一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法

2023-04-26 16:03:31 4

專利名稱：一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法
技術領域：
本發明屬於汙水汙泥處理方法的領域，具體為處理剩餘汙泥的一種濃縮脫水好
氧風乾一體化的方法。
背景技術：
目前，城鎮汙水處理廠多採用活性汙泥法來處理汙水。在處理過程中，汙水中 的有機物質、病毒細菌、金屬汙染物等會轉移至活性汙泥中，含水率99%以上、有機質 含量較高的剩餘汙泥成為汙水處理廠中的主要廢棄物。汙水汙泥的處理處置也成為汙水 處理廠的一大難題，制約著城鎮的建設發展。 當前國內常用的汙水汙泥處理方法，先將含水率99%以上的剩餘汙泥注入重力 濃縮池，12 24小時後排出上清液，剩餘汙泥可濃縮至含水率約97% ;再採用陽離子 聚丙烯醯胺對濃縮後的汙泥進行化學調質，調質後的汙泥注入離心脫水機、帶式脫水機 或板框壓濾機中，排出濾液後汙泥可脫水至含水率80 75% ;脫水後的汙泥先被預分 散成為顆粒狀或麵條狀，再進入乾燥裝置中進行熱乾燥，乾燥後的汙泥含水率約為40 30% ;乾燥後的汙泥可直接填埋處置，也可進行焚燒，也可制水泥、制磚、生產園林肥 料、生產低熱值燃料等進行資源化利用。當前常用的汙泥處理方法存在以下問題(1)
汙泥濃縮效率低，重力濃縮時間長達12小時以上，導致汙泥濃縮池容積大，而且汙泥在 濃縮過程中容易腐敗發臭；(2)汙泥脫水效率低，脫水後汙泥含水率較高，汙泥量龐大， 後續熱處理過程中需要蒸發的汙泥中的水分較多，導致熱處理的設備投資和運行成本極 高；(3)含水率80 75%的脫水汙泥是粘性較大的半固體，在乾燥過程中難以分散，而 且在汙泥的粘膠相階段(含水率60 40% )中汙泥的傳熱傳質效率較低，汙泥乾燥能耗 高，汙泥顆粒容易出現外幹內溼的"糖心現象"。

發明內容
本發明的目的在於解決上述存在的問題，提供一種汙水汙泥濃縮脫水效率高、 乾燥能耗低、尾氣汙染少、設備投資與運行成本低、安全性能高的汙泥濃縮脫水好氧風 幹一體化的方法，適用於處理汙水處理廠中產生的剩餘汙泥。 本發明的技術方案是這樣實現的 一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方 法，包括以下步驟 (l)有機藥劑調質向含水率為98% 99.8%的剩餘汙泥中投加有機調質劑，並 充分攪拌10 180秒，以改善剩餘汙泥的沉降性能； (2)將經有機藥劑調質後的剩餘汙泥進行重力濃縮，將所分離出來的上清液，引 入汙水處理設施進行後續處理； (3)無機藥劑調質先向濃縮後的剩餘汙泥中投加含Fe"可溶性化合物，攪拌 10 180秒進行混合反應，再向汙泥中投加石灰顆粒並攪拌30 300秒，以改善汙泥的 可壓縮性和疏水性，並釋放出汙泥中的部分細胞水；
(4)機械脫水將無機藥劑調質後的剩餘汙泥加壓輸送至板框壓濾脫水機中，排 出濾液，得到脫水後的汙泥濾餅，所排出的排出濾液引入汙水處理設施進行後續處理。
(5)破碎分散將汙泥濾餅破碎分散成汙泥顆粒，以增大乾燥時汙泥的比表面 積，提高幹燥效率； (6)好氧風乾向靜止、移動或翻動著的汙泥顆粒間輸入9(TC以下的乾燥空氣， 讓汙泥產生好氧放熱反應，在外熱與內熱的共同作用下，汙泥顆粒中的水分被蒸發出 來，使汙泥含水率在38%以下。
所述的(6)步驟中，對汙泥顆粒進行物理或化學殺菌處理；所述的物理或化學殺 菌處理可根據汙泥資源化利用的要求而增加，物理殺菌處理可以是紫外線殺菌，化學殺 菌處理可以是臭氧殺菌、高氯或者高氧物質殺菌；殺菌的方式還可以是其它殺菌方式。
所述的(6)步驟中，好氧風乾產生的尾氣經水洗後排放。所述水洗水可以是中 性的純水洗、鹼洗以去除由於好氧發酵產生的腐敗酸性氣體，酸洗以去除可能產生的氨 氣，水洗水的來源可以優先使用從冷交換器中排出的冷凝水，不足部分可以外加水源。
所述的(6)步驟後，對乾燥後的汙泥顆粒進一步粉碎至資源化利用的要求。
