生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝及其系統(tǒng)。一方面，一種生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，包括：污泥預(yù)處理步驟，得到含水率為62%～70%的污泥；步驟1：在含水率為62%～70%的污泥中加入接種菌種和調(diào)理劑并送入發(fā)酵倉(cāng)中；步驟2：加入接種菌種的污泥在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行3～10天的生物有氧發(fā)酵處理，控制發(fā)酵倉(cāng)的溫度為40～62℃，濕度為45%～55%；步驟3：將經(jīng)生物有氧發(fā)酵處理的污泥從立式發(fā)酵塔內(nèi)運(yùn)出，經(jīng)生物有氧發(fā)酵處理的污泥的含水率為30%～50%。另一方面，本發(fā)明還提供實(shí)現(xiàn)上述工藝的系統(tǒng)。采用本發(fā)明的工藝和系統(tǒng)具有能夠使污泥干化效果好、能耗低、適于連續(xù)化操作等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)含水城鎮(zhèn)污水處理廠脫水干燥方法，屬于固體廢棄物處理領(lǐng)域，特別是一種生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，以及一種生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著污水處理量的急劇增大，污泥產(chǎn)量迅速增加。污泥黏性大，水分難以脫除，經(jīng)重力濃縮、機(jī)械脫水后含水率仍高達(dá)85%，其處理處置費(fèi)用占整個(gè)污水廠運(yùn)行費(fèi)用逐年增大，污泥的處理處置已成為環(huán)境領(lǐng)域的難點(diǎn)。
[0003]污泥有機(jī)物含量較高，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但含水率較高，限制了其后續(xù)處理處置及資源化利用。2008年開(kāi)始實(shí)施的《生活垃圾填埋場(chǎng)污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》要求生活污水廠污泥經(jīng)處理后含水率小于60%可進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)處置需要進(jìn)行預(yù)處理，污泥堆肥適宜的含水率為50%~60%，污泥焚燒的適宜含水率為50%左右時(shí)，因此經(jīng)機(jī)械脫水后的污泥難以直接進(jìn)行衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒，需要對(duì)其進(jìn)行干燥，使其含水率降低到50%以下，有利于后續(xù)處理處置及資源化利用。
[0004]目前污泥干化主要采用物理熱干燥的方式，需要消耗化石燃料，對(duì)于直接熱干燥，干化停留時(shí)間長(zhǎng)、能耗大且熱效率不高，同時(shí)產(chǎn)生大量尾氣，給后續(xù)處理造成了負(fù)擔(dān)，另外各種水分與污泥顆 粒結(jié)合力差別較大，其干燥特性與晶體不同，導(dǎo)致間壁熱干燥，污泥容易結(jié)塊、粘壁，致使傳熱效率急劇下降，并且熱干化方式耗能太高，在實(shí)際工程中運(yùn)行成本高昂。
[0005]此外，近年來(lái)還興起通過(guò)生物好氧干化工藝進(jìn)行污泥干化，該生物好氧干化工藝是比較經(jīng)濟(jì)的污泥干化方法，但生物工藝運(yùn)行條件隨污泥的性質(zhì)、氣候條件會(huì)發(fā)生變化，如果生物好氧干化工藝運(yùn)行條件不能與污泥的性質(zhì)及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件相適應(yīng)，就不能得到良好的干化效果，選取適宜的干化工藝，得到最佳的工藝組合，對(duì)于實(shí)現(xiàn)污泥處理系統(tǒng)的優(yōu)化是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種污泥干化效果好、能耗低、適于連續(xù)化操作的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝。
[0007]本申請(qǐng)的另一個(gè)目的是還提供了一種實(shí)現(xiàn)上述工藝的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:一種生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，包括，污泥預(yù)處理步驟，所述的污泥預(yù)處理步驟包括以下子步驟:
[0009]子步驟1:對(duì)含水率大于80%的原料污泥進(jìn)行機(jī)械脫水處理，得到含水率小于80%的污泥，其中，所述的原料污泥中的有機(jī)質(zhì)占所述的原料污泥干重的重量百分比大于36% ；
