专利名称：一种有机含水物料的脱水干燥方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机含水物料的脱水干燥方法，属于固体废弃物处理领域，尤其是有机污水处理过程产生的污泥的脱水干燥。
背景技术：
有机含水物料如有机污水处理厂污泥的脱水干燥是污泥处理过程中的重要环节。 目前传统的物料脱水干燥方法主要采用热干燥法，而热干燥方法耗能多，导致处理成本大幅增加。电渗透脱水作为高效的高干脱水方法因其所具有的独特的优势受到关注。申请人开发了一种阳极板垂直方向升降，含水物料水平方向移动的电渗透脱水装置，该装置克服了诸多工程难题，脱水过程效率高、能耗低且设备占地面积小、运行稳定。该装置可以将有机污水处理厂产生的污泥脱水至50%以下。
然而，实验数据显示，特别是对于有机污水处理厂产生的污泥来说，电渗透脱水过程效率最高的脱水阶段是将含水率80 %左右的污泥脱水至65-70 %，且该段的单位脱水能耗低。但是，在实际应用中往往又要求污泥含水率达到50%以下，而在含水率从65%降到 50%以下的含水率段的电渗透脱水效率大幅下降，致使处理成本大幅升高。另一方面，在电渗透污泥脱水的过程中，发现污泥经电渗透脱水后，不仅物理性状发生了很大变化，而且污泥的可生化性大幅改善，用微生物分解的处理速度大幅提高。所以，如果将经带式压滤机或离心机等脱水到80%左右的污泥，经电渗透脱水后，用微生物分解有机质产生热量，则可以低成本地将污泥含水率降低到40%以下。因此，如果能够利用电渗透脱水在高效脱水段脱水和提高污泥可生化性、再用生物好氧干化则可以实现整个脱水过程高效、低成本的运行。发明内容
本发明的目的在于提供一种有机含水物料的脱水干燥方法，通过电渗透脱水与生物好氧处理对有机含水物料进行脱水干燥。与其它干燥方法相比，本方法具有效率高、能耗低、成本低，且不产生二次环境污染等特点。
本发明是采用如下技术方案实现的有机含水物料首先通过电渗透脱水装置脱水至一定的含水率，然后利用生物好氧处理，进一步降低含水率。该工艺至少由以下工序组成
(1)通过电渗透方法对含水物料进行脱水的电渗透脱水工序；
(2)对经电渗透脱水后的含水物料进行生物好氧处理，使其含水率进一步降低的生物好氧干化工序。
实现含水物料脱水干燥方法的装置，至少由含水物料的电渗透脱水机和生物好氧干化槽组成，电渗透脱水机的物料出口侧与生物好氧干化槽的物料入口侧相连接。即由电渗透得到的物料送入生物好氧干化槽，进一步干化脱水处理。
所述的含水物料的脱水干燥方法是经生物好氧处理后的物料再经过通入大量空气的工序，使其物料中的水分快速移出，同时使物料降温，其物料的温度下降速度大于1摄氏度/分钟。
所述的含水物料的脱水干燥方法是经电渗透脱水的物料经过通入空气，使其水分移出的工序之后再送入所述的生物好氧干化工序进行生物干化。含水物料，特别是生物污泥经电渗透脱水后结构发生变化，水分极易挥发，所以，在电渗透脱水后，通过强制与空气接触，能够快速将污泥中的水分达到进一步的蒸发，降低物料的含水率。
所述的有机含水物料的脱水干燥方法是在电渗透脱水工序中向物料施加压力的压缩空气释放到空气缓冲罐，再利用该缓冲罐的空气对生物好氧干化槽供应氧气。这样可以达到阶梯利用空气，达到节能的目的。
实现物料脱水过程中水分快速移出的装置，其特征在于至少由物料进口、物料出口、空气进口、空气出口、倾斜的带有孔的物料托盘、托盘振动机构和外壳组成。物料在物料托盘上不断振动，并与空气接触，且不断更新物料与空气的接触面，从而提高了水分的蒸发速度。同时物料在倾斜的托盘上随着振动不断向前移动，实现物料的排出。
对于有机废水的生物处理所产生的污泥的脱水干燥是首先通过电渗透脱水到含水率65% -70%后，再通过生物好氧处理将其含水率降到45%以下。这样既能实现高含水率段的高效率电渗透脱水，又能达到低含水率段生物的高效率好氧干化，实现整体工艺的高效低成本。