所述對汙泥顆粒進一步粉碎是利用螺旋機令物料相互擠壓、磨擦進行破碎；所 述的螺旋機可以是單獨一條螺旋，也可以是兩條以上的螺旋組製成。 所述(l)步驟中的剩餘汙泥為汙水處理廠在生產過程中產生的，其為98% 99.8%;投加的有機調質劑可以是分子量為800 1500的陽離子聚丙烯醯胺，投加時配 置成濃度為0.05 0.5%聚丙烯醯胺溶液，聚丙烯醯胺的乾粉投加量為汙泥幹基質量的 0.05 0.5%;聚丙烯醯胺具有靜電中和吸附架橋功能，有利於提高汙泥的沉降性能，達 到快速濃縮、提高濃縮效率的效果。聚丙烯醯胺的乾粉投加的優選濃度為0.15%。
所述(2)步驟中的重力濃縮為汙泥自然沉澱，重力濃縮的時間為30 150分鐘； 重力濃縮可同時去除汙泥中的間隙水和表面吸附水，重力濃縮後的汙泥含水率為86 95%。 所述(3)步驟中含Fe3+可溶性化合物優選三氯化鐵溶液，三氯化鐵溶液的濃度大 於等於35%，三氯化鐵溶液的投加量為汙泥幹基質量的0.3 10% ;三氯化鐵溶液優選 投加量為5%;所述石灰顆粒中有效氧化鈣含量不低於60%，石灰顆粒的投加量為汙泥幹 基質量的3 150%;三氯化鐵溶液和石灰顆粒具有靜電中和、網捕巻掃、提供骨架、改 善汙泥可壓縮性和疏水性、釋放部分細胞水等作用，有利於提高汙泥的脫水效率，獲得 含水率較低的脫水汙泥。所述的石灰顆粒的顆粒度應大於等於60目。
所述(4)步驟中汙泥加壓輸送的壓力為0.5 2.5MPa，板框壓濾脫水可同時去除 汙泥中的毛細結合水和部分的細胞水，脫水後的汙泥濾餅含水率為41 69%。
所述(5)步驟中的汙泥濾餅破碎可以是在汙泥濾餅破碎裝置中實現的，所述的 汙泥濾餅破碎裝置，包括主軸、籠體、主軸電機和外殼，主軸電機通過連接器與主軸連 接，主軸上設置有若干破碎刀片，主軸的外側包覆有籠體；籠體的外側設置有外殼，籠 體為多孔狀；汙泥濾餅在汙泥濾餅破碎裝置的多孔狀的籠體內翻動，使汙泥濾餅間產生 相互碰撞和磨擦而被破碎，小於籠體孔的大小的汙泥顆粒被排出籠體外，從而實現了汙 泥濾餅的破碎分散。所述的籠體孔的大小在3mm 30mm，此顆粒自然堆放時，堆密度較小，有利於氣體進出。汙泥濾餅在籠體內的翻動可以是籠體靜止由籠內主軸和設置在主軸的葉片 帶動的，也可以是由籠體本身的轉動來帶動的。 汙泥濾餅在籠體內的翻動速度可以根據汙泥濾餅含水率的高低和產量的需要按 如下規律來而調整①汙泥濾餅的含水率越高，翻動速度越小；汙泥濾餅的含水率越 低，翻動速度越大。力求減小剪切力對汙泥濾餅內部本已形成的毛細通道的破壞，使汙 泥顆粒保持相對鬆散狀態，比表面積更大，以利後續好氧風乾工序的進行。②翻動速度 越大，汙泥破碎分散裝置的出料量越大；翻動速度越小，汙泥濾餅破碎分散裝置的出料 量越小。優選的汙泥濾餅破碎分散翻動速度為徑向最外點的線速度在5mm/s 100mm/s 之間。主軸電機的功率範圍0 20KW。 所述步驟(6)步驟中的乾燥空氣是這樣產生的製冷劑在壓縮機的作用下，在冷 交換器中吸收熱量，在熱交換器中放出熱量；常溫空氣由風機抽入，首先在冷交換器中 被降溫至冷凝水析出，冷凝溫度控制在ot: 15t:之間，然後在熱交換器中溫度被提高 到0°C 90°C之間，形成不飽和乾燥空氣。 本發明的有益效果是(l)通過對剩餘汙泥進行有機調質，提高了剩餘汙泥的沉 降性能，以提高汙泥濃縮效率，縮短濃縮時間，減少濃縮池容積；(2)通過對濃縮後的汙 泥進行無機調質，改善汙泥的可壓縮性和疏水性，並釋放出汙泥中的部分細胞水，在高 壓板框壓濾脫水的作用下可提高汙泥的脫水效率，獲得含水率較低的汙泥濾餅，相應地 減少了脫水汙泥量，減輕了後續熱處理的負擔；(3)在乾燥前先對汙泥濾餅進行破碎分 散，顆粒狀的汙泥具有較大的比表面積，乾燥時傳熱傳質效率較高，乾燥能耗較低；(4) 破碎後的汙泥顆粒在好氧放熱的作用下進一步降低了乾燥能耗，加快了乾燥速率，還起 到了使汙泥除臭的作用；(5)汙泥顆粒在乾燥的過程中，運動狀態緩和，沒有粉塵產生， 生產穩定、安全；(6)汙泥的低溫乾燥沒有使汙泥發生有機物熱裂解反應，使得乾燥尾氣 經過水洗後能達環保標準排放；(7)出料粉碎機構附帶破碎功能，出料汙泥顆粒鬆散，便 於後續的資源化利用。