[0010]子步驟2:在經(jīng)子步驟I中機(jī)械脫水處理后的污泥中添加調(diào)理劑和含水率為30%~50%的生物干化熟料污泥，混合后得到含水率為62%~70%的污泥。
[0011]所述的污泥干化工藝通過(guò)一個(gè)立式發(fā)酵塔和一個(gè)除濕熱泵機(jī)組實(shí)施，所述的立式發(fā)酵塔的頂部設(shè)有進(jìn)料口，底部設(shè)有成品輸出機(jī)構(gòu)，在所述的立式發(fā)酵塔內(nèi)部由上至下設(shè)有若干層翻板結(jié)構(gòu)形成的多層發(fā)酵倉(cāng)，在所述的污泥預(yù)處理步驟之后還包括以下步驟:
[0012]步驟1:在含水率為62%~70%的污泥中加入接種菌種，并通過(guò)立式發(fā)酵塔的頂部的入料口送入發(fā)酵倉(cāng)中；[0013]步驟2:已加入接種菌種的污泥在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行3~10天的生物有氧發(fā)酵處理，控制所述的發(fā)酵倉(cāng)的溫度為40~62°C，濕度為45%~55% ;其中，經(jīng)過(guò)生物有氧發(fā)酵處理后產(chǎn)生的濕熱空氣通過(guò)除濕熱泵機(jī)組進(jìn)行除濕加熱后得到的干熱空氣循環(huán)至發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)；
[0014]步驟3:將步驟2中經(jīng)生物有氧發(fā)酵處理的生物干化熟料污泥從所述的立式發(fā)酵塔內(nèi)運(yùn)出，所述的經(jīng)生物有氧發(fā)酵處理的生物干化熟料污泥的含水率為30%~50%即可。
[0015]其中，所述的原料污泥中的有機(jī)質(zhì)占所述的原料污泥干重的重量百分比優(yōu)選為36%~45% ;經(jīng)子步驟I處理后得到的污泥含水率優(yōu)選為68%~75% ;經(jīng)子步驟2處理后得到的污泥含水率優(yōu)選為65%~68%，發(fā)酵時(shí)間優(yōu)選為4~5天，發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的溫度優(yōu)選為50~55°C，濕度優(yōu)選為48%~52% ;調(diào)理劑為農(nóng)作物秸桿、鋸末或農(nóng)業(yè)有機(jī)植物廢棄物中的一種或者多種混合物；接種劑為生物干化熟料污泥、糞便、復(fù)合益菌粉劑中的一種或多種，并加水稀釋10倍后得到；
[0016]在上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝中，所述的每一層翻板結(jié)構(gòu)上設(shè)有若干個(gè)通風(fēng)孔隙；所述的干熱空氣通過(guò)通風(fēng)孔隙進(jìn)入上一層發(fā)酵倉(cāng)中；
[0017]所述的步驟2中，每一層發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的污泥經(jīng)24~30小時(shí)發(fā)酵后，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)翻板結(jié)構(gòu)將污泥送入下一層發(fā)酵倉(cāng)。
[0018]其中，在每層發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的發(fā)酵時(shí)間優(yōu)選為26~28小時(shí)。
[0019]在上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，其特征在于，所述的干熱空氣的溫度為38~68°C，優(yōu)選為45~60°C。
[0020]在上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝中，所述的步驟2還包括:在除濕熱泵的入口處補(bǔ)充新鮮空氣，所述的新鮮空氣的補(bǔ)充量為4~12立方米/小時(shí)，控制所述的發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的氧氣含量為8%~16%,優(yōu)選為9%~10%。
[0021]在上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝中，所述的每一層發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的污泥厚度為800~1400mm。
[0022]其中，所述的發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的污泥厚度優(yōu)選為1000~1300mm。
[0023]在上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝中，所述的含水率為62%~70%的污泥:接種菌種的體積比為:100:2~9，優(yōu)選為100:3~7 ;所述的子步驟2中調(diào)理劑與生物干化熟料的重量百分比為:1:20~1000，優(yōu)選為1:20~100。
