系统处于哪一阶段都不影响整个污水处理厂(站)的正常运行，也不会造成气体的外泄；设于所述第一热风进口24和所述第二热风出口27位置的监测仪器，主要是用于判断是否达到进料和卸料要求，设于所述第二热风进口25位置的监测仪器，具体可以是温湿度监测仪和压力监测仪，用于判断辅热组件6的运行状态。
31.所述第二热风出口27与所述总管路43之间设有过滤器7，通过设置过滤器7，可以对烘干设备2排出的气体进行洁净后，再排入生化曝气池3。
32.所述烘干设备2设有物料进口21和物料出口22，所述物料进口21和所述物料出口22位置分别设有控制阀，所述烘干设备2内部设有载料平台23，当物料为污泥时，所述烘干设备2内部还设有用于传送污泥的传送带，所述烘干设备上方设有用于成型污泥的成型机；当物料为浓水时，所述烘干设备2内部还设有刮板和若干层导流板，本实施例中，如果烘干的物料是污泥，打开物料进口21的控制阀，污泥可以被传送带送进烘干设备2内部，并铺满载料平台23，烘干后，打开物料出口22的控制阀，再由传送带排出，如果烘干的物料是浓水，浓水则经过导流板输送即可，在物料烘干过程中，物料进口21和物料出口22的控制阀保持关闭。
33.使用上述烘干系统的烘干方法，包括如下步骤：
34.打开设于所述旁通管路42上的管道阀门5，关闭设于主通管路41上及设于第二热风出口27与总管路43之间的管道阀门5，此时风机1吹出的气体直接进入生化曝气池3，并打开物料进口21处的阀门，物料从物料进口21送入，通过传送带或导流板自上而下运送到所述烘干设备2内部，使物料铺满载料平台23，送料完成后，打开设于主通管路41上及设于第二热风出口27与总管路43之间的管道阀门5，关闭设于旁通管路42上的管道阀门5，所述风机1吹出的干燥热风从所述烘干设备2的第一热风进口24自下而上与物料接触，与物料进行热交换的同时，带走物料中的水分，形成湿热空气，监测到所述烘干设备2内部温湿度达不到适合物料烘干或蒸发的条件时，所述辅热组件6开始运行，部分湿热气流从所述冷凝器61进风口67进入所述冷凝器61主体，吸收冷媒放出的热量，升温后从所述冷凝器61出风口68通入所述烘干设备2的第二热风进口25，进而实现对所述烘干设备2内部整体的温升，其余气体排入生化曝气池3进行冷凝和降解，烘干完成后，打开设于所述旁通管路42上的管道阀门5，关闭设于主通管路41上及设于第二热风出口27与总管路43之间的管道阀门5，并打开物料出口22阀门，进行卸料即可，此时风机吹出的气体直接进入生化曝气池3。
35.本发明的烘干方法，其流程简单，操作简便，可满足工业化的应用需求，在烘干过程中，风机1、烘干设备2和生化曝气池3之间，形成密闭系统，可以有效利用风机1的能源，其中风机1中排出的气体被烘干设备2中利用后，排出的湿热气体在生化曝气池3内被冷凝，并被有效降解，从而实现对风机1能源的有效合理再利用，同时，本发明中的干化物料后的气体在系统内部流通，最终进入生化曝气池3被降解处理，不会造成有害气体逸出，经济又环保，而且烘干物料利用后的尾气比风机直接吹出来的气体温度要低，更利于曝气池中氧的溶解，且尾气中含有的有机物质进入生化曝气池中，能为其中的微生物增加碳源。
36.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。