申請日2017.06.30
公開(公告)日2017.09.08
IPC分類號C02F11/12
摘要
本發(fā)明涉及一種基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)，包括圓盤干化系統(tǒng)及壓濾干化系統(tǒng)，所述圓盤干化系統(tǒng)包括殼體，殼體中安裝有攪拌軸，攪拌軸上隔開安裝有圓盤片，殼體的頂部設(shè)有污泥進口、蒸汽出口，底部設(shè)有干污泥出口，攪拌軸由一端的電機驅(qū)動，攪拌軸為空心結(jié)構(gòu)，其一端為熱蒸汽入口并插置有冷凝水導(dǎo)出管;所述壓濾干化系統(tǒng)包括壓濾系統(tǒng)、與所述壓濾系統(tǒng)連接的進泥系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、熱水循環(huán)系統(tǒng)及污泥輸出系統(tǒng)，所述進泥系統(tǒng)與壓濾系統(tǒng)的進泥端連接，污泥輸出系統(tǒng)與壓濾系統(tǒng)的出泥端連接，所述抽真空系統(tǒng)用于保持壓濾系統(tǒng)壓濾污泥時為負壓狀態(tài)，所述熱水循環(huán)系統(tǒng)與圓盤干化系統(tǒng)的蒸汽出口連接。
權(quán)利要求書
1.一種基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)，其特征在于：包括圓盤干化系統(tǒng)(100)及壓濾干化系統(tǒng)(200)，所述圓盤干化系統(tǒng)(100)包括殼體(1)，殼體(1)中安裝有攪拌軸(2)，攪拌軸(2)上隔開安裝有圓盤片(3)，殼體(1)的頂部設(shè)有污泥進口(4)、蒸汽出口(5)，底部設(shè)有干污泥出口(6)，攪拌軸(2)由一端的電機(7)驅(qū)動，攪拌軸(2)為空心結(jié)構(gòu)，其一端為熱蒸汽入口(8)并插置有冷凝水導(dǎo)出管(9);所述壓濾干化系統(tǒng)(200)包括壓濾系統(tǒng)(201)、與所述壓濾系統(tǒng)(201)連接的進泥系統(tǒng)(202)、抽真空系統(tǒng)(203)、熱水循環(huán)系統(tǒng)(204)及污泥輸出系統(tǒng)(205)，所述進泥系統(tǒng)(202)與壓濾系統(tǒng)(201)的進泥端連接，污泥輸出系統(tǒng)(205)與壓濾系統(tǒng)(201)的出泥端連接，所述抽真空系統(tǒng)(203)用于保持壓濾系統(tǒng)(201)壓濾污泥時為負壓狀態(tài)，所述熱水循環(huán)系統(tǒng)(204)與圓盤干化系統(tǒng)的蒸汽出口(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)，其特征在于：所述殼體(1)包括安裝所述攪拌軸(2)并與所述攪拌軸(2)同軸的半圓筒(10)及從所述半圓筒(10)上側(cè)向上延伸而成的穹頂(11)，所述殼體(1)的截面結(jié)構(gòu)為：從所述穹頂(11)的頂端至所述半圓筒(10)的中心之間的間距為所述半圓筒(10)半徑的1-2倍;所述穹頂(11)的頂部沿著攪拌軸(2)的軸向間隔安裝有多塊上隔板(12)及下隔板(13)，所述下隔板(13)的上端與穹頂(11)的內(nèi)頂面具有導(dǎo)塵間隙(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓盤式防爆安全干化機，其特征在于：所述上隔板(12)的頂端通過兩側(cè)的支撐塊(15)與穹頂(11)固連，所述下隔板(13)的下端通過兩側(cè)的橫梁(16)與穹頂(11)固連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓盤式防爆安全干化機，其特征在于：所述上隔板(12)的頂端與穹頂(11)的內(nèi)頂面具有泄塵間隙(17)，所述泄塵間隙(17)的高度小于導(dǎo)塵間隙(14)的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圓盤式防爆安全