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，具體為污泥干化脫水系統(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(dá)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?，F(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。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有圓盤式污泥干化設(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(fēng)險較大，因此，本發(fā)明提供一種安全性能高的污泥干化脫水系統(tǒng)，并且解決傳統(tǒng)污泥干化系統(tǒng)能源利用率低的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案：

一種污泥干化脫水系統(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(fù)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，所述穹頂上設(shè)有高壓水輸入口及氮氣輸入口，所述高壓水入口與儲水箱相連的水管上安裝有高壓水泵，氮氣輸入口與氮氣罐相連的氣管上安裝有高壓氣泵；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)膬?nèi)部設(shè)有噴霧管，所述噴霧管沿著半圓筒的軸向延伸，噴霧管上設(shè)有多個噴霧嘴。

所述殼體內(nèi)設(shè)有溫度監(jiān)測點及粉塵監(jiān)測點，所述溫度監(jiān)測點處安裝有溫度傳感器，粉塵監(jiān)測點處安裝有粉塵傳感器；所述干化機還包括控制器，所述控制器與所述溫度傳感器、粉塵傳感器、高壓水泵及高壓氣泵連接，所述控制器根據(jù)溫度傳感器檢測的溫度信號控制所述高壓水泵、根據(jù)粉塵傳感器的粉塵量信號控制所述高壓氣泵。

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。

所述噴霧管呈波浪型貼合布置在穹頂?shù)捻敳績?nèi)壁，其每個折彎點均布置有所述噴霧嘴。

所述噴霧管呈波浪型懸吊于穹頂?shù)膬?nèi)頂面，起每個折彎點均布置有向下及前后噴射的噴霧嘴。

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)，并采用高壓噴霧、噴氮氣的方式，可徹底避免爆炸，提高安全性；并且，高壓噴霧管的結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，可實現(xiàn)快速降溫，并能節(jié)省水源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明中圓盤干化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本圓盤干化系統(tǒng)中殼體的端面圖。

圖4為本圓盤干化系統(tǒng)中穹頂?shù)膬?nèi)部仰視圖。

圖5為本圓盤干化系統(tǒng)中殼體的內(nèi)部主視圖。

圖中：100、圓盤干化系統(tǒng)；200、壓濾干化系統(tǒng)；201、壓濾系統(tǒng)；202、進泥系統(tǒng)；203、抽真空系統(tǒng)；204、熱水循環(huán)系統(tǒng)；205、污泥輸出系統(tǒng)；1、殼體；10、半圓筒；11、穹頂；12、高壓水輸入口；13、氮氣輸入口；14、儲水箱；15、高壓水泵；16、氮氣罐；17、高壓氣泵；18、噴霧管；19、噴霧嘴；2、攪拌軸；20、溫度傳感器；21、粉塵傳感器；22、控制器；23、螺旋輸送器；3、圓盤片；4、污泥進口；5、蒸汽出口；6、干污泥出口；7、電機；8、熱蒸汽入口；9、冷凝水導(dǎo)出管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明。

如圖1所示，本實施例的污泥干化脫水系統(tǒng)，包括圓盤干化系統(tǒng)100及壓濾干化系統(tǒng)200，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；壓濾干化系統(tǒng)200包括壓濾系統(tǒng)201、與壓濾系統(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，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，抽真空系統(tǒng)203用于保持壓濾系統(tǒng)201壓濾污泥時為負(fù)壓狀態(tài)，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。

本發(fā)明中，由于壓濾干化系統(tǒng)200采用抽真空壓濾方式對污泥進行壓濾干化，抽真空后，污泥中的水的沸點降低，故只需要90℃左右的熱水輸入至壓濾系統(tǒng)201即可；而圓盤干化系統(tǒng)100對污泥進行干化后，從蒸汽出口5輸出的蒸汽的溫度恰好在90℃左右，故可直接用于壓濾干化系統(tǒng)200。本發(fā)明對圓盤干化系統(tǒng)100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。

如圖2、圖3所示，本實施例的污泥干化脫水系統(tǒng)，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，殼體1包括安裝攪拌軸2并與攪拌軸2同軸的半圓筒10及從半圓筒10上側(cè)向上延伸而成的穹頂11，穹頂11上設(shè)有高壓水輸入口12及氮氣輸入口13，高壓水入口12與儲水箱14相連的水管上安裝有高壓水泵15，氮氣輸入口13與氮氣罐16相連的氣管上安裝有高壓氣泵17。

