一种连续流污泥生物物理干燥设备及方法技术

一种连续流污泥生物物理干燥设备及方法，所述设备包括卧式滚筒、滚筒驱动装置、交替底部布气系统、顶部对流导气系统和温湿度在线监测反馈系统。干燥过程中借助好氧微生物产热和物理强化作用连续干燥脱水污泥。为实现高效的水分去除率，本发明专利技术提出通过卧式滚筒设计、废热循环预热、铰链／抄料板内置、交替底部布气－顶部对流导气的通风系统布设、温湿度在线监测反馈控制通风条件，强化微生物、污泥、水分与空气之间的传热传质。干燥产生的尾气经冷凝除臭后于系统内部自循环，辅料回流接种并循环利用。本发明专利技术可广泛用于城镇污水厂脱水污泥干燥，且微生物强化破解污泥胶团结构利于后处理利用，具有成本低、污泥减量化效率高的特点，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对脱水污泥干化处理实现污泥减量化的处理设备及工艺，特别是涉及城镇污水处理厂脱水污泥的连续流生物物理干燥设备及方法，属于固体废弃物处理与资源化利用

技术介绍
污泥作为污水处理的后续产物，其实是污水中污染物的浓缩，因此如果不能把污泥彻底处置，就失去了污水处理的意义。但是，就目前的国内外现状，污泥的处理和处置一直是困扰污水处理行业和市政管理的一大难题。目前我国污泥的处理处置所依据的原则是“减量化、稳定化、无害化和资源化”，但无论是进行资源化利用还是进行稳定化、无害化处理，常见的处理处置工艺，对污泥的含水率都有一定要求，将含水率为80％左右的脱水污泥直接用于各处理处置工艺，存在很多问题，污泥含水率是制约各处理处置技术的瓶颈。因此，降低污泥含水率是解决目前污泥处理遇到所有问题的关键。传统污泥干燥可分为三种类型：直接干燥、间接干燥和直接-间接联合干燥。直接干燥的实质是对流干燥技术的运用，其传输和蒸发效率高但热介质易污染且处理后需分离；间接干燥的实质是传导干燥，它可以减少废气污染且降低气体带走的热损失，但传热蒸发效率不如直接式。传统的污泥干燥方法均基于物理原理干燥，而在这一过程中的热能损耗是对干化系统进行考评的重中之重。目前也有研究利用好氧微生物分解有机废物释放出的热量蒸发有机废物中水分的生物干燥技术。这一技术最早由美国Cornell University科学家Jewell，W.J于1984年提出的。该技术主要用于动物粪便的处理，其操作工艺主要有批式和序批式，批式的操作工艺与传统高温堆肥相同。除此之外，生物干燥技术还在造纸污泥和生活垃圾处理等领域有所应用，如Roy等(2006)通过对造纸污泥的生物干燥处理研究表明，由生物转化作用产生的能量除去对流、辐射、出气及渗滤液排出带走的热量，依然可以作为有效干燥能源被利用(Roy.G.，Jasmin.S.，Stuart.P.R.，2006，Technical modelling of a batch biodrying reactor for pulp and paper mill sludge.In：CHISA 2006-17th International Congress of Chemical and Process Engineering.Prague，Paper H6.2 14：20)。ZHANG Dongqing、He pinjing(2008)等通过好氧生物处理技术干燥高含水率的城市固体废弃物，将固体废物由72％的初始含水率降至50.5％(Dong-Qing Zhang，Pin-Jing He.Bio-drying ofmunicipal solid waste with high water content by aeration procedures regulationand inoculation.Bioresource Technology 99(2008)8796-8802)。中国专利文献公开了【一种生活垃圾的生物干燥方法，申请号200710038264.6】和【城镇污水污泥的生物干燥方法，申请号200910086129.8】。综合各类已在研究的生物干燥技术，不论是应用在生活垃圾、粪便还是造纸污泥，其主要操作工艺均为批式或序批式，这和传统的堆肥技术相似，只是通过过程上的控制使得生物反应放热来蒸发底物水分。-->
