一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机的制作方法

本实用新型属于污泥处理领域，具体涉及一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机。

背景技术：

随着我国工业的发展和城镇化的发展，污水处理的处理量日益增加，污泥的产生量也同时增加。污泥的处置也越来越受到重视。一般污水厂的污泥经过脱水后，含水率在70％左右，需要进一步干化，才可填埋或焚烧。所以，污泥干化是污泥实现无害化，减量化，资源化处理处置的关键环节，是污泥资源化利用的前提。

污泥干化是利用热能将污泥中的大部分水分和固体分离的过程。一般污泥的干燥需要大量的热能。目前常用的污泥干化系统主要以直接干燥转鼓式工艺，多层台阶式干化工艺，转盘式干化工艺，流化床干化工艺，带式干燥工艺等为主。

MVR蒸发器是广泛地被应用于食品加工、果汁浓缩、饮料生产、乳品生产、化工行业、制药行业、废水处理、环保工程等领域的一种蒸发浓缩设备。从蒸发器出来的二次蒸汽经过压缩机的压缩，压力和温度随之升高，热焓随之增加，被送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽热源即生蒸汽使用，使料液维持蒸发状态，而加热蒸汽将热量传递给物料后，本身冷凝成水。这样，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，又提高了热效率。其工作过程是低品位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽。

隔膜压滤机是常用的污泥脱水装置，隔膜压滤机具有压榨压力高、耐腐蚀性能好、维修方便、安全可靠等优点，是冶金、煤气、造纸、炼焦、制药、食品、酿造、精细化工等行业客户的首选。隔膜压滤机已被广泛应用于需要固液分离的各个领域。隔膜式压滤机被认为是普通厢式压滤机的替代升级设备。隔膜式压滤机在单位面积处理能力、降低滤饼水分、对处理物料的性质的适应性等方面都表现出较好的效果。隔膜压滤机与普通厢式压滤机的主要不同之处就是在滤板的两侧加装了两块弹性膜(复合橡胶隔膜是整体膜片)，运行过程中，当入料结束，可将高压流体介质注入隔膜板中，这时整张隔膜就会鼓起，压迫滤饼，从而实现滤饼的进一步脱水，就是压榨过滤。隔膜压滤机应用于污泥、污水处理，滤饼含水率最低已经做到60％以下，相比传统的厢式压滤机，滤饼含固率最高可提高2倍以上，滤饼运输成本大大降低。

因此，如何将隔膜压滤机进行改进，有效降低污泥脱水干燥的能耗，提高干燥效率，是亟待解决的一项技术问题。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题提出的一种污泥脱水和干燥一体设备，能够在同一设备中完成脱水及干燥，避免污泥的二次传送和转移，节约能源、节约污泥处理时间，提高处理效率。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机，其特征在于，主要包括隔膜压滤机和MVR污泥干化单元，所述隔膜压滤机包括进料口和出水口，所述隔膜压滤机的进料口和出水口分别与MVR污泥干化单元相连通；湿污泥经过隔膜压滤机干燥，产生二次蒸汽，该二次蒸汽进入MVR污泥干化单元进行压缩，蒸汽重新进入隔膜压滤机。

具体地，所述MVR污泥干化单元包括辅助加热器和机械蒸汽再压缩机；辅助加热器提供干化程序的起始蒸汽。

进一步地，基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机还包括真空单元，所述真空单元与MVR污泥干化单元及隔膜压滤机相连通。

进一步地，所述MVR污泥干化单元还包括真空缓冲罐，所述真空缓冲罐设置于机械蒸汽再压缩机和真空单元之间。

作为优选，所述MVR污泥干化单元还包括压缩蒸汽缓冲罐，所述压缩蒸汽缓冲罐设置于机械蒸汽再压缩机和隔膜压滤机之间。

进一步地，所述辅助加热器设置于压缩蒸汽缓冲罐上。

具体地，所述隔膜压滤机的动力为压缩空气或高压液体。

作为优选，还包括阀门，隔膜压滤机的进料口和出水口分别设置污泥进料阀和压滤出水阀。

进一步地，压缩蒸汽缓冲罐与隔膜压滤机的进料口连通，压缩蒸汽缓冲罐与隔膜压滤机的进料口之间设置高温蒸汽阀；隔膜压滤机的出水口和真空缓冲罐连通并于之间设置冷凝蒸汽阀；真空缓冲罐与真空单元连通并于之间设置真空调节阀。