所述的有机含水物料的脱水干燥过程中，所述生物好氧干化工序中的物料停留时间小于48小时。由于经过电渗透脱水，物料的含水率大幅下降，且可生化性大幅提高，所以，不添加所进行脱水的物料以外的任何其他物料的条件下，在48小时之内就可将含水率由65 % -70 %，通过生物好氧处理将其降到45 %以下。当然，生物好氧干化是依靠好氧微生物分解有机质产生热量的，所以，为了加快生物反应，需要进行微生物接种，表现在工程操作上就是将生物脱水中后期的物料返回到生物干化设备进口处，与进口原料混合后进入生物好氧干化设备，如同在堆肥等固态发酵工程中的返料。在实际工程中，如有其他物料也需要干化，则与电渗透后的物料混合后进行生物好氧处理也是可行的。
本发明的有益效果是，利用电渗透脱水与生物好氧处理对有机含水物料进行脱水干燥，实现了有机含水物料的高效、低成本干燥。与其它干燥方法相比，本方法具有效率高、 能耗低、成本低，且不产生二次环境污染等特点。
图1 有机含水物料的脱水干燥系统
1.电渗透脱水机物料进口 2.电渗透脱水机3.电渗透脱水物料出口 4.生物好氧干化槽5.空气压缩机6.电渗透脱水机压缩空气入口 7.电渗透脱水机压缩空气出口 8.空气缓冲罐9.生物好氧干化槽供氧入口 10.生物好氧干化设备物料出口 11.末端水分移出装置12.机壳13.带孔的物料托盘14.托盘振动机构15.干燥后物料出口 16.空气进口 17.空气出口具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明
实施例1
本实施例是市政污水处理厂污泥脱水干燥的实施例。如图1所示的有机含水物料的脱水干燥系统，污泥经电渗透脱水机入口 1进入电渗透脱水机2，污泥在电场和压力的作用下进行脱水，其中电渗透脱水机的加压是通过空气压缩机5从电渗透脱水机压缩空气入口 6向电渗透脱水机的气囊(图中未标出)充入压缩空气实现的。电渗透脱水完成后，污泥含水率降至65 %，气囊中的空气通过电渗透脱水机压缩空气出口 7排出，进入空气缓冲罐8，污泥通过电渗透脱水物料出口 3进入生物好氧干化槽4进行生物好氧干化，生物好氧干化过程消耗的氧气通过空气缓冲罐8中的空气由生物好氧干化槽供氧入口 9进入。生物好氧干化完成后的污泥经生物好氧干化槽物料出口 10进入末端水分移出装置11，水分移出通过空气吹脱完成，空气由空气进口 16进入末端水分移出装置，由空气出口 17排出，污泥通过带孔的物料托盘13进行输送，托盘通过托盘振动机构14产生振动，不断更新污泥与物料的接触面，同时污泥的温度也快速下降，其降温速率为2.0°C /分钟，干燥后的污泥含水率在40%，由干燥后物料出口 15排出。生物好氧干化槽出口的污泥返回到该生物好氧干化槽的进口处，与进入该生物干化槽的污泥混合后进入该生物干化槽(图中未标示生物好氧干化槽出口污泥向该干化槽进口处的返料过程)。污泥在生物好氧干化槽中的停留时间为36小时。
实施例2
本实施例是生物医药污水厂污泥脱水干化的实施例，离心脱水后的含水率85%的污泥经电渗透脱水后含水率降到70%，该含水率70%的污泥利用空气缓冲罐中的空气进行水分吹脱(吹脱装置与图1所示的末端水分移出装置相同，附图中未标示)后含水率降至67%，然后进入生物好氧干化槽和末端水分移出装置，在末端水分移出装置中污泥的降温速率为1. 5/分钟，干燥后的污泥含水率在40%，由干燥后物料出口排出。污泥在生物好氧干化槽中的停留时间为30小时。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，所不同的是电渗透脱水设备将污泥脱水至68%后直接进入生物好氧干化槽，经生物好氧干化后的污泥含水率降到42%，由干燥后物料出口排出。污泥在生物好氧干化槽中的停留时间为46小时。