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种连续流污泥生物物理干燥设备及方法，旨在利用好氧微生物分解污泥有机物所释放出的热量提高热焓蒸发物料中的水分，通过控制物理通风对流作用实现水分去除速率远大于有机物料的降解速率，同时通过微生物好氧呼吸作用打破污泥大颗粒的胶团结构实现多形态-多路径的水分流失，使得污泥含水率从80％左右降至45％以下，且干燥后便于后续处理处置利用。本专利技术的技术方案如下：一种连续流污泥生物物理干燥设备，其特征在于：所述设备包括卧式滚筒、滚筒驱动装置、交替底部布气系统、顶部对流导气系统和温湿度在线监测反馈系统；所述卧式滚筒外壁依次设有废热循环夹层和保温层，卧式滚筒两端设有固定封头，在滚筒内壁上均匀设有多块抄料板，抄料板的长度方向沿滚筒轴向布置，宽度方向沿滚筒径向布置，每块抄料板设有一条或多条铰链；所述交替底部布气系统包括空气压缩机、主布气管路、时间继电器和至少一组嵌于滚筒内壁的多孔布气板，每组多孔布气板包括两块对向布置的第一多孔布气板和第二多孔布气板，所述的主布气管路分别经支管、电磁阀和穿孔布气管与两块多孔布气板连通，支管上的电磁阀通过控制线路与时间继电器连接；所述顶部对流导气系统包括引风机、导气回流管路和尾气冷凝除臭器，所述导气回流管路的一端与滚筒的出气端相连通，另一端与滚筒的进气端相连通，所述的引风机和尾气冷凝除臭器依次布设在靠近滚筒出气端的导气回流管路上；所述的温湿度在线监测反馈系统包括用于监测滚筒内基质温度的温度传感器、用于监测滚筒出气端导气回流管路中气体湿度的湿度传感器和PLC控制器，温度传感器和湿度传感器分别通过信号线与PLC控制器相连接，PLC控制器通过控制线路连接交替底部布气系统和顶部对流导气系统。本专利技术的特征还在于：所述的卧式滚筒向出料端方向倾斜布置，卧式滚筒的轴心线与水平面的夹角为3°～5°，滚筒直径∶长度＝1∶5～10。本专利技术的技术特征还在于：所述的卧式滚筒底部两端设托轮支撑。本专利技术的技术特征还在于：所述的滚筒驱动装置包括电动机、减速器、传动齿轮和设置在滚筒筒体上的齿圈，电动机的输出轴经减速器与传动齿轮连接，旋转的传动齿轮与齿圈啮合，实现滚筒的旋转；所述电动机为变频电机。本专利技术还提供了一种连续流污泥生物物理干燥方法，其特征在于该方法包括如下步骤：1)前处理和进料：将脱水泥饼与干燥辅料混匀，进入滚筒内，填充率50％～75％；2)系统启动：系统启动阶段，滚筒转速0～5转/d；交替底部布气系统通风布气，通气量0.05～0.07m3/h kgVS，滚筒旋转时依靠时间继电器控制电磁阀启闭实现滚筒旋转时相对两块多孔布气板交替进行底部供氧，当第一多孔布气板随滚筒旋转至底部时，通过时间继电器控制第一电磁阀常开，第二电磁阀常闭，此时只有处于底部的一块多孔布气板布气；随着滚筒的转动，当第二布气板旋转至底部时，控制第二电磁阀常开，第一电磁阀常闭，同样只有处于底部的一块多孔布气板布气；当基质内温度低于50℃时，顶部引风机处于关闭状态，阀门处于开启状态，尾气经旁通管路、尾气冷凝除臭器后自然回流；当基质内温度由室温升高至50℃时，进入稳态干燥阶段；3)稳态干燥：滚筒转速5～25转/d；通过PLC控制器，以筒内基质温度反馈控制-->底部通风：以50℃为界，当基质温度低于50℃时，交替底部布气系统通风控制参数0.05～0.07m3/h