圖1為本發明一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法的工藝流程圖。
圖2是本發明的汙泥濾餅好氧風乾裝置的結構示意圖； 圖3是本發明的汙泥濾餅好氧風乾裝置的A-A截面結構示意圖； 圖4是本發明的汙泥濾餅好氧風乾裝置的B-B截面結構示意圖； 圖5是本發明的汙泥濾餅好氧風乾裝置的C部局部放大圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細的說明。
—種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，如圖1所示，包括以下步驟
(l))有機藥劑調質向含水率為98% 99.8%的剩餘汙泥中投加有機調質劑， 並充分攪拌10 180秒，以改善剩餘汙泥的沉降性能；剩餘汙泥為汙水處理廠在生產過 程中產生的，其為98% 99.8%。投加的有機調質劑可以是分子量為800 1500的陽離 子聚丙烯醯胺(PAM)，投加時配置成濃度為0.05 0.5%聚丙烯醯胺溶液，聚丙烯醯胺的乾粉投加量為汙泥幹基質量的0.05 0.5%。聚丙烯醯胺溶液優選的濃度為O.l 0.2%， 聚丙烯醯胺的乾粉投加的優選濃度為0.15%。聚丙烯醯胺具有靜電中和吸附架橋功能， 有利於提高汙泥的沉降性能，達到快速濃縮、提高濃縮效率的效果。 (2)將經有機藥劑調質後的剩餘汙泥進行重力濃縮，將所分離出來的上清液，引 入汙水處理設施進行後續處理，後續處理的過程為普通汙水處理的過程。重力濃縮為汙 泥自然沉澱，重力濃縮的時間為30 150分鐘；重力濃縮可同時去除汙泥中的間隙水和 表面吸附水，重力濃縮後的汙泥含水率為86 95% 。 (3)無機藥劑調質先向濃縮後的剩餘汙泥中投加含Fe"可溶性化合物溶液，攪 拌10 180秒進行混合反應，再向汙泥中投加石灰顆粒並攪拌30 300秒，以改善汙泥 的可壓縮性和疏水性，並釋放出汙泥中的部分細胞水。含Fe"可溶性化合物溶液優選三 氯化鐵溶液，三氯化鐵溶液的濃度大於等於35%，三氯化鐵溶液的投加量為汙泥幹基質 量的0.3 10%。三氯化鐵溶液優選投加量為5%。石灰顆粒中有效氧化鈣含量不低於 60%，石灰顆粒的投加量為汙泥幹基質量的3 150% ;三氯化鐵溶液和石灰顆粒具有靜 電中和、網捕巻掃、提供骨架、改善汙泥可壓縮性和疏水性、釋放部分細胞水等作用， 有利於提高汙泥的脫水效率，獲得含水率較低的脫水汙泥。所述的石灰顆粒的顆粒度應 大於等於60目。 (4)機械脫水將無機藥劑調質後的剩餘汙泥加壓輸送至板框壓濾脫水機中，排 出濾液，得到脫水後的汙泥濾餅，所排出的排出濾液引入汙水處理設施進行後續處理。 汙泥加壓輸送的壓力為0.5 2.5MPa，板框壓濾脫水可同時去除汙泥中的毛細結合水和 部分的細胞水，脫水後的汙泥濾餅含水率為41 69%。 (5)破碎分散將汙泥濾餅破碎分散成汙泥顆粒，以增大乾燥時汙泥的比表面 積，提高幹燥效率。 汙泥濾餅破碎可以是在汙泥濾餅破碎裝置中實現的，所述的汙泥濾餅破碎裝 置，包括主軸、籠體、主軸電機和外殼，主軸電機通過連接器與主軸連接，主軸上設置 有若干破碎刀片，主軸的外側包覆有籠體；籠體的外側設置有外殼，籠體為多孔狀；汙 泥濾餅在汙泥濾餅破碎裝置的多孔狀的籠體內翻動，使汙泥濾餅間產生相互碰撞和磨擦 而被破碎，小於籠體孔的大小的汙泥顆粒被排出籠體外，從而實現了汙泥濾餅的破碎分 散。汙泥濾餅在籠體內翻動速度為籠體徑向最外點的線速度在5mm/s 100mm/s之間， 主軸電機的功率範圍0 20KW。 所述的籠體孔的大小在3mm 30mm，此顆粒自然堆放時，堆密度較小，有利 於氣體進出。汙泥濾餅在籠體內的翻動可以是籠體靜止由籠內主軸和設置在主軸的葉片 帶動的，也可以是由籠體本身的轉動來帶動的。 汙泥濾餅在籠體內的翻動速度可以根據汙泥濾餅含水率的高低和產量的需要按 如下規律來而調整①汙泥濾餅的含水率越高，翻動速度越小；汙泥濾餅的含水率越 低，翻動速度越大。力求減小剪切力對汙泥濾餅內部本已形成的毛細通道的破壞，使汙 泥顆粒保持相對鬆散狀態，比表面積更大，以利後續好氧風乾工序的進行。②翻動速度 越大，汙泥破碎分散裝置的出料量越大；翻動速度越小，汙泥濾餅破碎分散裝置的出料 量越小。
