本发明专利技术公开了一种活性污泥冻融干化装置及干化方法，包括用于污泥冷冻制块的冷冻设备，用于保持冷冻污泥温度进行有机脱水的保冷箱，用于对冷冻后的活性污泥进行融化储存的污泥融化储仓，以及用于对融化后的活性污泥进行压滤脱水的板框压滤机；本发明专利技术通过在中心轴与中空轴之间以及相邻的中空轴之间形成的输送腔进行活性污泥的输送，在输送过程中通过输送腔的腔壁与冷媒之间换热冷冻，节省可设备占用空间和投入成本；可以提高换热效率和冷冻速率，提高冷冻的均匀性，降低能源损耗；板框压滤机使用压滤筒和压板组件配合，在压滤的各个阶段均能够进行污水的快速排出，提高脱水干化效率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
一种活性污泥冻融干化装置及干化方法
[0001]本专利技术涉及污泥干化
，具体涉及一种活性污泥冻融干化装置及干化方法。
技术介绍
[0002]污泥是一种固液混合的废弃污染物，对环境危害性较大。随着社会经济的发展，我国污泥总量激增，目前污泥年产量超过10000万吨。污泥危害大，但实际有效处置率却不高。污泥按来源不同主要分为市政污泥和工业污泥，约各占总量的一半，不同来源的污泥在特性和处置方法上都有较大差异。市政污泥主要来源于市政污水处理厂，其原始含水率很高，达95%
‑
99%。随着居民生活用水量的不断增加，污水处理量也随之上升，作为污水处理的“衍生品”，污泥产量年年攀升，消纳问题日益突出。
[0003]工业污泥根据其来源，有着非常大的差异。这些差异主要表现在其粘度、吸湿性、污染物性质、含油率、含水率、有机质比例、无机物比例等多方面。比较市政污泥来说，其粘度大、含油率高、无机物比例高，往往使得其处理难度更高。特别是当其中污染物含重金属等有毒、有害物质时，将被列为危废范围，其处置手段与标准具有非常严格的要求。传统的污泥处置方式主要包括填埋、焚烧和土地利用，由于污泥含水率较高、体积庞大，在实际应用中都存在诸多问题。降低污泥含水率、实现污泥干化、提高其热值，成为解决这些问题的关键。当前污泥的一般处理方式为：机械脱水（使得含水率降至80%左右，实现减量化）+干化机脱水（热干化，使得含水率降至30%
‑
35%，实现减量化）+焚烧（彻底减量化和无害化）+灰渣外运。
[0004]现有污泥处置技术的缺陷和不足：
①
能耗高，能源成本高。
②
减量化不彻底，仍然有较大的体积。
③
处置过程对环境有二次污染。
④
投资成本较大，设备腐蚀磨损堵塞等问题严重。
[0005]污泥脱水困难主要在于：有机物中的吸附水与结合水，有机物作为活性污泥的主要成分之一，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质等，一般含量为50～70％，这些有机物聚集成附着于细胞表面以生物膜或絮体的形式呈现的不溶性有机物，称为胞外聚合物(简称EPS)。EPS包括荚膜、粘液层及其他表面物质，其有机物部分主要由多糖、蛋白质、核酸和腐殖酸组成，其中多糖和蛋白质约占EPS总量的70～80％。EPS的存在对污泥脱水性能带来了不良影响，因此，脱落或水解活性污泥中的EPS，释放出原本由EPS结合的水分，是提高活性污泥脱水性能关键。
[0006]针对EPS，亦有通过冷冻方式进行脱水的技术，但是在冷冻过程中，对于污泥的冷冻不彻底，对于内部的EPS无法完全冷却脱水；而如果为了保证脱水的质量，那就需要延长冷冻时间，增加能源损耗，导致污泥脱水效率低下。
技术实现思路
[0007]技术目的：针对现有活性污泥脱水冷冻时间长，速率慢，EPS脱水不完全的不足，本专利技术公开了一种能够快速对活性污泥进行冷冻，脱水效果好，周期短的活性污泥冻融干化装置及干化方法。