干化機，其特征在于：所述泄塵間隙(17)的高度為所述導(dǎo)塵間隙(14)高度的1/6至1/3之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圓盤式防爆安全干化機，其特征在于：靠近所述泄塵間隙(17)的穹頂(11)的內(nèi)頂面固定安裝有擋塵板(18)，所述擋塵板(18)的高度大于所述泄塵間隙(17)的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圓盤式防爆安全干化機，其特征在于：所述擋塵板(18)位于遠離污泥進口(4)的一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓盤式防爆安全干化機，其特征在于：所述穹頂(11)的截面為半圓形，其半徑與半圓筒(10)的截面半徑相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓盤式防爆安全干化機，其特征在于：所述殼體(1)的一端的穹頂(11)頂部設(shè)有污泥進口(4)，另一端的半圓筒(10)底部設(shè)有干污泥出口(6)，所述干污泥出口(6)連接傾斜向上設(shè)置的螺旋輸送器(19)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓盤式防爆安全干化機，其特征在于：從所述穹頂(11)的頂端至所述半圓筒(10)的中心之間的間距為半圓筒(10)半徑的1.5倍。
說明書
基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污泥處理設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及污泥干化技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)。
背景技術(shù)
城鎮(zhèn)生活污水處理后會產(chǎn)生大量污泥，這些污泥如果不能得到及時、有效和穩(wěn)定的處理，將為城市區(qū)域環(huán)境和人民生活的安全帶來極大的隱患。此外，造紙、化工、制革、印染等工業(yè)過程和江河湖泊疏浚等也會產(chǎn)生大量的污泥。
污泥的減量化、無害化已經(jīng)成為城市科學(xué)發(fā)展過程中必須解決的重大環(huán)保問題。污水處理廠產(chǎn)生的污泥經(jīng)脫水后含水率仍高達80%，體積、質(zhì)量較大，不利于后續(xù)處理處置。不論最終污泥采用何種處理處置方式，污泥水分的降低都十分重要。機械脫水處理技術(shù)只能去除污泥中的自由水，如需進一步降低污泥的含水率則需采用熱干化的方式。
含水率較高的污泥呈現(xiàn)流體狀態(tài)，隨著其在干化過程中含水率的降低，塑性逐步顯現(xiàn)，并產(chǎn)生極大的粘性。現(xiàn)有的污泥干化機多采用間接傳熱的加熱方式，傳熱工質(zhì)的熱量經(jīng)熱壁間接傳遞給污泥。隨著干化的進行，污泥含水率降低，體積減小，極易粘附在熱壁的表面，不利于污泥的均勻混合和蒸發(fā)表面的更新。污泥表面水分蒸發(fā)后將結(jié)殼，由于污泥殼的傳熱系數(shù)低，如果污泥殼不能被破碎，殼內(nèi)污泥向外傳熱的效率也隨之降低，導(dǎo)致干化機的綜合傳熱系數(shù)降低。同時，污泥內(nèi)水分通過污泥殼向外傳質(zhì)的速率也顯著降低，導(dǎo)致污泥干化速率降低，制約了污泥干化機的處理量。
目前常用的間接傳熱槳葉式污泥干化機，根據(jù)處理量設(shè)置兩根或四根攪拌轉(zhuǎn)軸，相鄰的攪拌轉(zhuǎn)軸逆向轉(zhuǎn)動。每根攪拌轉(zhuǎn)軸上設(shè)置若干個攪拌槳葉(圓盤)，槳葉設(shè)計為楔形雙葉，并垂直安裝于攪拌轉(zhuǎn)軸上。相鄰攪拌轉(zhuǎn)軸上的槳葉間隔分布，并相互齒合，以實現(xiàn)攪拌效果的強化。
目前，本領(lǐng)域中的技術(shù)研發(fā)人員，關(guān)注的焦點是怎樣提高污泥的干化效果及效率，如何降低干化后污泥的含水量，降低能耗等方面。