(6)好氧風乾向靜止、移動或翻動著的汙泥顆粒間輸入乾燥空氣，讓汙泥產生好氧放熱反應，在外熱與內熱的共同作用下，汙泥顆粒中的水分被蒸發出來。所述乾燥 空氣是這樣產生的製冷劑在壓縮機的作用下，在冷交換器中吸收熱量，在熱交換器中 放出熱量；常溫空氣由風機抽入，首先在冷交換器中被降溫至冷凝水析出，冷凝溫度控 制在(TC 15t:之間，然後在熱交換器中溫度被提高到(TC 9(TC之間，形成不飽和乾燥 空氣。所述的汙泥顆粒平移速度0 0.2米/秒，或翻動角速度0 1轉/秒，功率 範圍0 IOKW。
乾燥空氣的流量範圍0 20000m3/h，功率範圍0 50KW。
所述的(6)步驟中，對汙泥顆粒進行物理或化學殺菌處理；所述的物理或化學殺 菌處理可根據汙泥資源化利用的要求而增加，物理殺菌處理可以是紫外線殺菌，化學殺 菌處理可以是臭氧殺菌、高氯或者高氧物質殺菌；殺菌的方式還可以是其它殺菌方式。
所述的(6)步驟中，好氧風乾產生的尾氣經水洗後排放。所述步水洗可以是中 性的純水洗，鹼洗以去除由於好氧發酵產生的腐敗酸性氣體，酸洗以去除可能產生的氨 氣。水洗水的來源可以優先使用從冷交換器中排出的冷凝水，不足部分可以外加水源。 所 所述的(6)步驟後，對乾燥後的汙泥顆粒進一步粉碎至資源化利用的要求。所述 的資源化利用可以是制肥、制磚、燃料利用、填充料等。所述對汙泥顆粒進一步粉碎是 利用螺旋機令物料相互擠壓、磨擦進行破碎；所述的螺旋機可以是單獨一條螺旋，也可 以是兩條以上的螺旋組製成。螺旋機輸送速度範圍0 10公斤/秒，功率範圍0 IOKW。 所述的(5)步驟和(6)步驟是通過汙泥濾餅好氧風乾裝置來實現。
汙泥濾餅好氧風乾裝置，如圖2、圖3和圖4所示，包括汙泥濾餅破碎分散機構 2、汙泥好氧風乾機構、出料粉碎機構、乾燥風發生機構、尾氣收集及水洗機構。汙泥濾 餅破碎分散機構2設置在汙泥好氧風乾機構的上部。汙泥濾餅破碎機構2上部設置有汙 泥濾餅進料口 1，汙泥濾餅在汙泥濾餅破碎分散機構2內被破碎成為汙泥顆粒後通過出料 口下落至汙泥風乾機構內的首層輸送帶12上。在汙泥濾餅破碎分散機構2的出料口下 方，首層輸送帶12的起始端部設置有擋泥板14，使出料口出來的汙泥顆粒全部落入首層 輸送帶12上。汙泥濾餅破碎分散機構2的結構可以是其包括主軸、籠體、主軸電機和 外殼，主軸電機通過連接器與主軸連接，主軸上設置有若干破碎刀片，主軸的外側包覆 有籠體；籠體的外側設置有外殼，籠體為多孔狀；汙泥濾餅在汙泥濾餅破碎裝置的多孔 狀的籠體內翻動，使汙泥濾餅間產生相互碰撞和磨擦而被破碎，小於籠體孔的大小的汙 泥顆粒被排出籠體外，從而實現了汙泥濾餅的破碎分散。 汙泥好氧風乾機構包括輸送帶12、傳動機構15、汙泥厚度調節器13和紫外線燈 19。輸送帶12的兩端與傳動機構15連接，傳動機構15通過軸輪和調速電機驅動輸送帶 12運轉。輸送帶12的網帶20設置在鏈條上，鏈條通過連接長銷連接。在首層輸送帶12 的上部設置有汙泥厚度調節器13，以控制汙泥顆粒在輸送帶12的厚度，提高幹燥效率， 優選的汙泥顆粒的厚度控制在10mm 500mm。輸送帶12自上而下分層設置，可以為 四層或者四層以上，下層的輸送帶12與上層的輸送帶12的輸送的運轉方向相反。輸送 帶12可以是以鋼網、濾布、塑料網等既能承物又能通風的物料製成。在一側端部，下層 的輸送帶12比上層的輸送帶12長，以使汙泥被輸送至輸送帶12的末端時，上層的輸送 帶12的汙泥自動翻落在下層反方向運動的鋼網輸送帶12上。在汙泥翻落過程中，汙泥被紫外線燈19照射殺菌。紫外線燈19設置在每層輸送帶末端所對應的掛壁上。在汙泥 風乾機構的底部設置有出料粉碎機構16，出料粉碎機構16的末端設置有出料口 17，最底 層輸送帶12上的乾燥汙泥反轉掉下來落在出料粉碎機構16上，邊輸送邊破碎，最後從出 料口 17中排出。