[0008]技术方案：为实现上述技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种活性污泥冻融干化装置，包括用于污泥冷冻制块的冷冻设备，用于保持冷冻污泥温度进行有机脱水的保冷箱，用于对冷冻后的活性污泥进行融化储存的污泥融化储仓，以及用于对融化后的活性污泥进行压滤脱水的板框压滤机；所述冷冻设备包括中心轴以及同心套设在中心轴外侧中空轴，在中心轴和中空轴的端部设置用于带动中心轴、中空轴转动的驱动机构，中空轴与中心轴之间以及相邻的中空轴之间形成活性污泥的输送腔，保冷箱设置在输送腔的出口端，接收冷冻后的活性污泥并保持冷冻状态；在中心轴内部设置中心冷却孔，中空轴的侧壁设置夹层，在中心冷却孔与夹层内通入用于对活性污泥进行冷却的冷媒，活性污泥在输送腔的内部通过腔壁与冷媒换热完成冷冻。
[0009]优选地，本专利技术的中心轴与紧邻的中空轴之间旋向相反，相邻的中空轴之间旋向相反，所述驱动机构包括驱动电机，驱动电机的驱动端与中心轴固定连接，在中心轴端部的外壁设置第一轮齿，在中空轴端部的内壁上设置第二轮齿，在中空轴端部的外壁上设置第三轮齿，中心轴的第一轮齿通过第一传动齿轮与紧邻的中空轴的第二轮齿啮合，相邻的中空轴之间通过第二传动轮啮合。
[0010]优选地，本专利技术在中心轴和中空轴的外圈均设置用于进行活性污泥输送的螺旋叶片，螺旋叶片的螺旋方向与对应轴的旋向相同。
[0011]优选地，本专利技术的板框压滤机包括过滤底座，在过滤底座的外侧设置用于下压辅助脱水的压料机构，压料机构包括竖向设置的安装板，在安装板上设置与安装板沿竖向滑动连接的压头支架，在安装板上设置用于带动压头支架上下移动的液压油缸，压头支架与液压油缸的驱动端连接，在压头支架的下方设置压块组件。
[0012]优选地，本专利技术的过滤底座上设置压滤筒，压滤筒的底部与过滤底座连通，在压滤筒的筒壁均匀分布有用于压滤过程中排水的脱水孔。
[0013]优选地，本专利技术的过滤底座在压滤筒外圈设置挡圈，挡圈环绕在压滤筒的外周将从压滤筒脱水孔流出的污水限制在挡圈内，过滤底座在压滤筒的正下方设置漏斗，漏斗底部与用于污水处理的处理设施连通；漏斗的顶部与过滤底座的上端面平行，漏斗侧面与水平面的倾斜度小于30度；在漏斗的内侧面设有朝向漏斗中心的凸条，凸条沿漏斗的圆周方向均匀分布，相邻的凸条之间形成导向槽，压滤筒的底部设置与漏斗的凸条形状相匹配的卡槽，卡槽的深度小于凸条的高度。
[0014]优选地，本专利技术的压块组件包括与漏斗出口连通的中空导柱以及套设在中空导柱上的压块，中空导柱的外径小于漏斗出口的内径，中空导柱的外周与漏斗间留有污水流过的间隙；在压块上表面均匀设有若干贯穿的过水孔，压块的上端通过连接柱与压头支架固定连接，连接柱采用空心结构，连接柱的外壁设有用于污水进入内部的进水孔，在压滤过程中污水从过水孔流动至压块上表面，从进水孔进入连接柱内部，然后从中孔导柱的内部流动至漏斗底部。
[0015]本专利技术还提供一种基于上述活性污泥干化装置的干化方法，包括步骤：S01、先进行活性污泥干化冷冻；在活动污泥干化冷冻的过程中，S02、将冷冻后的活性污泥置于保冷箱中持续冷冻，对活性污泥中的胞外聚合物进行脱水；S03、将完全冷冻的活性污泥进行解冻，放入板框压滤机内进行脱水干化。
[0016]在步骤S01中，活性污泥从冷冻设备的进口进入输送腔，驱动电机带动中心轴和中空轴转动，污泥在输送腔内随着转动被螺旋叶片向前输送，在输送过程中，活性污泥在输送腔内通过腔壁与冷媒进行换热，在输送过程中完成冷冻。