本發(fā)明中，采用在原有筒體狀的干化機殼體的頂部，增高設(shè)置穹頂11并設(shè)置噴高壓水或噴氮氣的方式，目的在于：由于申請人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的圓盤干化機工作時，筒體內(nèi)高溫高塵的環(huán)境，易出現(xiàn)爆炸的風(fēng)險，一旦爆炸后果不堪設(shè)想；經(jīng)試驗表明，當(dāng)降低殼體內(nèi)的氣壓時，并不影響污泥的干化效果；由于粉塵一般是集中在殼體的頂部，故整體來說，頂部粉塵空氣之間的摩擦程度較大，導(dǎo)致壓強較大。本發(fā)明增加穹頂11，一方面增大了了殼體頂部的空間，使得頂部集中的粉塵空間增大，采用擴容的方式降壓；另一方面，通過噴射高壓水(噴霧)的方式，對頂部空間降溫處理避免爆炸，由于高壓噴霧于穹頂11噴射，在高溫狀態(tài)下，會迅速變成水蒸氣從頂部蒸汽出口5排出，并不會影響原污泥的干化效果；為避免爆炸，還可以采用噴氮氣的方式，利用氮氣稀釋殼體內(nèi)的空氣實現(xiàn)；通入氮氣，還可以增大殼體內(nèi)壓強，保證原有干化機殼體壓強不變，從而最大程度的不影響原有干化效果。另外，當(dāng)通氮氣較多時，還能將壓強提高到比原有筒體狀殼體的壓強大，可進一步提高干化效果，提升干化速度。

如圖2、圖3所示，殼體1的截面結(jié)構(gòu)為：從穹頂11的頂端至半圓筒10的中心之間的間距h為半圓筒10半徑r的1-2倍。對穹頂11的高度進行限制，若穹頂太低，則減壓效果不佳，噴霧霧化面積窄，降溫效果不佳，且噴霧水容易沾附在圓盤片3表面，污泥粘度大，影響干化效果；若穹頂太高，則會大幅提升設(shè)備成本，且污泥進口4與圓盤片3之間的距離太大，污泥進入殼體1時，對圓盤片3的沖擊力大，導(dǎo)圓盤片3變形、磨損大，從而需要短周期更換，其維護成本高。試驗表面，當(dāng)從穹頂11的頂端至半圓筒10的中心之間的間距h為半圓筒10半徑r的1.5倍時，杜絕爆炸的同時，避免成本增加。

如圖2所示，為保證穹頂11的迅速降溫，在穹頂11的內(nèi)部設(shè)有噴霧管18，噴霧管18沿著半圓筒10的軸向延伸，噴霧管18上設(shè)有多個噴霧嘴19。即盡可能實現(xiàn)均勻噴霧降溫。

如圖2所示，本發(fā)明中，殼體1內(nèi)設(shè)有溫度監(jiān)測點及粉塵監(jiān)測點，溫度監(jiān)測點處安裝有溫度傳感器20，粉塵監(jiān)測點處安裝有粉塵傳感器21；干化機還包括控制器22，控制器22與溫度傳感器20、粉塵傳感器21、高壓水泵15及高壓氣泵17連接，控制器22根據(jù)溫度傳感器20檢測的溫度信號控制高壓水泵15、根據(jù)粉塵傳感器21的粉塵量信號控制高壓氣泵17。通過傳感器的設(shè)置，實現(xiàn)高壓高溫防爆的自動控制，無需人工干預(yù)。

如圖2所示，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。殼體1的截面呈腰形對稱結(jié)構(gòu)，其使用壽命更長，制作工藝更簡單，成本更低。

本發(fā)明中，如圖2所示，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1底部設(shè)有干污泥出口6，干污泥出口6連接傾斜向上設(shè)置的螺旋輸送器23。傾斜向上的螺旋輸送器23的巧妙之處在于，能避免直接從殼體1底部的干污泥出口6輸出的污泥揚塵，并且能利用螺旋輸送器23的輸出流量。

如圖4、圖5所示，經(jīng)過長時間研究后，本申請人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)噴霧管18呈波浪型貼合布置在穹頂11的頂部內(nèi)壁且每個折彎點均布置有噴霧嘴19時，可更加均勻的對穹頂11降溫。還可以是：噴霧管18呈波浪型懸吊于穹頂11的內(nèi)頂面，且每個折彎點均布置有向下及前后噴射的噴霧嘴19，同樣能最大均勻的降溫。其中，波浪型噴霧管18的波峰和波長，依據(jù)噴霧嘴19的噴霧面積確定。

以上所舉實施例為本發(fā)明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部改動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。