一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置，包括将初次脱水后含水率在55～70％范围内的污泥经破碎，放置在格网式脱水装置内，污泥在重力作用下缓慢滑落，并在滑落过程中与经格网分隔的空气通道中的横向流动空气交错，空气对污泥水分进行吹脱，实现深度脱水；反应器分为破碎区﹑污泥分配区﹑吹脱区﹑污泥斗﹑进风区﹑出风区和排泥区。本发明专利技术采用大流量常温空气吹脱方式，在污泥颗粒与空气接触比较充分的情况下，污泥含水率可以降低到10～15％，若为干燥或高温天气情况，含水率甚至可以低至10％以下，与常规热干化脱水方式相比，能耗仅为其1/4～1/5左右，每kW·h电可以去除污泥中水分约15～20kg，成本仅为其20～25％左右，节能效果非常显著。

【技术实现步骤摘要】
一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置
本专利技术属于环保
，具体涉及一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置。
技术介绍
生物污水处理厂运行过程中有大量剩余污泥产生，污泥中含有大量有机质和氮磷等，不经过妥善处理处置会造成二次污染。现有的处理处置方法中，卫生填埋不符合减量化﹑资源化与无害化原则，而且填埋场地越来越紧张，已经不适应当前环保的要求。污泥最终作为农业营养土或建筑材料或焚烧，均能够满足污泥处理处置的原则要求，是污泥最终发展的主要方向。但是，这些处理过程都涉及到深度脱水问题，目前污泥深度脱水成本高昂，限制了这些污泥处置技术的应用。市政生物污泥从污水处理工艺中排出时含有大量的水分，原始污泥含水率常常在99％以上，一般经过浓缩和压滤后含水率仍较高，带式压滤后含水率约在80％左右，板框压滤后约有60％。进一步深度脱水干化目前多采用加热法，这个过程常常成本高昂。以含水率从60％(板框压滤污泥考虑)降低到20％为例，每吨污泥需要去除的水分达到500kg，理论需要消耗标准天然气34Nm3，由于天然气热效率达不到100％，实际需要消耗的天然气常常需要40Nm3以上。综合测算，对于热干化脱水方式，污泥中水分的去除成本一般大于400元/吨水(以被去除的水质量计算)，高昂的处理费用导致污泥资源化利用率低，对环境造成威胁。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决现有市政生物污泥脱水技术成本高昂，导致污泥资源化利用率低，对环境造成威胁的问题，而提供一种污泥处理成本更低，更加节能的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法及装置。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，包括采用常温操作，将初次脱水后含水率在55～70％范围内的污泥经破碎后进入吹脱区，污泥从装备顶部在重力作用下缓慢滑落(当污泥含水率超过75％时，则可能造成脱水成本低的优势降低)，并在滑落至底部过程中与格网分隔的空气通道的横向流动空气交错形成侧向流，空气对污泥的水分进行吹脱，实现深度脱水。采用格网设计，能够确保污泥的移动和空气的流动，保证污泥与空气的充分接触，实现高效脱水。优选的，所述污泥采用板框压滤、带式压滤或离心脱水方式进行初次脱水。最优的采用板框压滤进行初次脱水，对于已经经过板框压滤脱水的污泥，其含水率约在55～65％，此含水率的污泥可以破碎且维持为适当大小的颗粒形状，且能够维持堆积分散状态，当污泥层厚度较小时(堆积厚度小于40mm)，污泥表面水分的自然蒸发速率是完全可以实现常温脱水之目的。若受到经济技术的限制，必须采用带式或离心脱水作为预处理时，应该将预处理后污泥放置一段时间，使得其含水率满足要求。优选的，深度脱水后污泥含水率控制在10～20％为宜，当含水率降低至此值左右，采用本方法进一步深度脱水干化时，去除单位质量水分需要的能耗显著增加，可能导致不经济，污泥最终脱水程度宜根据天气情况和空气湿度情况进行调整，空气湿度特别大且低温天气，最终污泥含水率可以控制在25％左右；反之，空气湿度特别小且高温天气，最终污泥含水率可以控制在10％以下。优选的，所述污泥在重力作用下滑落之前进行破碎处理，考虑到板框压滤后的市政污泥特点，污泥破碎为平均粒度大小1.0～3.0mm左右的污泥颗粒，能够在重力作用下缓慢自行滑落穿越吹脱区，破碎方法为剪切法，宜采用刀片剪切式，若以挤压或其他方法破碎污泥容易成团；污泥破碎后、滑落之前，采用投加臭氧的方式将污泥除臭处理。优选的，空气气流速度的选择应该根据反应器构造和综合能耗决定，气流速度大，脱水需要的时间短，但是能耗高，反之亦然，因此，所述横向流动的空气气流速度不低于1.5m/s，通过污泥颗粒内的气流速度不低于0.01m/s。优选的，所述经过初次脱水和破碎预处理后的污泥颗粒在滑落之前经污泥格网布置，污泥格网均匀分布形成若干污泥通道，污泥格网垂向通透，横向设置隔板阻拦；所述横向流动的空气经空气格网布置，空气格网均匀分布形成若干空气通道，空气通道与污泥通道交替布置，空气通道横向通透，垂向设置隔板阻拦，污泥和空气两者在吹脱区形成侧向流，即气流方向(横向)与污泥流动方向(向下)垂直，能够使污泥和空气充分接触，加快脱水效率。优选的，所述污泥通道宽度为20～35mm﹑总深度低于1.8m，长度2.0～3.5m，横向格网数量根据处理规模确定，污泥格网和空气格网均为不锈钢材质，格网目数约为20～50目，空气通过格网能够与污泥充分接触。优选的，所述污泥格网在垂直方向上设置为直线形、S形或Z字形，考虑到污泥在脱水过程中从上到下含水率逐渐降低，且格网深度过低单台设备处理能力有限，采用S形或Z字形能够使污泥格网在纵向方向上避免污泥过分积压，此为避免污泥过分积压的方式之一。优选的，所有空气格网末端敞开时，空气在横向通过空气格网时由于紊流吹脱污泥表面水分；当空气格网末端关闭时，强制空气穿越污泥通道，则奇数空气格网始端敞开、末端关闭而偶数格网始端关闭、末端敞开，或反之，奇数空气格网始端关闭、末端敞开而偶数格网始端敞开、末端关闭，该种设置具有使污泥与空气充分接触，加快脱水等优点。优选的，所述污泥于反应器中进行深度脱水工作，反应器连续运行时，投配污泥和排泥间歇操作，一般每0.5～1h投泥/排泥一次，故可以直接向污泥分配区通入臭氧化空气进行除臭，0.5～1h左右的反应时间完全上可以将污泥孔隙间的恶臭物质氧化分解，每次投泥量约为反应器总泥量的15～25％，总停留时间2～6h，使污泥脱水于反应器中高效进行。当有废热空气可资利用时，应该优先用于脱水后端工艺。由于本方法脱水单位能耗(每去除1kg质量的水分需要消耗的能量)随着含水率降低而逐渐增加，即对于含水率30％的污泥，本方法脱水能耗约是60％含水率污泥的2～4倍，故当有废热空气可资利用时，应该用于含水率低于30％的污泥，即分级工艺的后半程。本专利技术针对污泥深度脱水的困局，提出采用大流量常温空气吹脱方式，在污泥颗粒与空气接触比较充分的情况下，每kg含水率60％的污泥约需要75～90m3低压空气吹脱(一般需要压力<400Pa～1200Pa，需要空气压力大小与装置结构构造方式和装置大小有关)，含水率可以降低到10～15％，若为干燥或高温天气情况，含水率甚至可以低至10％以下。每去除污泥中1m3水份，仅需消耗约40～50kWh能源，考虑到污泥破碎和臭气净化过程的能源消耗，总能耗也仅需不到80kWh，与常规热干化脱水方式相比，成本仅为其20～25％左右。而且传统热干化方式臭气净化成本高，考虑臭气净化成本，本方法综合成本仅为传统方法的不足20％，所以本方法节能效果非常显著。本专利技术方法可用于市政污水处理厂排放的污泥，亦可用于市政河湖底泥污泥或市政给水厂排放污泥。实际上，本方法亦可用于湿润土壤的深度脱水。一种常温通风式污泥深度脱水干化装置，包括一个或多级串联的多个反应器，所述反应器包括：破碎区；用于破碎初次脱水后的污泥；污泥分配区；连通于破碎区下方污泥颗粒出口，内部设置有用于布置污泥至各污泥通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于，包括将初次脱水后含水率在55～70％范围内的污泥经破碎处理，污泥在重力作用下缓慢滑落，并在滑落过程中与经格网分隔的空气通道中的横向流动空气交错，空气对污泥水分进行吹脱，实现深度脱水。/n