[0024]在上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝中，所述的入料口處設(shè)有布料器，所述的加入接種菌種的污泥通過(guò)布料器均勻布置在發(fā)酵倉(cāng)中；
[0025]所述的步驟2還包括:將塔頂?shù)臍怏w從塔頂抽出。
[0026]本申請(qǐng)還提供一種用于上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝的系統(tǒng)，包括立式發(fā)酵塔、機(jī)械脫水設(shè)備、攪拌混合設(shè)備和原料輸送機(jī)構(gòu)，所述的立式發(fā)酵塔的頂部設(shè)有進(jìn)料口，底部設(shè)有成品輸出機(jī)構(gòu)，在所述的立式發(fā)酵塔內(nèi)部由上至下設(shè)有若干層翻板結(jié)構(gòu)形成的多層發(fā)酵倉(cāng)，還包括由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流裝置首尾相連接組成的除濕熱泵機(jī)組，在所述的發(fā)酵倉(cāng)的一側(cè)設(shè)有與蒸發(fā)器連通的出風(fēng)口，以及，在所述的發(fā)酵倉(cāng)的另一側(cè)設(shè)有與所述冷凝器連通的進(jìn)風(fēng)口以形成一個(gè)除濕回路，所述的機(jī)械脫水設(shè)備用于將污泥脫水，所述的污泥依次經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水設(shè)備、攪拌混合設(shè)備和原料輸送機(jī)構(gòu)后分布在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)。
[0027]在上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化系統(tǒng)中，所述的每一層翻板結(jié)構(gòu)都連接有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置；所述的每一翻板結(jié)構(gòu)由多塊翻板并列組成并且在各翻板結(jié)構(gòu)上均設(shè)有若干個(gè)通風(fēng)孔隙；所述的每一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括相互連接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸和電機(jī)，并且，所述的電機(jī)設(shè)置在所述的立式發(fā)酵塔的外側(cè)，以及，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸設(shè)置在立式發(fā)酵塔內(nèi)并與相應(yīng)的翻板結(jié)構(gòu)的翻板連接；所述的立式發(fā)酵塔的頂部還設(shè)有除臭抽風(fēng)設(shè)備，所述的除臭抽風(fēng)設(shè)備用于將塔頂?shù)臍怏w從塔頂抽出；所述冷凝器的除濕回路入口還設(shè)有新風(fēng)補(bǔ)給設(shè)備，所述的新風(fēng)補(bǔ)給設(shè)備與冷凝器連接。
[0028]在上述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化系統(tǒng)中，還包括布料器、PLC控制器、溫度感應(yīng)器和濕度感應(yīng)器；所述的布料器設(shè)在所述的進(jìn)料口處；所述的溫度感應(yīng)器、濕度感應(yīng)器分別與PLC控制器相連，所述的溫度感應(yīng)器和濕度感應(yīng)器設(shè)置在所述的立式發(fā)酵塔內(nèi)。
[0029]與傳統(tǒng)的污泥干化工藝相比，本發(fā)明所提出的污泥干化工藝將污泥生物干化技術(shù)與除濕熱泵進(jìn)行結(jié)合，利用除濕熱泵吸收生物好氧干化過(guò)程中所發(fā)出的大量熱量，提高能源利用效率。
[0030]同時(shí)，本工藝采用立式發(fā)酵塔而不是傳統(tǒng)的臥式發(fā)酵裝置，每層翻板上都有若干個(gè)通風(fēng)孔隙，可以保證好氧細(xì)菌能夠在適宜的氧氣環(huán)境下進(jìn)行發(fā)酵，與此同時(shí)，污泥定期的從上一發(fā)酵倉(cāng)落入下一發(fā)酵倉(cāng)，這一過(guò)程達(dá)到了污泥再次混合松動(dòng)的目的，并與通風(fēng)孔隙兩者結(jié)合，使干化后的污泥更加蓬松，防止結(jié)塊。
`[0031]同時(shí)，本工藝還提出了適宜的生物發(fā)酵的溫度和濕度，配合本申請(qǐng)所提出的污泥干化系統(tǒng)，可以達(dá)到縮短發(fā)酵時(shí)間、提高發(fā)酵后污泥膨松程度、徹底發(fā)酵污泥的目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施例的工作原理示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明的除濕熱泵機(jī)組部分的方框圖；