出料粉碎機構16可以為對滾螺旋輸送機，其包括最少一條螺旋粉碎輸 送杆。優選的出料粉碎機構16內設置有2條螺旋粉碎輸送杆。 乾燥空氣發生機構設置在汙泥好氧風乾機構的上部。乾燥空氣發生機構包括冷 交換器、壓縮機、風機和熱交換器。風機7設置在冷交換器8與熱交換器6之間。冷交 換器8與空氣入口 9連接，在冷交換器8中凝結的冷凝水通過冷凝水分離器分離並收集， 然後被冷凝水泵10輸送至尾氣水洗裝置5內。乾燥空氣通過風道18導入至輸送帶12內 的乾燥空氣出口ll，對輸送帶12上的汙泥顆粒進行乾燥。乾燥風出口 ll可以向下和向 上鼓風。 在汙泥好氧風乾機構的上部設置有尾氣收集及水洗機構，包括引風機3和尾氣 水洗裝置5;在汙泥濾餅破碎分散機構2通過風道與引風機3的進風口連接，引風機3的 出口通過風道和尾氣水洗裝置5連接。乾燥尾氣借道汙泥濾餅破碎分散機構2被輸送至 排尾氣水洗裝置5中。水洗後的尾氣在尾氣水洗裝置5上部的排風管排出，水洗後的汙 水從尾氣水洗裝置5中部的溢流口 4排出。 含水率在70 % 50 %的汙泥濾餅從進料口 1進入汙泥濾餅破碎分散裝置2，破碎 後的汙泥顆粒下落至鋼網輸送帶12上，輸送帶的線速度為lmm/s 10mm/s之間可調。 鋼網輸送帶上的汙泥經過汙泥厚度調節器13，可將汙泥厚度控制在10mm 500mm之 間。當汙泥被輸送至輸送帶12的末端時，汙泥自動翻落在下一層反方向運動的鋼網輸送 帶上，汙泥翻動過程中同時被紫外線燈19進行照射殺菌，如此往復。汙泥下落在置於裝 置下部的出料粉碎機構16上，邊輸送邊破碎，最後從出料粉碎機構16末端的出料口 17 中被排出。通過調節輸送帶速，汙泥在裝置內的停留時間從5h 50h可調，出料含水率 在50% 5%之間可調。 常溫空氣從空氣入口 9進入乾燥空氣發生機構的冷交換器8，空氣中的水分被冷 凝析出後，經風機7鼓入熱交換器6進行加熱提溫，形成不飽和的乾燥空氣，乾燥空氣的 溫度可以0至9(TC可調。冷凝水從冷交換器8中的冷凝水分離器排出，然後經過冷凝水 泵10輸送至尾氣水洗裝置5中，作為水洗原水利用。乾燥空氣通過風道18分別輸送至 各輸送帶12上下鋼網之間的乾燥風出口 ll中，向上下層鋼網上的汙泥顆粒提供乾燥和好 氧氣源。每條輸送帶12上有若干個乾燥空氣進口 11。乾燥空氣與汙泥顆粒中水分進行 傳熱傳質，使汙泥顆粒得到了脫水乾燥。乾燥尾氣由引風機3通過汙泥濾餅破碎分散裝 置2收集，鼓入尾氣水洗裝置5中，以鼓泡方式進行尾氣水洗後排放，水洗後汙水從溢流 口 4排進汙水管道。
實施例1 將含水率99.8%的剩餘汙泥輸送至有機調質攪拌槽中，向汙泥中投加濃度為 0.1%的陽離子1200萬分子量聚丙烯醯胺溶液，聚丙烯醯胺乾粉的投加量為汙泥幹基質量 的0.2%，將有機調質後的汙泥輸送至重力濃縮池中。重力濃縮120分鐘後排出所分離出 來的上清液，濃縮後的汙泥含水率為95%，將濃縮汙泥輸送至脫水工序中。
將濃縮後的汙泥輸送至無機調質攪拌槽中，先向汙泥中投加濃度為38%的三氯化鐵溶液並充分攪拌10秒，三氯化鐵的投加量為汙泥幹基質量的2.3%;再向汙泥中投加 石灰顆粒並充分攪拌60秒，其中有效氧化鈣含量為70%，氧化鈣的投加量為汙泥幹基質 量的12%;然後將調質後的汙泥通過螺杆泵輸送至板框壓濾機中，螺杆泵的注入壓力為 lMPa;排出濾液後，濾餅含水率為61%。 將汙泥濾餅破碎成汙泥顆粒後下落至輸送帶上，分散成汙泥顆粒層，汙泥濾餅 破碎可以通過相應的汙泥濾餅破碎裝置來實現。向緩慢運動輸送帶上的汙泥顆粒層內正 壓輸入溫度為85t:的乾燥空氣；所述乾燥空氣是常溫空氣在冷交換器內進行水分冷凝分 離、在熱交換器內升溫後而成。乾燥空氣通過風道輸送至各層輸送帶的上下鋼網之間的 乾燥空氣進口中，在穿越底層和表層汙泥顆粒時，為汙泥的好氧反應提供氧氣，同時吸 收了汙泥顆粒中的水分，使汙泥顆粒得到脫水乾燥。輸送帶分層以上設置，首層輸送帶 上設泥顆粒層厚度調節器。汙泥顆粒在輸送帶上的厚度調節為200mm;輸送帶運動的線 速度為2mm/s。汙泥顆粒在輸送帶中的全程停留時間為20h。上層輸送帶上的汙泥顆粒 被輸送至末端時，自動翻落至下層輸送帶上，作反方向運動，對輸送帶上的汙泥顆粒層 進行物理或者化學殺菌。在汙泥顆粒層外負壓抽出攜帶了汙泥水分的尾氣，經水洗後排 放，水洗水的來源優先使用從冷交換器中排出的冷凝水，不足部分外加水源。最底層輸 送帶上的汙泥顆粒被輸送到末端時，下落至設置在最底層輸送帶下部的螺旋機中進一步 破碎，成品汙泥顆粒的含水率為36%。