常用的圓盤干化機，利用蒸汽(一般180℃，0.8Mp)采用熱傳遞方式，將濕污泥干化后，冷凝成90℃熱水。90℃的熱水無法進行再利用，導(dǎo)致整個污泥干化系統(tǒng)的能源利用率低。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有污泥干化系統(tǒng)存在能源利用率低及針對圓盤式污泥干化設(shè)備，申請人經(jīng)過長時間研究，發(fā)現(xiàn)其還存在的致命缺點是，圓盤干化機內(nèi)屬于高溫(100-180℃)，高塵(污泥干化并旋轉(zhuǎn)推進產(chǎn)生的粉塵，干污泥粉塵可燃)空氣環(huán)境，且處于摩擦狀態(tài)，存在爆炸的風險較大，因此，本發(fā)明提供一種能源利用率高、安全性能高的基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案：
一種基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)，包括圓盤干化系統(tǒng)及壓濾干化系統(tǒng)，所述圓盤干化系統(tǒng)包括殼體，殼體中安裝有攪拌軸，攪拌軸上隔開安裝有圓盤片，殼體的頂部設(shè)有污泥進口、蒸汽出口，底部設(shè)有干污泥出口，攪拌軸由一端的電機驅(qū)動，攪拌軸為空心結(jié)構(gòu)，其一端為熱蒸汽入口并插置有冷凝水導(dǎo)出管;所述壓濾干化系統(tǒng)包括壓濾系統(tǒng)、與所述壓濾系統(tǒng)連接的進泥系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、熱水循環(huán)系統(tǒng)及污泥輸出系統(tǒng)，所述進泥系統(tǒng)與壓濾系統(tǒng)的進泥端連接，污泥輸出系統(tǒng)與壓濾系統(tǒng)的出泥端連接，所述抽真空系統(tǒng)用于保持壓濾系統(tǒng)壓濾污泥時為負壓狀態(tài)，所述熱水循環(huán)系統(tǒng)與圓盤干化系統(tǒng)的蒸汽出口連接。
作為上述技術(shù)方案的進一步改進：
所述殼體包括安裝所述攪拌軸并與所述攪拌軸同軸的半圓筒及從所述半圓筒上側(cè)向上延伸而成的穹頂，所述殼體的截面結(jié)構(gòu)為：從所述穹頂?shù)捻敹酥了霭雸A筒的中心之間的間距為所述半圓筒半徑的1-2倍;所述穹頂?shù)捻敳垦刂鴶嚢栎S的軸向間隔安裝有多塊上隔板及下隔板，所述下隔板的上端與穹頂?shù)膬?nèi)頂面具有導(dǎo)塵間隙。
所述上隔板的頂端通過兩側(cè)的支撐塊與穹頂固連，所述下隔板的下端通過兩側(cè)的橫梁與穹頂固連。
所述上隔板的頂端與穹頂?shù)膬?nèi)頂面具有泄塵間隙，所述泄塵間隙的高度小于導(dǎo)塵間隙的高度。
所述泄塵間隙的高度為所述導(dǎo)塵間隙高度的1/6至1/3之間。
靠近所述泄塵間隙的穹頂?shù)膬?nèi)頂面固定安裝有擋塵板，所述擋塵板的高度大于所述泄塵間隙的高度。
所述擋塵板位于遠離污泥進口的一側(cè)。
所述穹頂?shù)慕孛鏋榘雸A形，其半徑與半圓筒的截面半徑相等。
所述殼體的一端的穹頂頂部設(shè)有污泥進口，另一端的半圓筒底部設(shè)有干污泥出口，所述干污泥出口連接傾斜向上設(shè)置的螺旋輸送器。
從所述穹頂?shù)捻敹酥了霭雸A筒的中心之間的間距為半圓筒半徑的1.5倍。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
本發(fā)明將圓盤干化系統(tǒng)與低溫壓濾干化系統(tǒng)巧妙結(jié)合，對圓盤干化系統(tǒng)使用后的水蒸氣進行再利用，可大大節(jié)省污泥干化能耗，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的圓盤干化系統(tǒng)中，改變了傳統(tǒng)的圓筒狀殼體結(jié)構(gòu)，增設(shè)穹頂結(jié)構(gòu)，并采用隔板擋塵、泄壓的方式，可徹底避免爆炸，提高安全性;并且，隔板經(jīng)過巧妙設(shè)計，其擋塵效果好、防爆效果佳。