[0035]圖4是本發(fā)明的PLC控制器部分的方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。
[0037]對(duì)比例1:
[0038]取污水處理廠含水污泥，脫水后其含水率為79%，重量為lOOOKg，有機(jī)質(zhì)占污泥干重的38%，在攪拌混合設(shè)備中向脫水后的污泥加入含水率為50%的成品熟料干化污泥1000Kg以及秸桿40kg，得到含水率為64%的污泥，其總重為2040Kg，然后加入50Kg濃度為10%的復(fù)合益菌粉劑水溶液，攪拌均勻。通過(guò)原料輸送機(jī)構(gòu)將攪拌均勻的污泥從布料器4中加入到立式發(fā)酵塔I的第一層發(fā)酵倉(cāng)104中，污泥厚度為1200mm;其中發(fā)酵倉(cāng)的層數(shù)為5層，以電加熱的方式向內(nèi)部供應(yīng)加熱空氣，保證發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氧氣含量為9%~12%,控制發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)溫度為50±5°C，濕度為45%~55% ;每隔24小時(shí)，翻動(dòng)污泥層；發(fā)酵總時(shí)間為5天。
[0039]發(fā)酵結(jié)束后，生物有氧干化污泥成品含水率為48%~56%，含水率分布寬，干化不均勻,耗電量為81KW/h.to
[0040]實(shí)施例1:
[0041]如圖1所示的，取污水處理廠含水污泥，脫水后其含水率為79%，重量為lOOOKg，有機(jī)質(zhì)占污泥干重的38%，在攪拌混合設(shè)備中向脫水后的污泥加入含水率為50%的成品熟料干化污泥1000Kg以及秸桿40kg，得到含水率為64%的污泥，其總重為2040Kg，然后加入50Kg濃度為10%的復(fù)合益菌粉劑水溶液，攪拌均勻。通過(guò)原料輸送機(jī)構(gòu)將攪拌均勻的污泥從布料器4中加入到立式發(fā)酵塔I的第一層發(fā)酵倉(cāng)104中，污泥厚度為1200mm ;其中發(fā)酵倉(cāng)104的層數(shù)為5層，啟動(dòng)立式發(fā)酵塔1、除濕熱泵機(jī)組3，除濕熱泵機(jī)組3向發(fā)酵倉(cāng)104供應(yīng)45±10°C的干熱空氣，控制發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)溫度為50±5°C，濕度為45%~55%，同時(shí)控制新鮮空氣的補(bǔ)入速度為4~12立方米/小時(shí),使發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的氧氣含量為9%~12%。污泥在每層發(fā)酵倉(cāng)104中停留的時(shí)間為24小時(shí)，發(fā)酵總時(shí)間為5天。
[0042]發(fā)酵結(jié)束后，生物有氧干化污泥成品含水率為41%~42%，含水率分布窄，干化均勻,耗電量為24KW/h.to
[0043]本實(shí)施例1通過(guò)立式發(fā)酵塔I和除濕熱泵機(jī)組3結(jié)合，一方面能夠?qū)駸峥諝庵械臒崃窟M(jìn)行回收，相比于傳統(tǒng)的電加熱的方式，可以節(jié)約2/3~3/4的能源；另一方面，與傳統(tǒng)工藝中直接通入加熱空氣的做法相比，通過(guò)除濕熱泵機(jī)組3可以容易地同時(shí)控制發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)的溫度、濕度和含氧量保持在特定的范圍內(nèi)，并且不受季節(jié)環(huán)境的影響，進(jìn)而達(dá)到控制發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵深度的目的，有利于污泥中的有機(jī)質(zhì)完全分解，可以定量控制成品的含水率；尤為重要的是，除濕熱泵機(jī)組3可以使各層發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)的空氣成分穩(wěn)定，使含水率分布窄。
[0044]具體實(shí)施例3
[0045]如圖1~4所示，一種生物干化耦合除濕熱泵機(jī)組翻板塔式污泥干化系統(tǒng)，包括立式發(fā)酵塔1，所述的立式發(fā)酵塔I的頂部設(shè)有進(jìn)料口 101，底部設(shè)有成品輸出機(jī)構(gòu)102，在所述的立式發(fā)酵塔I內(nèi)部由上至下設(shè)有若干層翻板結(jié)構(gòu)103形成的多層發(fā)酵倉(cāng)104，所述的翻板結(jié)構(gòu)103的層數(shù)為3~10層，優(yōu)選為4~5層，此外，還包括由蒸發(fā)器301、壓縮機(jī)302、冷凝器303和節(jié)流裝置304首尾相連接組成的除濕熱泵機(jī)組3，在所述的發(fā)酵倉(cāng)104的一側(cè)設(shè)有與蒸發(fā)器301連通的出風(fēng)口 1041，以及，在所述的發(fā)酵倉(cāng)104的另一側(cè)設(shè)有與所述冷凝器303連通的進(jìn)風(fēng)口 1042以形成一個(gè)除濕回路。