一种通过污泥炭粉调理污泥深度脱水的装置及方法与流程

本发明涉及污泥深度脱水，具体为一种通过污泥炭粉调理污泥深度脱水的装置及方法。

背景技术：

1、污水处理过程产生大量的污泥，高含水率的污泥不利于后续的运输、填埋、干化、焚烧和资源化利用。目前各污水厂普遍均采用浓缩、絮凝、机械脱水方式将污泥含水率降低至80％左右，但含水率80％的污泥体积大、含水率高，无法满足后续污泥的处理处置要求。污泥深度脱水作为污泥快速、经济减量的第一步，可以最大限度的实现污泥减量，降低后续运输和处理处置的成本。

2、污泥性质包括污泥的高压缩性、高有机质含量、污泥细胞的胶体结构是污泥深度脱水的限制因素，通过污泥调理可以改善污泥的脱水性能。污泥调理方式包括物理调理、微生物调理、化学调理和联合调理。其中物理调理是指通过物理方法改变污泥理化性质，从而改善污泥的脱水性能，提高其含固率的方法。主要包括添加骨料调理、热调理、微波调理、超声波调理和冻融调理等。化学调理是指往污泥中加入酸、碱、表面活性剂、氧化剂、絮凝剂或助凝剂等化学药剂，以改变污泥的性质，提高污泥脱水性能。联合调理是指同时使用物理调理、化学调理和生物调理中2种或2种以上的调理方法，目的是发挥各种调理方法的优点，降低污泥调理的费用，提高污泥脱水效率。

3、中国专利cn202210954428.4公布了一种污泥调理剂及其制备方法，该污泥调理剂为聚合氯化铝铁镁钙，是一种无机阳离子复合絮凝剂，实现污泥调理后絮凝效果更强、沉降速率更快，改善了污泥的脱水性能。

4、中国专利cn202210292460.0公布了一种污泥调理剂和污泥脱水方法，提出污泥调理剂由液体聚合硫酸铁、双氧水、污泥焚烧灰、石灰石粉、白云石粉组成，在浓缩污泥中投加污泥调理剂，然后进行板框压滤。该调理剂提高了污泥的脱水效率，降低了污泥含水率。

5、以上污泥调理剂和调理方法，均提高了污泥的脱水效率，降低了污泥含水率，实现污泥的进一步减量，但污泥调理过程添加了无机成分，影响了污泥热值，使得最终污泥的资源化方式受限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种通过污泥炭粉调理污泥深度脱水的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种通过污泥炭粉调理污泥深度脱水的装置，包括污泥浓缩装置、污泥脱水装置、污泥干化装置、污泥炭化装置、污泥炭粉料仓、定量投加装置、粉碎筛分装置；

3、污泥脱水装置的一侧设置有污泥浓缩装置，污泥深度脱水装置远离污泥浓缩装置的一侧设置有污泥干化装置，污泥炭化装置位于污泥干化装置的一侧，粉碎筛分装置位于污泥炭化装置的一侧，粉碎筛分装置远离污泥炭化装置的一侧设有污泥炭粉料仓，污泥炭粉料仓与污泥脱水装置之间设置有定量投加装置，污泥炭粉料仓用于存放粉碎筛分装置筛选出来的≥100目的污泥炭粉，污泥炭粉料仓通过定量投加装置将≥100目的污泥炭粉输送至污泥脱水装置，污泥脱水装置用于对污泥深度脱水；

4、污泥炭粉料仓包括：料仓支座、料仓桶身、加料舱门、防结块装置、振捣装置、干燥装置、料仓桶盖，料仓桶身安装在料仓支座上，料仓桶身侧壁安装有干燥装置，料仓桶身顶端安装有料仓桶盖，料仓桶盖上安装有加料舱门，防结块装置中心贯穿料仓桶盖设置，振捣装置贯穿料仓桶盖设置，料仓桶身底部设置有出料口，干燥装置为一种除湿器，料仓支座用于承载料仓桶身；

5、防结块装置包括：第一电机、离心装置、差速器、螺旋转盘，第一电机与离心装置连接，差速器顶端与离心装置底端连接，差速器侧面通过连杆与料仓桶身侧壁连接，所述差速器输出轴与螺旋转盘连接；