實施例2 將含水率99.5%的剩餘汙泥輸送至有機調質攪拌槽中，向汙泥中投加濃度為 0.1%的陽離子1500萬分子量聚丙烯醯胺溶液，聚丙烯醯胺的投加量為汙泥幹基質量的 0.15%，再將有機調質後的汙泥輸送至重力濃縮池中。重力濃縮2小時後排出所分離出來 的上清液，濃縮後的汙泥含水率為93%，將濃縮汙泥輸送至脫水工序中。
將濃縮後的汙泥輸送至無機調質攪拌槽中，先向汙泥中投加濃度為38%的三氯 化鐵溶液並充分攪拌2分鐘，三氯化鐵的投加量為汙泥幹基質量的5.5% ;再向汙泥中投 加石灰顆粒並充分攪拌12分鐘，其中氧化鈣含量為72%，氧化鈣的投加量為汙泥幹基質 量的12%;然後將調質後的汙泥通過螺杆泵輸送至板框壓濾機中，螺杆泵的注入壓力為 lMPa;排出濾液後，濾餅含水率為58%。 將汙泥濾餅破碎成汙泥顆粒後下落至輸送帶上，分散成汙泥顆粒層，汙泥濾餅 破碎可以通過相應的汙泥濾餅破碎裝置來實現。向緩慢運動輸送帶上的汙泥顆粒層內正 壓輸入溫度為6(TC的乾燥空氣；所述乾燥空氣是常溫空氣在冷交換器內進行水分冷凝分 離、在熱交換器內升溫後而成。乾燥空氣通過風道輸送至各層輸送帶的上下鋼網之間的 乾燥空氣進口中，在穿越底層和表層汙泥顆粒時，為汙泥的好氧反應提供氧氣，同時吸 收了汙泥顆粒中的水分，使汙泥顆粒得到脫水乾燥。輸送帶分層以上設置，首層輸送帶 上設泥顆粒層厚度調節器。汙泥顆粒在輸送帶上的厚度調節為200mm;輸送帶運動的線 速度為2.5mm/s。汙泥顆粒在輸送帶中的全程停留時間為18h。上層輸送帶上的汙泥顆 粒被輸送至末端時，自動翻落至下層輸送帶上，作反方向運動。對輸送帶上的汙泥顆粒 層進行物理或者化學殺菌。在汙泥顆粒層外負壓抽出攜帶了汙泥水分的尾氣，經水洗後 排放，水洗水的來源優先使用從冷交換器中排出的冷凝水，不足部分外加水源。最底層 輸送帶上的汙泥顆粒被輸送到末端時，下落至設置在最底層輸送帶下部的螺旋機中進一步破碎，成品汙泥顆粒的含水率為34%。
實施例3 將含水率99.3%的剩餘汙泥輸送至有機調質攪拌槽中，向汙泥中投加濃度為 0.1%的陽離子1200萬分子量聚丙烯醯胺溶液，聚丙烯醯胺的投加量為汙泥幹基質量的 0.1%，再將有機調質後的汙泥輸送至重力濃縮池中。重力濃縮1小時後排出所分離出來 的上清液，濃縮後的汙泥含水率為93%，將濃縮汙泥輸送至脫水工序中。
將濃縮後的汙泥輸送至無機調質攪拌槽中，先向汙泥中投加濃度為38%的三氯 化鐵溶液並充分攪拌1分鐘，三氯化鐵的投加量為汙泥幹基質量的4.5% ;再向汙泥中投 加石灰顆粒並充分攪拌15分鐘，其中有效氧化鈣含量為75%，氧化鈣的投加量為汙泥幹 基質量的15.5%;然後將調質後的汙泥通過螺杆泵輸送至板框壓濾機中，螺杆泵的注入 壓力為lMPa;排出濾液後，濾餅含水率為53%。 將汙泥濾餅破碎成汙泥顆粒後下落至輸送帶上，分散成汙泥顆粒層，汙泥濾餅 破碎可以通過相應的汙泥濾餅破碎裝置來實現。向緩慢運動輸送帶上的汙泥顆粒層內正 壓輸入溫度為4『C的乾燥空氣；所述乾燥空氣是常溫空氣在冷交換器內進行水分冷凝分 離、在熱交換器內升溫後而成。乾燥空氣通過風道輸送至各層輸送帶的上下鋼網之間的 乾燥空氣進口中，在穿越底層和表層汙泥顆粒時，為汙泥的好氧反應提供氧氣，同時吸 收了汙泥顆粒中的水分，使汙泥顆粒得到脫水乾燥。輸送帶分層以上設置，首層輸送帶 上設泥顆粒層厚度調節器。汙泥顆粒在輸送帶上的厚度調節為200mm;輸送帶運動的線 速度為1.5mm/s。汙泥顆粒在輸送帶中的全程停留時間為25h。上層輸送帶上的汙泥顆 粒被輸送至末端時，自動翻落至下層輸送帶上，作反方向運動，對輸送帶上的汙泥顆粒 層進行物理或者化學殺菌。在汙泥顆粒層外負壓抽出攜帶了汙泥水分的尾氣，經水洗後 排放，水洗水的來源優先使用從冷交換器中排出的冷凝水，不足部分外加水源。最底層 輸送帶上的汙泥顆粒被輸送到末端時，下落至設置在最底層輸送帶下部的螺旋機中進一 步破碎，成品汙泥顆粒的含水率為33%。