在本實(shí)施例中，所述的污泥干化系統(tǒng)還包括機(jī)械脫水設(shè)備5、攪拌混合設(shè)備6和原料輸送機(jī)構(gòu)7，所述的機(jī)械脫水設(shè)備5用于將污泥脫水，所述的污泥依次經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水設(shè)備5、攪拌混合設(shè)備6和原料輸送機(jī)構(gòu)7后分布在發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)，所述的每一層翻板結(jié)構(gòu)103都連接有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置105，所述的每一翻板結(jié)構(gòu)103由多塊翻板1031并列組成并且在各翻板結(jié)構(gòu)103上均設(shè)有通風(fēng)孔隙106 ;所述的每一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置105包括相互連接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸1051和電機(jī)1052，并且，所述的電機(jī)1052設(shè)置在所述的立式發(fā)酵塔I的外側(cè)，以及，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸1051設(shè)置在立式發(fā)酵塔I內(nèi)并與相應(yīng)的翻板結(jié)構(gòu)103的翻板1031連接。
[0046]在本實(shí)施例中，所述的立式發(fā)酵塔I的頂部還設(shè)有除臭抽風(fēng)設(shè)備107，所述的除臭抽風(fēng)設(shè)備107用于將塔頂?shù)臍怏w從塔頂抽出，除臭抽風(fēng)設(shè)備107可以為與塔頂連通的抽風(fēng)機(jī)，該抽風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口與塔頂連通，出口與除臭裝置連通或者直接與大氣連通，除臭裝置可以為活性炭吸附裝置或者分子篩吸收裝置，或者化學(xué)吸附裝置。所述冷凝器303的入口還設(shè)有新風(fēng)補(bǔ)給設(shè)備305，所述的新風(fēng)補(bǔ)給設(shè)備305用于將外界的新鮮空氣補(bǔ)入到冷凝器303的入口處，其中新風(fēng)補(bǔ)給設(shè)備305可以為與冷凝器303入口連接的抽風(fēng)機(jī)，該抽風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口為大氣，出風(fēng)口為冷凝器303的入口。在本污泥干化系統(tǒng)中，還包括布料器4，所述的布料器4設(shè)在所述的進(jìn)料口 101處；此外，還包括PLC控制器201、溫度感應(yīng)器203和濕度感應(yīng)器202，所述的溫度感應(yīng)器203、濕度感應(yīng)器202分別與PLC控制器201相連，所述的溫度感應(yīng)器203和濕度感應(yīng)器202設(shè)置在所述的立式發(fā)酵塔I內(nèi)。
[0047]在實(shí)際應(yīng)用中，污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥里面含有大量的水分、有機(jī)物、重金屬離子等物質(zhì)，首先通過(guò)機(jī)械脫水設(shè)備5將污泥進(jìn)行初步脫水，使之含水率小于80% ;然后在攪拌混合設(shè)備6向其中加入調(diào)理劑和生物干化后的含水率為30%~50%的污泥，使之含水率達(dá)到70%以下，然后再加入接種菌種，繼續(xù)攪拌直至均勻。攪拌均勻后的污泥通過(guò)原料輸送機(jī)構(gòu)7將污泥送入布料器4,布料器4將污泥均勻的分布在第一層發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)。同時(shí)，啟動(dòng)立式發(fā)酵塔I和除濕熱泵機(jī)組3，除濕熱泵機(jī)組3將發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)的氣體加熱到45°C~60°C，使污泥內(nèi)的好氧細(xì)菌進(jìn)行發(fā)酵，好氧細(xì)菌在發(fā)酵的過(guò)程中除了產(chǎn)生水和二氧化碳外，還產(chǎn)生大量的熱，這部分熱量一部分用于使污泥中的液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水，另一部分用于對(duì)空氣進(jìn)一步加熱。