6、离心装置包括：第一转杆和离心转盘，第一转杆一端与离心转盘连接，第一转杆另一端穿过料仓桶盖与第一电机输出轴连接，离心转盘底端与差速器连接。

7、将污泥炭粉从加料舱门添加到污泥炭粉料仓内，污泥炭粉从料仓桶身顶部落入离心装置内，第一电机通过第一转杆带动离心转盘快速旋转，由于离心力的作用，未结块的污泥炭粉从离心转盘边缘被甩出，结块的污泥炭粉由于重力较大留在离心装置底部；

8、振捣装置包括：振动电机和振捣棒，振动电机安装在料仓桶盖上，振捣棒顶端贯穿料仓桶盖与振动电机输出轴连接。

9、打开干燥装置，将污泥炭粉料仓内环境变干燥，使污泥炭粉块内的水分在干燥环境下迅速挥发；打开振动电机，振动电机带动振捣棒振动，污泥炭粉块在振捣棒的振捣作用下松散分离；最终在干燥装置和振捣装置的共同作用下使结块的污泥炭粉快速松散、离心；

10、螺旋转盘包括：连接套筒、第二转杆、叶片连杆、螺旋叶片、转盘底座，连接套筒一端与差速器输出轴连接，连接套筒另一端与第二转杆连接，叶片连杆一端与第二转杆侧面连接，叶片连杆另一端与螺旋叶片连接，转盘底座中心安装在第二转杆底端；

11、离心转盘带动底部差速器一起快速旋转，连接在差速器底部的螺旋转盘在差速器作用下，相较离心转盘缓慢旋转，螺旋叶片搅动打散离心出来的污泥炭粉，防止污泥炭粉结块，同时，由于螺旋叶片的结构特性，使污泥炭粉沿着螺旋叶片旋转推送至料仓桶身的出料口。

12、定量投加装置包括：撒料装置、送料装置、进料斗、第三电机、抽气泵、送料支架，送料装置一端安装有第三电机和撒料装置，送料装置另一端安装有进料斗，进料斗侧壁安装有抽气泵，进料斗上安装有送料支架，送料支架用于支撑整个定量投加装置，进料斗与出料口对齐。

13、送料装置包括：螺旋送料杆、防结块滚筒、定位滚轴、送料外筒，送料外筒与撒料桶连接送料外筒两端设有法兰盘，螺旋送料杆两端穿过法兰盘并与其转动连接，螺旋送料杆设置在送料外筒内部，螺旋送料杆一端安装有第一齿轮，第三电机输出轴安装有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮通过皮带转动连接，定位滚轴穿过防结块滚筒中心与螺旋送料杆连接。

14、为了防止污泥炭粉下落过程中出现扬尘问题，避免污泥炭粉进入空气，造成二次污染，污泥炭粉从出料口下落至定量投加装置的进料斗内时，启动抽气泵，抽气泵快速抽走进料斗内的空气，使进料斗内产生负压，污泥炭粉下落时在进料斗吸力和自身重力的作用下被吸入进料斗内。

15、撒料装置包括：撒料桶、料粉挡板、第二电机、撒料扇，撒料桶侧壁下方设有一圈方形开孔，撒料桶底端安装有第二电机，第二电机输出轴贯穿撒料桶与撒料扇同心连接，撒料桶侧壁安装有料粉挡板，撒料桶顶端与送料装置连接。

16、污泥炭粉通过进料斗进入送料装置，启动第三电机，第三电机带动螺旋送料杆转动，使污泥炭粉被动螺旋送料杆推进向前运动，污泥炭粉在推进的过程中被防结块滚桶碾压，防止污泥炭粉在推进过程中结块；污泥炭粉被推进至送料装置顶端后，随之落入撒料装置中的撒料桶内，此时，第二电机带动撒料扇匀速转动，撒料扇通过扇叶将污泥炭粉从撒料桶的孔洞内甩出，甩出的污泥炭粉被料粉挡板挡住而均匀洒落在污泥脱水装置内。