实施例4
本实施例与实施例3基本相同，所不同的是电渗透脱水设备将污泥脱水至68% 后直接进入生物好氧干化槽和末端水分移出装置，在水分移出装置中污泥的降温速率为 1. 7°C /分钟，干燥后的污泥含水率在43%，由干燥后物料出口排出。
实施例5
本实施例所处理对象为酱油残渣，处理工艺与实施例3基本相同，所不同的是所用电渗透脱水设备将残渣电渗透脱水至68%后直接进入生物好氧干化槽和末端水分移出装置，在水分移出装置中残渣的降温速率为1.5°C /分钟，干燥后的残渣含水率在43%，由干燥后物料出口排出。生物好氧干化槽出口的残渣返回到该生物好氧干化槽的进口处，与进入该生物干化槽的残渣混合后进入该生物干化槽(图中未标示生物好氧干化槽出口残渣向该干化槽进口处的返料过程)。
实施例6
本实施例所处理对象为酿酒残渣，处理工艺与实施例2基本相同，即，离心脱水后的含水率83 %的残渣经电渗透脱水后含水率降到69 %，该含水率69 %的残渣利用空气缓冲罐中的空气进行水分吹脱(吹脱装置与图1所示的末端水分移出装置相同，附图中未标示)后含水率降至67%，然后进入生物好氧干化槽和末端水分移出装置，干燥后的污泥含水率在38%，由干燥后物料出口排出。生物好氧干化槽出口的残渣返回到该生物好氧干化槽的进口处，与进入该生物干化槽的残渣混合后进入该生物干化槽(图中未标示生物好氧干化槽出口残渣向该干化槽进口处的返料过程)。残渣在生物好氧干化槽中的停留时间为 24小时。
权利要求
1.一种有机含水物料的脱水干燥方法，其特征在于至少由如下工序组成；(1)通过电渗透方法对含水物料进行脱水的电渗透脱水工序；(2)对经所述电渗透脱水工序脱水后的含水物料进行生物好氧处理，使其含水率进一步降低的生物好氧干化工序。
2.实现权利要求1所述的含水物料脱水干燥方法的装置，其特征在于至少由含水物料的电渗透脱水机和生物好氧干化槽组成，电渗透脱水机的物料出口侧与好氧生物干化槽的物料入口侧相连接。
3.如权利要求1所述的含水物料的脱水干燥方法，其特征在于经好氧生物处理后的物料再经过通入大量空气的工序，使其物料中的水分快速移出；其物料的温度下降速度大于 rc/分钟。
4.如权利要求1所述的含水物料的脱水干燥方法，其特征在于经电渗透脱水后的物料经过通入空气使其水分移出的工序之后，再送入所述的好氧生物干化工序。
5.实现权利要求3和4所述方法的装置，其特征在于至少由物料进口、物料出口、空气进口、空气出口、倾斜的带有孔的物料托盘、托盘振动机构和外壳组成。
6.如权利要求1所述的有机含水物料的脱水干燥方法，其特征在于电渗透脱水工序中向物料施加压力的压缩空气释放到空气缓冲罐，再利用该缓冲罐的空气对生物好氧干化槽供应氧气。
7.如权利要求1所述的有机含水物料的脱水干燥方法，其特征在于对有机废水的生物处理所产生的污泥进行电渗透脱水到含水率65% -70%后，通过生物好氧干化将其含水率降到45%以下。
8.如权利要求1所述的有机含水物料的脱水干燥方法，其特征在于所述生物好氧干化工序中的物料停留时间小于48小时。
全文摘要
本发明涉及一种有机含水物料的脱水干燥方法及装置。利用电渗透在高含水率段脱水，在利用生物好氧处理对有机含水物料进一步干化脱水，实现了有机含水物料的高效、低成本干燥。尤其适用于有机污水处理过程产生的污泥的干燥过程，干燥后的物料可以达到含水率45％以下，与其它干燥方法相比，本方法具有效率高、能耗低、成本低，且不产生二次环境污染等特点。
文档编号C02F11/12GK102531319SQ20111041337
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者不公告发明人 申请人:宜兴能达环保科技有限公司