當(dāng)溫度感應(yīng)器203、濕度感應(yīng)器感202應(yīng)到發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)的空氣溫度升高、濕度增加后，出風(fēng)口 1041將發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)的濕熱空氣抽至蒸發(fā)器301的殼層中，其中，還通過(guò)新風(fēng)補(bǔ)給設(shè)備305補(bǔ)充一定量的的新鮮空氣進(jìn)入到蒸發(fā)器301的殼層中，具體的新鮮空氣的補(bǔ)充量，根據(jù)測(cè)得的發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)的氧氣含量得到，控制發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的氧氣含量大于8% ;當(dāng)除濕熱泵機(jī)組需要`除濕的空氣量發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)增減制冷劑來(lái)控制除濕后的干熱空氣的溫度。通過(guò)蒸發(fā)器301的管程中為低溫低壓制冷劑，經(jīng)過(guò)換熱，高溫高濕的濕熱空氣變成低溫干燥的干冷空氣，其中的水蒸氣冷凝成為液態(tài)水在蒸發(fā)器301的殼層的排水口排出；經(jīng)過(guò)換熱，低溫制冷劑溫度升高，再經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)一步壓縮變成高溫高壓制冷劑，進(jìn)入冷凝器303的管程中；冷凝器303的殼層中為干冷空氣，經(jīng)過(guò)在冷凝器中進(jìn)一步換熱變成高溫的干熱空氣；同時(shí)經(jīng)過(guò)進(jìn)一步換熱，高溫高壓制冷劑的溫度降低，然后通過(guò)節(jié)流裝置304降壓，制冷劑變成低溫低壓的制冷劑，進(jìn)入蒸發(fā)器301的管程中，以此循環(huán)。經(jīng)過(guò)除濕熱泵機(jī)組3的除濕后，干熱空氣進(jìn)入到發(fā)酵倉(cāng)104中。通過(guò)通風(fēng)孔隙106進(jìn)入到上一層發(fā)酵倉(cāng)104中，在此過(guò)程中，污泥和熱空氣充分接觸，好氧細(xì)菌充分分解污泥中的有機(jī)物，產(chǎn)生濕熱空氣，一部分由出風(fēng)口 1041進(jìn)入除濕熱泵機(jī)組3中除濕，另一部分繼續(xù)進(jìn)入上一層發(fā)酵倉(cāng)104中，直至到達(dá)立式發(fā)酵塔I的頂部，通過(guò)除臭抽風(fēng)設(shè)備107從塔頂抽出處理后排放到大氣中。當(dāng)污泥在一層發(fā)酵倉(cāng)104發(fā)酵時(shí)間達(dá)到24~30小時(shí)后，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置105使翻板機(jī)構(gòu)103轉(zhuǎn)動(dòng)，該層發(fā)酵倉(cāng)104中的污泥進(jìn)入下一層發(fā)酵倉(cāng)104中。
[0048]如圖1和2所示，立式發(fā)酵塔上有多個(gè)出風(fēng)口 1041和多個(gè)進(jìn)風(fēng)口 1042，干熱空氣在立式發(fā)酵塔I中呈網(wǎng)狀擴(kuò)散的路徑，與傳統(tǒng)工藝所述的從下部進(jìn)入空氣的方式并不相同，這樣設(shè)計(jì)的好處在于:1、各發(fā)酵層均能得到充足的氧氣，2、氧化過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳和廢氣并不會(huì)在底部累積，隨著網(wǎng)狀路徑的擴(kuò)散，二氧化碳和其他氣體會(huì)從頂部抽走，保證好氧生物的生長(zhǎng)與繁殖，更為重要的是，整個(gè)塔內(nèi)形成上、左、右互通的空氣網(wǎng)，使塔內(nèi)空氣質(zhì)量穩(wěn)定，縮短干化時(shí)間，并且立式發(fā)酵塔I和除濕熱泵機(jī)組3結(jié)合后，相比于傳統(tǒng)的直接供入加熱空氣相比，本方案容易控制發(fā)酵倉(cāng)104內(nèi)的濕度、溫度和含氧量于特定的范圍內(nèi)使微生物處于一個(gè)良好的發(fā)酵環(huán)境中，這是傳統(tǒng)的工藝和設(shè)備所不能達(dá)到的。
[0049]通過(guò)上述方案，可以實(shí)現(xiàn)熱量的重復(fù)利用，通過(guò)除濕熱泵機(jī)組3回收熱量后，系統(tǒng)耗電量為傳統(tǒng)的電加熱的耗電量的1/3~1/4，比燃煤鍋爐節(jié)省1/2的能源；本方案干化后物料孔隙率比較合理，干燥質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)能保持干燥成品中的有機(jī)成分；不產(chǎn)生二次污染。