作为优选，真空缓冲罐与大气连通处设置底液自动排放阀一，压缩蒸汽缓冲罐与大气连通处设置底液自动排放阀二。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：

(1)本实用新型的一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机，将隔膜压滤机和MVR干化单元有机结合起来，利用隔膜压滤机的压榨，实现污泥的初步脱水，同时，由于隔膜压滤机的隔膜对污泥的压榨，使得污泥和滤板形成有效的通道，高温蒸汽被MVR干化单元压缩处理，进一步注入隔膜压滤机后，蒸汽和滤饼进行有效的热交换，从而起到污泥干燥的效果；同时，利用了二次蒸汽，减少了能源的消耗。

(2)本实用新型的一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机，将隔膜压滤机和MVR干化单元有机结合起来，使得污泥脱水及干燥都在隔膜压滤机内完成，避免了污泥的二次输送和转移，大大降低了泥饼在传送过程的能源成本及时间成本。

(3)本实用新型的一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机，通过利用隔膜压滤机较大的热交换面积，在一体机内完成污泥的脱水和干化，将污泥的含水率从95％左右降低到30％以下。

(4)本实用新型的一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机，MVR干化单元包含辅助加热器，用于提供系统启动所需的初步蒸汽，辅助MVR的运行。

(5)本实用新型的一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机，通过设置真空单元，使得隔膜压滤机在干燥过程中产生的冷凝水，在真空条件下，被收集在真空缓冲罐内，并被自动排出。同时，通过真空单元与MVR干化单元连通，使得水蒸发为水蒸气的温度降低，易进行蒸发过程。

(6)本实用新型的一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机，MVR干化单元还包含压缩蒸汽缓冲罐，用于收集部分水蒸汽。

附图说明

图1为一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机结构示意图。

其中，1、污泥进料阀；2、隔膜压滤机；3、压滤出水阀；4、压滤出水；5、冷凝蒸汽阀；6、真空缓冲罐；7、真空调节阀；8、真空泵；9、底液自动排放阀一；10、底液；11、机械蒸汽再压缩机；12、压缩蒸汽缓冲罐；13、底液自动排放阀二；14、底液；15、高温蒸汽阀；16、辅助加热器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的内容进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。居于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种基于机械蒸汽再压缩机MVR的污泥脱水干化一体机，主要包括隔膜压滤机2和MVR污泥干化单元，所述隔膜压滤机2包括进料口和出水口，所述隔膜压滤机2的进料口和出水口分别与MVR污泥干化单元相连通；湿污泥经过隔膜压滤机2干燥，产生二次蒸汽，该二次蒸汽进入MVR污泥干化单元进行压缩，蒸汽重新进入隔膜压滤机。

以上是本实用新型的核心内容，将隔膜压滤机2和MVR干化单元有机结合起来，利用隔膜压滤机2的压榨，实现污泥的初步脱水，同时，由于隔膜压滤机2的隔膜对污泥的压榨，使得污泥和滤板形成有效的通道，高温蒸汽被MVR干化单元压缩处理，进一步注入隔膜压滤机2后，蒸汽和滤饼进行有效的热交换，从而起到污泥干化的效果；同时，利用了二次蒸汽，减少了能源的消耗。且本实用新型的一体机将隔膜压滤机2和MVR干化单元有机结合，使得污泥脱水及干化都在隔膜压滤机2内完成，避免了污泥的二次输送和转移，大大降低了泥饼在传送过程的能源成本及时间成本。

具体地，所述MVR污泥干化单元包括辅助加热器16和机械蒸汽再压缩机11；辅助加热器16提供干化程序的起始蒸汽。

进一步地，还包括真空单元，所述真空单元与MVR污泥干化单元及隔膜压滤机2相连通，本实施例中，真空单元为真空泵8。通过真空单元与MVR干化单元连通，使得水蒸发为水蒸气的温度降低，易进行蒸发程序。

进一步地，所述MVR污泥干化单元还包括真空缓冲罐6，所述真空缓冲罐6设置于机械蒸汽再压缩机11和真空泵8之间。所述真空缓冲罐6用于冷凝液的收集，通过真空泵8的运行，使得隔膜压滤机2在干燥过程中产生的冷凝水，在真空条件下，被收集在真空缓冲罐6内，并被自动排出。