【技术特征摘要】
1.一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于，包括将初次脱水后含水率在55～70％范围内的污泥经破碎处理，污泥在重力作用下缓慢滑落，并在滑落过程中与经格网分隔的空气通道中的横向流动空气交错，空气对污泥水分进行吹脱，实现深度脱水。


2.根据权利要求1所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥采用板框压滤、带式压滤或离心脱水方式进行初次脱水预处理，预处理后污泥含水率在55～70％范围内，深度脱水后污泥含水率控制在10～20％范围。


3.根据权利要求1所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥在滑落之前经污泥格网布置，污泥格网均匀分布形成若干污泥通道，污泥格网垂向通透，横向设置隔板阻拦；所述横向流动的空气经空气格网布置，空气格网均匀分布形成若干空气通道，空气通道与污泥通道交替布置，空气通道横向通透，垂向设置隔板阻拦。


4.根据权利要求3所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥通道宽度为20～35mm﹑总深度低于1.8m，长度2.0～3.5m，污泥格网和空气格网均为不锈钢材质，格网目数为20～50目。


5.根据权利要求3所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所述污泥格网在垂直方向上设置为直线形、S形或Z字形。


6.根据权利要求3所述的一种常温通风式污泥深度脱水干化方法，其特征在于：所有空气格网末端敞开时，空气在横向通过空气格网时由于紊流吹脱污泥表面水分；当空气格网末端关闭时，空气穿越污泥通道，则奇数空气格网始端敞开、末端关闭而偶数格网始端关闭、末端敞开，或反之...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐玉朝，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34