一种环保节能的污泥干化系统的制作方法

1.本实用新型属于环境治理技术领域，具体涉及一种环保节能的污泥干化系统。


背景技术：

2.污泥，是在污水处理过程中产生的半固态或固态物质，不包括栅渣、浮渣和沉砂。城镇污水处理厂污泥是污水处理的产物，主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节。随着环保政策的加码，污泥无害化处理处置不断受到重视。近年来，全国污泥产量不断攀升，据统计，2020年城镇污泥总量(80％含水率)已达到5130万吨每天，污泥无害化处理处置压力巨大。
3.污泥干化作为污泥无害化处理处置中的重要一环，其可靠性、经济性直接影响后续处置过程的可靠性和经济性。传统的污泥机械脱水无法满足后续污泥处置过程对含水率的要求，而污泥热干化的成本相对较高，污泥多段式干化工艺因其具有降低投资和运行成本的潜力逐步受到重视。
4.污泥脱水干化可分为：自然干化、机械脱水和热干化。自然干化受气候、场地等因素制约，基本已经不能适应污泥量日益增多的今天；机械脱水，由于出泥含水率高，不能满足现在污泥终端处理的含水要求，只能作为污泥热干化前的预处理；热干化以其自身的优点，如效率高、处理量大、自动化程度高等优点，是未来污泥干化脱水技术的主要发展方向。
5.专利文献cn112340956a公开了一种污水处理中的污泥干化系统，包括湿污泥料仓系统、真空圆盘干化系统、废气清洁系统等，该专利将含水率80％～85％、含油率≤0.2％的湿污泥通过螺杆泵进入真空圆盘干化机内，在-70～-90kpag的条件下真空干燥脱水，成为含水率为35％～40％的干污泥；干污泥经过真空出料落入冷却螺旋输送机冷却降温，温度小于50℃的干污泥外运处置；脱水污泥在干化过程中所排出废气经过旋风除尘器除尘后，经废气管道进入缓冲气包，再经文丘里喷射器吸入水箱洗涤冷却，水箱排出的尾气经除沫器汽水分离后排放。但是，该专利直接在圆盘干化机中干化含水率80％～85％的湿污泥，需要蒸发的水量太多，则需要消耗大量的热能，而且文丘里喷射器也需要额外的水作为冷源，又会产生大量的废水，成本过高。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种环保节能的污泥干化系统，以解决现有污泥干化过程中存在的能耗过高、产生废水量过大等问题，从而降低污泥处理过程的成本。
7.本实用新型的技术方案如下：
8.本实用新型的设有湿污泥进料口的机械脱水设备，其出泥口与螺旋进料器的进泥口相连接；所述螺旋进料器的出泥口与热干化机的进泥口相连接；所述热干化机的载气出口通过排气管路连接除尘器的进口；所述除尘器的排尘口与所述热干化机相连接，其排气口通过排气管路与文丘里喷射器的进气口相连接；
9.其特征在于，所述机械脱水设备的排水口通过管道与所述文丘里喷射器的进水口
相连接；所述文丘里喷射器的出口通过管道与洗涤塔的进口相连接；所述洗涤塔的排气口通过管道与尾气引风机的进气口相连接，其排水口通过管道与第二废液泵相连接；所述尾气引风机的排气口通过管道与第一换热器的进气口相连接；所述热干化机的冷凝液出口与所述第一换热器的冷凝液进口相连接；所述第一换热器的出气口通过管道与所述机械脱水设备的载气进口相连接。
10.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
11.与机械脱水相比：药剂添加量少、干化程度更高。与热干化相比：(1)将污泥干化过程分段拆分，先脱水再干化，大大节省干化过程的能耗(蒸汽)；(2)将污泥前端机械脱水产生的废水作为冷源，直接与干化过程的高湿载气接触换热，降低载气的饱和湿度，促使水份快速析出，同时节约了循环水的耗量；(3)冷凝除湿后的载气经过换热器与干化机蒸汽冷凝水换热增温，一方面充分利用了冷凝水的热源，提高整个系统的热效率，另一方面提高了冷凝水的过冷度，确保其进入冷凝水箱时不发生闪蒸。
附图说明
12.图1时本实用新型的污泥干化系统的结构示意图；
13.图中，1-机械脱水设备，2-螺旋进料器，3-热干化机，4-除尘器，5-第一废液泵，6-文丘里喷射器，7-洗涤塔，8-尾气引风机，9-第一换热器，10-第二废液泵，11-第二换热器，12-凝结水箱。
具体实施方式
14.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
15.一种环保节能的污泥干化系统，包括：设有湿污泥进料口的机械脱水设备1，其出泥口与螺旋进料器2的进泥口相连接；所述螺旋进料器2的出泥口与热干化机3的进泥口相连接；所述热干化机3的顶部设有载气出口通过排气管路连接除尘器4的进口；所述除尘器4的底部设有排尘口与所述热干化机3相连接，上部设有排气口通过排气管路与文丘里喷射器6的进气口相连接；所述机械脱水设备1的排水口通过管道与所述文丘里喷射器6的进水口相连接；所述文丘里喷射器6的出口通过管道与洗涤塔7的进口相连接；所述洗涤塔7的上部设有排气口通过管道与尾气引风机8的进气口相连接，底部设有排水口通过管道与第二废液泵10相连接；所述尾气引风机8的排气口通过管道与第一换热器9的进气口相连接；所述热干化机3的冷凝液出口与所述第一换热器9的冷凝液进口相连接；所述第一换热器9的出气口通过管道与所述机械脱水设备1的载气进口相连接。