生物干化耦合除濕熱泵在封閉循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行，在污泥干化過(guò)程中產(chǎn)生的及揮發(fā)物等有害氣體可能做到不外泄，對(duì)周圍環(huán)境活到最低的污染；由于塔頂設(shè)有除臭抽風(fēng)設(shè)備107，當(dāng)各層發(fā)酵倉(cāng)104的出風(fēng)口 1041和進(jìn)風(fēng)口 1042全部處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，借助發(fā)酵倉(cāng)104的作用使發(fā)酵倉(cāng)處于引網(wǎng)式自然通風(fēng)狀態(tài)，配合除濕熱泵機(jī)組3對(duì)濕熱空氣進(jìn)行干燥處理，以保證倉(cāng)內(nèi)微生物繁殖必需的氧氣/ 二氧化碳的比例，并且使該比例的氧氣/ 二氧化碳通過(guò)通風(fēng)孔隙106快速的進(jìn)入到污泥中的水中，提高好氧生物的活性，同時(shí)也通過(guò)通風(fēng)孔隙106帶走產(chǎn)生的生物熱量，并將繁殖后的好氧細(xì)菌生物通過(guò)氣體流動(dòng)進(jìn)入上一層起到進(jìn)一步接種的作用。
[0050]此外，本方案發(fā)酵周期短，處理效率高，無(wú)二次污染；當(dāng)物料與氣流逆向運(yùn)動(dòng)，物料經(jīng)各層翻板下落時(shí)，有物料接種、供氧與有機(jī)物速率，同時(shí)中間層熱氣上升對(duì)上層原料兼有預(yù)熱與接種作用。整個(gè)方案設(shè)備簡(jiǎn)單，維修容易。
[0051 ] 以上所述的僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡在本發(fā)明的精神和原則范圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本`發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝， 包括，污泥預(yù)處理步驟，所述的污泥預(yù)處理步驟包括以下子步驟: 子步驟1:對(duì)含水率大于80%的原料污泥進(jìn)行機(jī)械脫水處理，得到含水率小于80%的污泥，其中，所述的原料污泥中的有機(jī)質(zhì)占所述的原料污泥干重的重量百分比大于36% ； 子步驟2:在經(jīng)子步驟I中機(jī)械脫水處理后的污泥中添加調(diào)理劑和含水率為30%~50%的生物干化熟料污泥，混合后得到含水率為62%~70%的污泥。 其特征在于， 所述的污泥干化工藝通過(guò)一個(gè)立式發(fā)酵塔(I)和一個(gè)除濕熱泵機(jī)組(3)實(shí)施，所述的立式發(fā)酵塔(I)的頂部設(shè)有進(jìn)料口( 101 )，底部設(shè)有成品輸出機(jī)構(gòu)(102)，在所述的立式發(fā)酵塔(I)內(nèi)部由上至下設(shè)有若干層翻板結(jié)構(gòu)(103)形成的多層發(fā)酵倉(cāng)(104)，在所述的污泥預(yù)處理步驟之后還包括以下步驟: 步驟1:在含水率為62%~70%的污泥中加入接種菌種，并通過(guò)立式發(fā)酵塔(I)的頂部的入料口(101)送入發(fā)酵倉(cāng)(104)中； 步驟2:已加入接種菌種的污泥在發(fā)酵倉(cāng)(104)內(nèi)進(jìn)行3~10天的生物有氧發(fā)酵處理，控制所述的發(fā)酵倉(cāng)(104)的溫度為40~62°C，濕度為45%~55% ;其中，經(jīng)過(guò)生物有氧發(fā)酵處理后產(chǎn)生的濕熱空氣通過(guò)除濕熱泵機(jī)組(3)進(jìn)行除濕加熱后得到的干熱空氣循環(huán)至發(fā)酵倉(cāng)(104)內(nèi)； 步驟3:將步驟2中經(jīng)生物有氧發(fā)酵處理的生物干化熟料污泥從所述的立式發(fā)酵塔(I)內(nèi)運(yùn)出，所述的經(jīng)生物有氧發(fā)酵處`理的生物干化熟料污泥的含水率為30%~50%即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，其特征在于，所述的每一層翻板結(jié)構(gòu)(103)上設(shè)有通風(fēng)孔隙(106);所述的干熱空氣通過(guò)通風(fēng)孔隙(106)進(jìn)入上一層發(fā)酵倉(cāng)(104)； 所述的步驟2中，每一層發(fā)酵倉(cāng)(104)內(nèi)的污泥經(jīng)24~30小時(shí)發(fā)酵后，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)翻板結(jié)構(gòu)(103)將污泥送入下一層發(fā)酵倉(cāng)(104)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，其特征在于，所述的干熱空氣的溫度為38~68°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，其特征在于，所述的步驟2還包括:在除濕熱泵機(jī)組(3)的入口處補(bǔ)充新鮮空氣，所述的補(bǔ)入新鮮空氣的速度為4~12M3/小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，其特征在于，所述的每一層發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)(104)的污泥厚度為800~1400mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，其特征在于，所述的含水率為62%~70%的污泥:接種菌種的體積比為:100:2~9 ;所述的子步驟2中調(diào)理劑與生物干化熟料的重量百分比為:1:20~1000。