實施例4 將含水率99%的剩餘汙泥輸送至有機調質攪拌槽中，向汙泥中投加濃度為 0.1%的陽離子IOOO萬分子量聚丙烯醯胺溶液，聚丙烯醯胺的投加量為汙泥幹基質量的 0.08%，再將有機調質後的汙泥輸送至重力濃縮池中。重力濃縮1.5小時後排出所分離出 來的上清液，濃縮後的汙泥含水率為90%，將濃縮汙泥輸送至脫水工序中。
將濃縮後的汙泥輸送至無機調質攪拌槽中，先向汙泥中投加濃度為38.8%的三 氯化鐵溶液並充分攪拌30秒，三氯化鐵的投加量為汙泥幹基質量的6.5%;再向汙泥中投 加石灰顆粒並充分攪拌10分鐘，其中氧化鈣含量為70%，氧化鈣的投加量為汙泥幹基質 量的8.4%;然後將調質後的汙泥通過螺杆泵輸送至板框壓濾機中，螺杆泵的注入壓力為 lMPa;排出濾液後，濾餅含水率為51%。 將汙泥濾餅破碎成汙泥顆粒後下落至輸送帶上，分散成汙泥顆粒層，汙泥濾餅 破碎可以通過相應的汙泥濾餅破碎裝置來實現。向緩慢運動輸送帶上的汙泥顆粒層內正 壓輸入溫度為25t:的乾燥空氣；所述乾燥空氣是常溫空氣在冷交換器內進行水分冷凝分 離、在熱交換器內升溫後而成。乾燥空氣通過風道輸送至各層輸送帶的上下鋼網之間的 乾燥空氣進口中，在穿越底層和表層汙泥顆粒時，為汙泥的好氧反應提供氧氣，同時吸收了汙泥顆粒中的水分，使汙泥顆粒得到脫水乾燥。輸送帶分層以上設置，首層輸送帶 上設泥顆粒層厚度調節器。汙泥顆粒在輸送帶上的厚度調節為200mm;輸送帶運動的線 速度為0.2mm/s。汙泥顆粒在輸送帶中的全程停留時間為45h。上層輸送帶上的汙泥顆 粒被輸送至末端時，自動翻落至下層輸送帶上，作反方向運動，對輸送帶上的汙泥顆粒 層進行物理或者化學殺菌。在汙泥顆粒層外負壓抽出攜帶了汙泥水分的尾氣，經水洗後 排放，水洗水的來源可優先使用從冷交換器中排出的冷凝水，不足部分外加水源。最底 層輸送帶上的汙泥顆粒被輸送到末端時，下落至設置在最底層輸送帶下部的螺旋機中進 一步破碎，成品汙泥顆粒的含水率為31%。
權利要求
一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)有機藥劑調質向含水率為98％～99.8％的剩餘汙泥中投加有機調質劑，並充分攪拌10～180秒；(2)將經有機藥劑調質後的剩餘汙泥進行重力濃縮，將所分離出來的上清液引入汙水處理設施進行後續處理；(3)無機藥劑調質先向濃縮後的剩餘汙泥中投加含Fe3+可溶性化合物溶液，攪拌10～180秒進行混合反應，再向汙泥中投加石灰顆粒，攪拌30～300秒；(4)機械脫水將無機藥劑調劑後的剩餘汙泥加壓輸送至板框壓濾脫水機中，排出濾液，得到脫水後的汙泥濾餅；(5)破碎分散將汙泥濾餅破碎分散成汙泥顆粒；(6)好氧風乾向靜止、移動或翻動著的汙泥顆粒間輸入乾燥空氣，讓汙泥產生好氧放熱反應。
2. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在於，所述的(6)步驟中，對汙泥顆粒進行物理或化學殺菌處理；所述的物理殺菌處理是紫外線 殺菌，化學殺菌處理是臭氧殺菌、高氯或者高氧物質殺菌。
3. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在於， 所述的(6)步驟中，好氧風乾產生的尾氣經水洗後排放。
4. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在於， 所述的(6)步驟後，對乾燥後的汙泥顆粒進一步粉碎至資源化利用的要求。
5. 如權利要求4所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在於， 所述對汙泥顆粒進一步粉碎是利用螺旋機令物料相互擠壓、磨擦進行破碎；所述的螺旋 機是單獨一條螺旋或兩條以上的螺旋組製成。
6. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在 於，所述(l)步驟中投加的有機調質劑是陽離子聚丙烯醯胺，投加時配置成濃度為0.05 0.5%聚丙烯醯胺溶液，聚丙烯醯胺的乾粉投加量為汙泥幹基質量的0.05 0.5%。
7. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在於， 所述(2)步驟中的重力濃縮為汙泥自然沉澱，重力濃縮的時間為30 150分鐘，重力濃縮 後的汙泥含水率為86 95%。
8. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在於， 所述(3)步驟中含Fe3+可溶性化合物溶液為三氯化鐵溶液，三氯化鐵溶液的濃度大於等於 35%，三氯化鐵溶液的投加量為汙泥幹基質量的0.3 10%;所述石灰顆粒中有效氧化鈣 含量不低於60%，石灰顆粒的投加量為汙泥幹基質量的3 150%。
9. 如權利要求8所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在於， 所述的石灰顆粒的顆粒度大於等於60目。
10. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在 於，所述(4)步驟中汙泥加壓輸送的壓力為0.5 2.5MPa，脫水後的汙泥濾餅含水率為 41 69%。
11. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在 於，所述(5)步驟中的汙泥濾餅破碎是在汙泥濾餅破碎裝置中實現的，所述的汙泥濾餅破碎裝置，包括主軸、籠體、主軸電機和外殼，主軸電機通過連接器與主軸連接，主軸 上設置有若干破碎刀片，主軸的外側包覆有籠體；籠體的外側設置有外殼，籠體為多孔 狀；汙泥濾餅在汙泥濾餅破碎裝置的多孔狀的籠體內翻動，使汙泥濾餅間產生相互碰撞 和磨擦而被破碎，小於籠體孔的大小的汙泥顆粒被排出籠體外實現了汙泥濾餅的破碎分散。
12. 如權利要求11所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在 於，所述的籠體孔的大小在3mm 30mm。
13. 如權利要求1所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在 於，所述步驟(6)步驟中的乾燥空氣是這樣產生的製冷劑在壓縮機的作用下，在冷交 換器中吸收熱量，在熱交換器中放出熱量；常溫空氣由風機抽入，首先在冷交換器中被 降溫至冷凝水析出，冷凝溫度控制在ot: 15t:之間，然後在熱交換器中溫度被提高到 (TC 9(TC之間，形成不飽和乾燥空氣。
14. 如權利要求3所述的一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其特徵在 於，所述的水洗是中性的純水洗、鹼洗或酸洗，水洗的水使用從冷交換器中排出的冷凝 水，不足部分為外加水源。
全文摘要
本發明公開了一種汙水汙泥濃縮脫水好氧風乾一體化的方法，其包括以下步驟(1)有機藥劑調質；(2)將經有機藥劑調質後的剩餘汙泥進行重力濃縮；(3)無機藥劑調質；(4)機械脫水；(5)破碎分散；(6)好氧風乾。本發明的有益效果是(1)提高了剩餘汙泥的沉降性能，以提高汙泥濃縮效率，縮短濃縮時間，減少濃縮池容積；(2)相應地減少了脫水汙泥量，減輕了後續熱處理的負擔；(3)乾燥能耗較低；(4)汙泥顆粒在乾燥的過程中，運動狀態緩和，沒有粉塵產生，生產穩定、安全；(6)乾燥尾氣經過水洗後能達環保標準排放；(7)出料汙泥顆粒鬆散，便於後續的資源化利用。
文檔編號A61L2/18GK101691273SQ20091019276
公開日2010年4月7日 申請日期2009年9月28日 優先權日2009年9月28日
發明者吳嘉聰, 吳學偉, 孫志民, 楊海英, 鍾環聲 申請人:廣州普得環保設備有限公司