16.进一步地，所述机械脱水设备1的排水管道l1上设有第一废液泵5，其出口连接两个管路，一路与所述文丘里喷射器6的进水口相连接，另一路与所述洗涤塔7的冷水管l2相连接。
17.进一步地，所述机械脱水设备1是指满足机械脱水要求的设备，尽可能地采用机械压滤的方式将污泥的含水率至少能降至65％左右，例如：板框压滤机、高压带式压滤机、高压污泥压榨机、叠螺式污泥脱水机中的一种。
18.进一步地，所述热干化机3为圆盘干化机、桨叶式干化机中的任意一种，其上还设有低压饱和蒸汽进口和新鲜空气进口；使用的热源为0.4～0.6mpa的低压饱和蒸汽。
19.进一步地，所述除尘器4为旋风分离器、布袋除尘器、电除尘器中的任意一种。
20.进一步地，所述热干化机3的底部设有排泥口与刮板机或者皮带输送机相连接；所述热干化机3至所述除尘器4之间的管道及设备上设有保温或者伴热机构，以确保含臭高湿载气不会因为温降而发生冷凝。
21.进一步地，所述第二废液泵10的出液口分为两路，一路与第二换热器11的废液进口相连接，另一路为废水排出管；所述第二换热器11的废液出口通过管道与所述洗涤塔7的冷水管l2相连接。
22.进一步地，所述第一换热器9的冷凝液出口与凝结水箱12相连接，所述凝结水箱12与外部锅炉系统相连接。
23.进一步地，所述洗涤塔7内设有多组喷淋雾化喷管，用于载气的进一步降温除湿除尘；所述尾气引风机8的排气口还接有废气排放管，用于将多余的尾气排入外部废气治理系统。所述第一换热器9为气体和液体两种介质之间的换热，所述第二换热器11为液体与液体之间的换热。
24.本实用新型的一种环保节能的污泥干化系统，运行过程如下：
25.(1)通过柱塞泵或者螺杆泵将含水率为80％左右的湿污泥(市政污泥、工业污泥、库存污泥中的任意一种)输送至机械脱水设备1，生成含水率为65％左右的脱水污泥和压滤废水；压滤废水被送入文丘里喷射器6；
26.(2)脱水污泥通过螺旋进料器2连续均匀地输送至热干化机3中；此时，低压饱和蒸汽被送入热干化机3，通过热传导作用向脱水污泥传热，使其中的水分不断蒸发，最终得到80℃左右的干污泥、饱和高温冷凝液和100～110℃的含臭高湿载气；干污泥经热干化机3的排泥口排出，通过刮板机或者皮带输送机输送至干污泥料仓；高温冷凝液从排液口流出后进入换热器与洁净载气换热，降低过冷度后送入凝结水箱，最后回到锅炉系统；
27.(3)含臭高湿载气从热干化机3的载气出口排出后送入除尘器4中，绝大部分粉尘被拦截下来，得到温度约100℃的脏载气，除尘器4底部积累的粉尘通过排尘阀控制返回热干化机3；
28.(4)脏载气进入文丘里喷射器6中，与从机械脱水设备1中产生的压滤废水直接接触换热并除湿除尘，得到50℃左右的初净化载气和50℃左右的洗涤水，一起送入洗涤塔7内；
29.(5)初净化载气进入洗涤塔7后与喷淋雾化喷管喷出的废水进一步换热除尘除湿，得到35℃左右的洁净载气；从初净化载气冷凝出来的废液和喷淋废水一起落入洗涤塔底部混合，经第二废液泵10抽走，一部分送至第二换热器11与循环水换热，降低温度便于下一步循环，其余较脏的废水经排污管排出；洁净载气经过尾气引风机8引出，大部分进入第一换热器9，与高温冷凝液换热后循环送回热干化机3，小部分引出至废气治理系统，达标排放。
30.实施例1
31.一个地区有含水率80％的污泥200吨，需要集中干化至40％之后焚烧。
32.采用本实用新型的污泥干化系统处理，含水率为80％的污泥采用高压带式干化机进行初步机械深度脱水至60％，得到的脱水污泥产率为4.17d/h，滤液生成的速率为4.16d/
h；经过机械脱水的污泥进入热干化机进行干化，干化至含水率为40％的污泥进入干污泥料仓储存；热干化过程中干泥产率为2.78d/h，水分蒸发速率为1.39d/h；90～100℃的含臭气的高湿载气进入先后进入除尘器、文丘里管以及洗涤器中除尘除湿，分别得到50℃左右的载气和洗涤水；50℃左右的载气经过废气风机，90％左右进入换热器与干化机蒸汽凝结水换热升温至80℃，随后循环至干化机完成循环。
33.表1本技术的污泥干化系统与直接圆盘干化系统对比
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由表1可以得出，相比于采用直接圆盘干化系统，采用本实用新型的污泥干化系统处理污泥，一方面污泥处理量减半，干化设备投资减半；另一方面可以大大节约热源蒸汽耗量约72％，同时节约循环水用量77％。对比常规两段式污泥干化系统，使用前段机械脱水过程中产生的废水作为文丘里喷射器和洗涤塔的冷水源，直接与干化过程的含臭高湿载气接触换热，降低载气的饱和湿度，促使水份快速析出，可以节约至少5％的用水量。而且，冷凝除湿后的载气经过第一换热器与干化机的蒸汽冷凝水换热增温，一方面充分利用了冷凝水的热源，提高整个系统的热效率，另一方面提高了冷凝水的过冷度，确保其进入冷凝水箱时不发生闪蒸。