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝，其特征在于，所述的入料口(101)處設(shè)有布料器(4)，所述的加入接種菌種的污泥通過(guò)布料器(4)均勻布置在發(fā)酵倉(cāng)(104)中； 所述的步驟2還包括:將塔頂?shù)臍怏w從塔頂抽出。
8.一種用于權(quán)利要求1或2所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化工藝的系統(tǒng)，包括立式發(fā)酵塔(I )、機(jī)械脫水設(shè)備(5)、攪拌混合設(shè)備(6)和原料輸送機(jī)構(gòu)(7)，所述的立式發(fā)酵塔(I)的頂部設(shè)有進(jìn)料口( 101 )，底部設(shè)有成品輸出機(jī)構(gòu)(102)，在所述的立式發(fā)酵塔(I)內(nèi)部由上至下設(shè)有若干層翻板結(jié)構(gòu)(103)形成的多層發(fā)酵倉(cāng)(104)，其特征在于，還包括由蒸發(fā)器(301)、壓縮機(jī)(302)、冷凝器(303)和節(jié)流裝置(304)首尾相連接組成的除濕熱泵機(jī)組(3)，在所述的發(fā)酵倉(cāng)(104)的一側(cè)設(shè)有與蒸發(fā)器(301)連通的出風(fēng)口(1041)，以及，在所述的發(fā)酵倉(cāng)(104)的另一側(cè)設(shè)有與所述冷凝器(303)連通的進(jìn)風(fēng)口(1042)以形成一個(gè)除濕回路，所述的機(jī)械脫水設(shè)備(5)用于將污泥脫水，所述的污泥依次經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水設(shè)備(5)、攪拌混合設(shè)備(6)和原料輸送機(jī)構(gòu)(7)后分布在發(fā)酵倉(cāng)(104)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化系統(tǒng)，其特征在于，所述的每一層翻板結(jié)構(gòu)(103)都連接有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(105);所述的每一翻板結(jié)構(gòu)(103)由多塊翻板(1031)并列組成并且在各翻板結(jié)構(gòu)(103)上均設(shè)有若干個(gè)通風(fēng)孔隙(106);所述的每一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(105)包括相互連接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸(1051)和電機(jī)(1052)，并且，所述的電機(jī)(1052)設(shè)置在所述的立式發(fā)酵塔(I)的外側(cè)，以及，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸(1051)設(shè)置在立式發(fā)酵塔(I)內(nèi)并與相應(yīng)的翻板結(jié)構(gòu)(103)的翻板(1031)連接；所述的立式發(fā)酵塔(I)的頂部還設(shè)有除臭抽風(fēng)設(shè)備(107)，所述的除臭抽風(fēng)設(shè)備(107)用于將塔頂?shù)臍怏w從塔頂抽出；所述冷凝器(303)的除濕回路入口還設(shè)有新風(fēng)補(bǔ)給設(shè)備(305)，所述的新風(fēng)補(bǔ)給設(shè)備(305 )與冷凝器(303 )連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物干化耦合除濕熱泵翻板塔式污泥干化系統(tǒng)，其特征在于，還包括布料器(4)、PLC控制器(201)、溫度感應(yīng)器(203)和濕度感應(yīng)器(202);所述的布料器(4)設(shè)在所述的進(jìn)料口 (101)處；所述的溫度感應(yīng)器(203)、濕度感應(yīng)器(202)分別與PLC控制器(201)相連，所述的溫度感應(yīng)器(203 )和濕度感應(yīng)器(202 )設(shè)置在所述的立式發(fā)酵塔(I)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】C02F11/12GK103864275SQ201410133777
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】竺勇, 竺悅 申請(qǐng)人:竺勇, 竺悅