17、一种通过污泥炭粉调理污泥深度脱水的方法，该污泥深度脱水的方法包括如下步骤：

18、s1、污泥深度脱水；

19、s2、污泥干化；

20、s3、污泥炭化；

21、s4、污泥炭研磨筛分。

22、步骤s1包括如下具体步骤：

23、s101、当污泥来源为含水率99％左右的液体污泥时，往液体污泥内加入聚丙烯酰胺絮凝沉淀，通过重力浓缩得到含水率92～95％的浓缩污泥，将浓缩后的污泥从污泥浓缩装置中泵送至污泥脱水装置；

24、s102、打开定量加投装置，往高压式污泥深度脱水一体装置内加入≥100目的污泥炭粉，同时加入铝铁盐，开启污泥脱水装置上的调理装置，搅拌污泥炭粉、铝铁盐和步骤s101得到的浓缩污泥混合，完成对污泥的调理反应；

25、s103、将步骤s102调理后的污泥输送至高压式污泥深度脱水一体装置，深度脱水后得到含水率55～65％的污泥。

26、步骤s1包括如下具体步骤：

27、s101、当污泥来源为含水率80％左右的污泥时，先往污泥脱水装置内加入铝铁盐混合调理，再打开定量加投装置，往高压式污泥深度脱水一体装置内加入≥100目的污泥炭粉混合调理；

28、s102、利用污泥脱水装置对步骤s102调理后的污泥进行深度脱水，得到含水率55～65％的污泥。

29、步骤s2包括如下具体步骤：

30、s201、收集步骤s3过程中产生的可燃性干馏气体作为干化热源，通过直接或间接的方式，将步骤s1处理后的污泥干化，干化方式可采用流化床干化、带式干化、浆叶式干化、盘式干化；在污泥干化装置内，用高温热烟气换热得到的蒸汽或热水对污泥进行干化，使污泥的含水率大幅降低；

31、步骤s3包括如下具体步骤：

32、s301、使用外加热螺旋推进炭化炉、外加热回转窑炭化炉、直接加热回转窑炭化炉或多膛炉对步骤s201干化后的污泥进行热解炭化；利用污泥炭化装置，使污泥在无氧或缺氧状态下炭化，得到污泥炭颗粒；收集炭化过程中产生的可燃性干馏气体，为步骤s201提供干化热源。

33、步骤s4包括如下具体步骤：

34、s401、在粉碎筛分装置中，将s301处理后的污泥炭冷却，对冷却后的污泥炭粉进行研磨、筛分，把得到的≥100目的污泥炭粉装入污泥炭粉料仓内；利用机械震动筛分的原理，将污泥炭化后的颗粒粉碎筛分，得到的产物可用作燃料、园林利用、土壤改良。

35、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

36、(1)污泥炭粉用于污泥脱水时，应用范围广，既可用于新建项目含水率99％的液体污泥一步脱水至含水率55～65％，也可应用于改造项目或集中污泥处理项目中含水率80％左右的污泥直接脱水至含水率55～65％；

37、(2)污泥炭粉应用于污泥深度脱水时，由于污泥炭强度高，可构建污泥内部骨架，在污泥内部构建完整的过水通道，提高污泥耐压性。并且，由于污泥炭来源过程添加铝铁盐等金属盐，使得污泥炭粉表面带有正电荷，与污泥发生电中和作用，破坏污泥胶体稳定性，改善了污泥的脱水性能，提高污泥脱水效率，缩短脱水时间，提高污泥脱水设备的产量；

38、(3)由于污泥炭富含固定碳素，与未采用污泥炭调理的污泥相比，经污泥炭调理脱水后的泥饼热值提高30％；且污泥炭粉是在高温无氧或缺氧状态下产生，随着水分的蒸发和分解气体的挥发，使得污泥炭粉表面和内部形成了多孔状态，具有孔隙结构发达、表面官能团丰富、灰分含量低、化学性质稳定、不溶于水和有机溶剂、可再生重复利用等特点。

39、(4)将污泥炭回用至污泥深度脱水过程，提高污泥整体处理系统的运行效率，降低运行费用，实现了污泥的绿色、循环、低碳、资源化利用。