作为优选，所述MVR污泥干化单元还包括压缩蒸汽缓冲罐12，所述压缩蒸汽缓冲罐12设置于机械蒸汽再压缩机11和隔膜压滤机2之间。所述压缩蒸汽缓冲罐12用于收集部分水蒸汽及提供MVR污泥干化单元启动所需的初步蒸汽，利于机械蒸汽再压缩机11的运行。

具体地，本实施例中，所述辅助加热器16设置于压缩蒸汽缓冲罐12上。

具体地，本实施例中，所述隔膜压滤机2的动力为压缩空气，可以将污泥尽可能地脱水；作为变形所述隔膜压滤机2的动力也可以为高压液体。

作为优选，还包括阀门，隔膜压滤机2的进料口和出水口分别设置污泥进料阀1和压滤出水阀3。

进一步地，所述压缩蒸汽缓冲罐12与隔膜压滤机2的进料口连通，压缩蒸汽缓冲罐1与隔膜压滤机2的进料口之间设置高温蒸汽阀15；隔膜压滤机2的出水口和真空缓冲罐6连通并于之间设置冷凝蒸汽阀5；真空缓冲罐6与真空泵8连通并于之间设置真空调节阀7。通过机械蒸汽再压缩机11两端设置压缩蒸汽缓冲罐1和真空缓冲罐6，一方面用于收集冷凝水，另一方面起到缓冲作用；本实施中通过设置的阀门使得隔膜压滤机2、MVR污泥干化单元和真空单元之间构成封闭体系或敞开体系，使得本实用新型的一体机有效运转。

作为优选，所述压缩蒸汽缓冲罐12与大气连通处设置底液自动排放阀二13，真空缓冲罐6与大气连通处设置底液自动排放阀一9。

本实施例中，一种基于MVR和隔膜压滤机组合工艺的污泥脱水干燥一体化机的工作方法包括如下重复阶段。

第一阶段：隔膜压滤机脱水

关闭冷凝蒸汽阀5及高温蒸汽阀15；开启污泥进料阀1及压滤出水阀3，启动污泥进料泵；进行污泥脱水程序；当污泥填满压滤机的空腔后，启动隔膜压榨程序，对污泥进行压榨；压滤出水4从压滤出水阀3流出，污泥压榨完成后，进入第二阶段。

第二阶段：MVR污泥干燥

开启冷凝蒸汽阀5，高温蒸汽阀15，真空调节阀7；关闭污泥进料阀1，压滤出水阀3，底液自动排放阀一9，底液自动排放阀二13。使得隔膜压滤机2和MVR污泥干化单元形成连通环境。

启动真空泵8，利用真空调节阀7，将系统真空调节到所需的真空度。

启动辅助加热器16；有少量蒸汽进入隔膜压滤机2后，启动机械蒸汽再压缩机11。

关闭辅助加热器16。

系统运行中所产生的水通过底液自动排放阀一9，底液自动排放阀二13，被排出体系，即形成底液10和底液14。

污泥被干燥后，停止机械蒸汽再压缩机11，真空泵8，关闭高温蒸汽阀15，冷凝蒸汽阀5，开启污泥进料阀1及压滤出水阀3，解除系统的真空。

打开隔膜压滤机2，清除干化后的污泥，准备下一个污泥脱水干化程序。

本实施例中，含水的污泥首先经过隔膜压滤机2脱水，将污泥的含水率从95％左右降低到70％左右；辅助加热器16提供污泥干化的起始启动蒸汽，开始污泥干燥的程序；其中产生的二次蒸汽进入机械蒸汽压缩机11进行压缩，提高了蒸汽的压力和温度，成为再压缩蒸汽；该再压缩蒸汽回流到隔膜压滤机2，重复干燥的过程；干燥过程中产生的冷凝水，在真空条件下，被收集在真空缓冲罐6内，并被自动排出。部分冷凝水也被收集在压缩蒸汽缓冲罐12内，并被自动排出。本实用新型利用隔膜压滤机2较大的热交换面积，在一体机内完成污泥的脱水和干化，将污泥的含水率从95％左右降低到30％以下，干化后的污泥，可直接填埋或做焚烧等资源化处置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上、在本实用新型的方法和原则之内，所作的任何修改等同替换、改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。