[0017]优选地，在完成活性污泥的初步冷冻后，从输送腔的出口端进入保冷箱内，由保冷箱持续进行冷冻，水分子向冷冻界面移动从而结成冰，在这个过程中，细胞发生了机械性损伤且不可逆，细胞中的水分减少，细胞质浓度变大而浓缩，污泥冷冻融解改变了污泥胶体性质，进而改变污泥凝聚沉降性能胞，外聚合物在冷冻的过程中完成脱水。
[0018]优选地，在步骤S02和步骤S03中，活性污泥的冷冻和解冻依据外部自然环形选取热源和冷源；解冻后的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种活性污泥冻融干化装置，其特征在于，包括用于污泥冷冻制块的冷冻设备，用于保持冷冻污泥温度进行有机脱水的保冷箱，用于对冷冻后的活性污泥进行融化储存的污泥融化储仓，以及用于对融化后的活性污泥进行压滤脱水的板框压滤机；所述冷冻设备包括中心轴（1）以及同心套设在中心轴（1）外侧中空轴（2），在中心轴（1）和中空轴（2）的端部设置用于带动中心轴（1）、中空轴（2）转动的驱动机构，中空轴（2）与中心轴（1）之间以及相邻的中空轴之间形成活性污泥的输送腔（3），保冷箱设置在输送腔（3）的出口端，接收冷冻后的活性污泥并保持冷冻状态；在中心轴（1）内部设置中心冷却孔（4），中空轴（2）的侧壁设置夹层（5），在中心冷却孔（4）与夹层（5）内通入用于对活性污泥进行冷却的冷媒，活性污泥在输送腔（3）的内部通过腔壁与冷媒换热完成冷冻。2.根据权利要求1所述的一种活性污泥冻融干化装置，其特征在于，所述中心轴（1）与紧邻的中空轴（2）之间旋向相反，相邻的中空轴（2）之间旋向相反，所述驱动机构包括驱动电机，驱动电机的驱动端与中心轴固定连接，在中心轴端部的外壁设置第一轮齿（6），在中空轴（2）端部的内壁上设置第二轮齿（7），在中空轴（2）端部的外壁上设置第三轮齿（8），中心轴（1）的第一轮齿（6）通过第一传动齿轮（10）与紧邻的中空轴（2）的第二轮齿（7）啮合，相邻的中空轴之间通过第二传动轮（11）啮合。3.根据权利要求2所述的一种活性污泥冻融干化装置，其特征在于，在中心轴（1）和中空轴（2）的外圈均设置用于进行活性污泥输送的螺旋叶片（12），螺旋叶片（12）的螺旋方向与对应轴的旋向相同。4.根据权利要求1所述的一种活性污泥冻融干化装置，其特征在于，所述板框压滤机包括过滤底座（13），在过滤底座（13）的外侧设置用于下压辅助脱水的压料机构，压料机构包括竖向设置的安装板（14），在安装板（14）上设置与安装板（14）沿竖向滑动连接的压头支架（15），在安装板（14）上设置用于带动压头支架（15）上下移动的液压油缸，压头支架（15）与液压油缸的驱动端连接，在压头支架（15）的下方设置压块组件。5.根据权利要求4所述的一种活性污泥冻融干化装置，其特征在于，所述过滤底座（13）上设置压滤筒（16），压滤筒（16）的底部与过滤底座（13）连通，在压滤筒（16）的筒壁均匀分布有用于压滤过程中排水的脱水孔（17）。6.根据权利要求5所述的一种活性污泥冻融干化装置，其特征在于，所述过滤底座（13）在压滤筒（16）外圈设置挡圈（18），挡圈（18）环绕在压滤筒（16）的外周将从压滤筒脱水孔（17）流出的污水限制在挡圈（18）内，过滤底座（13）在压滤筒的正下方设置漏斗（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：白云淼，代旭东，赵金，曲守信，陈晓辉，
申请(专利权)人：江苏中顺节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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