kgVS，当基质温度超过50℃时，交替底部布气系统通风控制参数0.1～0.15m3/hkgVS；以排气口湿度反馈控制顶部对流导气系统：以湿度80％为界，当排气口湿度低于80％时，顶部引风机关闭，阀门开启，尾气经旁通管路、尾气冷凝除臭器后自然回流，当排气口湿度超过80％时，顶部引风机开启，阀门关闭，尾气经引风机、尾气冷凝除臭器后回流，引风量与空气压缩机的鼓风量保持一致；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续流污泥生物物理干燥设备，其特征在于：所述设备包括卧式滚筒（５）、滚筒驱动装置、交替底部布气系统、顶部对流导气系统和温湿度在线监测反馈系统；所述卧式滚筒外壁依次设有废热循环夹层（７）和保温层（８），卧式滚筒两端设有固定封头（６），在滚筒内壁上均匀设有多块抄料板（１９），抄料板的长度方向沿滚筒轴向布置，宽度方向沿滚筒径向布置，每块抄料板设有一条或多条铰链（２０）；所述交替底部布气系统包括空气压缩机（１２）、主布气管路（１５）、时间继电器（１７）和至少一组嵌于滚筒内壁的多孔布气板，每组多孔布气板包括两块对向布置的第一多孔布气板（１４ａ）和第二多孔布气板（１４ｂ），所述的主布气管路分别经支管、电磁阀和穿孔布气管与两块多孔布气板连通，支管上的电磁阀通过控制线路与时间继电器（１７）连接；所述顶部对流导气系统包括引风机（２１）、导气回流管路（２３）和尾气冷凝除臭器（２２），所述导气回流管路（２３）的一端与滚筒的出气端相连通，另一端与滚筒的进气端相连通，所述的引风机和尾气冷凝除臭器依次布设在靠近滚筒出气端的导气回流管路上；所述的温湿度在线监测反馈系统包括用于监测滚筒内基质温度的温度传感器（２５）、用于监测滚筒出气端导气回流管路中气体湿度的湿度传感器（２４）和ＰＬＣ控制器（２６），温度传感器和湿度传感器分别通过信号线与ＰＬＣ控制器相连接，ＰＬＣ控制器通过控制线路连接交替底部布气系统和顶部对流导气系统。...

【技术特征摘要】
1.一种连续流污泥生物物理干燥设备，其特征在于：所述设备包括卧式滚筒(5)、滚筒驱动装置、交替底部布气系统、顶部对流导气系统和温湿度在线监测反馈系统；所述卧式滚筒外壁依次设有废热循环夹层(7)和保温层(8)，卧式滚筒两端设有固定封头(6)，在滚筒内壁上均匀设有多块抄料板(19)，抄料板的长度方向沿滚筒轴向布置，宽度方向沿滚筒径向布置，每块抄料板设有一条或多条铰链(20)；所述交替底部布气系统包括空气压缩机(12)、主布气管路(15)、时间继电器(17)和至少一组嵌于滚筒内壁的多孔布气板，每组多孔布气板包括两块对向布置的第一多孔布气板(14a)和第二多孔布气板(14b)，所述的主布气管路分别经支管、电磁阀和穿孔布气管与两块多孔布气板连通，支管上的电磁阀通过控制线路与时间继电器(17)连接；所述顶部对流导气系统包括引风机(21)、导气回流管路(23)和尾气冷凝除臭器(22)，所述导气回流管路(23)的一端与滚筒的出气端相连通，另一端与滚筒的进气端相连通，所述的引风机和尾气冷凝除臭器依次布设在靠近滚筒出气端的导气回流管路上；所述的温湿度在线监测反馈系统包括用于监测滚筒内基质温度的温度传感器(25)、用于监测滚筒出气端导气回流管路中气体湿度的湿度传感器(24)和PLC控制器(26)，温度传感器和湿度传感器分别通过信号线与PLC控制器相连接，PLC控制器通过控制线路连接交替底部布气系统和顶部对流导气系统。2.根据权利要求1所述的连续流污泥生物物理干燥设备，其特征在于：所述的卧式滚筒向出料端方向倾斜布置，卧式滚筒的轴心线与水平面的夹角为3°～5°，滚筒直径∶长度＝1∶5～10。3.根据权利要求1或2所述的连续流污泥生物物理干燥设备，其特征在于：所述的卧式滚筒底部两端设托轮(9)支撑。4.根据权利要求1或2所述的连续流污泥生物物理干燥设备，其特征在于：所述的滚筒驱动装置包括电动机(11)、减速器、传动齿轮(10)和设置在滚筒筒体上的齿圈，电动机的输出轴经减速器与传动齿轮连接，传动齿轮与齿圈啮合，实现滚筒的旋转；所述电动机为变频电机。5.一种采用如权利要求1所述设备的连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪涛，韩融，阳金龙，刘晋文，张相锋，赵岩，陆文静，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]