用于處理污泥的設備和方法
【技術領域】
[0001]在此披露的本發(fā)明涉及用于處理污泥的設備和方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]—般而言，污泥是在污水處理或水凈化過程中產(chǎn)生的沉積物，其被稱為廢品。由于凈水污泥含有不少于約80%的水分，因此這種污泥難以處理。
[0004]因此，迄今為止，使用如下的方法來處理污泥:通過厭氧處理使污泥穩(wěn)定，然后除濕并掩埋。然而，這種利用厭氧處理的處理方法很難處理隨著近來產(chǎn)業(yè)加速進展而增加的那些污泥，因此已經(jīng)進行了許多研究。
[0005]最近，出現(xiàn)這樣一種技術和污泥干燥設備，所述技術是通過將具有低含水量的熱空氣或冷空氣直接供給到存儲污泥的設備中來減少污泥的水分，和在所述污泥干燥設備中，通過將高溫熱量提供至污泥凈水設備中而使污泥處于高溫狀態(tài)，以便將該污泥中包含的水分蒸發(fā)而減小該污泥的重量和體積，由此降低該污泥的含水量。
[0006]然而，由于典型的污泥干燥設備通過采用加熱干燥法(旋轉(zhuǎn)窯、圓盤)藉由使污泥與具有約800°C或更高溫度的熱空氣接觸來減少污泥中包含的水分，因此相較于將污泥排到海里的處置，干燥污泥中水分的能源成本增加了兩倍或更多，而且，還應支付作為用于防止因諸如NOx之類廢氣所致空氣污染的后處理設施的裝置費用的高昂成本。
[0007]此外，在典型的污泥干燥設備中，無論如何增加污泥干燥設備的溫度以便增加在污泥的熱干燥處理過程中的傳熱率，但是由于外部的污泥首先吸收了所有的熱能來蒸發(fā)水分，故可能會發(fā)生傳熱阻擋，在該傳熱阻擋中，阻擋了進到污泥內(nèi)部的熱能供應，該熱能供應是水分蒸發(fā)所需的。隨著污泥因傳熱阻擋而相繼地從其表面被干燥，干燥污泥內(nèi)部所需的熱能供應被阻擋。
[0008]如此這般，相較于所供應的熱量，典型的污泥干燥設備會有干燥速率和干燥速度較低的局限性。
[0009]盡管污水污泥可被回收作為農(nóng)業(yè)有機原料，但是由于凈水污泥(waterpurificat1n sludge)的有機質(zhì)含量低于污水污泥，因此很難使用凈水污泥作為農(nóng)業(yè)有機原料，諸如肥料等等。為此，已進行了各種研究和嘗試，通過利用凈水污泥的主要無機成分是土壤分類中的類粘土且該凈水污泥的主要成分是無機成分的屬性，將凈水污泥應用于建筑土方材料或陶瓷材料或磚材料等。
[0010]由于凈水污泥含有較高含量的無機成分，因此凈水污泥在約100tC或更高的溫度下硬化成像金屬一樣。由于這個原因，在對凈水污泥執(zhí)行與典型的污水污泥處理工藝相同的工藝的情況下，在處理凈水污泥之后硬化的產(chǎn)品應經(jīng)由一單獨的粉碎工藝進行粉碎。此夕卜，凈水污泥的特征在于:具有比污水污泥少的異味且很容易降低含水量。
[0011]典型的污泥處理設備被設計和制造成用于處理所有的污水污泥和凈水污泥(或者凈水污泥)，而忽略了凈水污泥與污水污泥在水凈化方面的特性差異。因此，在對凈水污泥的處理中，由于增加了不必要的工藝，導致典型的污泥處理設備可能會增加成本并降低成本效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明提供了一種可利用低能量來減少污泥的污泥處理設備。
[0013]本發(fā)明還提供了一種用來對污泥的干燥進行優(yōu)化且同時減少污泥中的含水量的污泥處理設備，因而降低了能耗。
[0014]本發(fā)明還提供了一種可利用一定量的空氣的飽和水蒸汽來干燥污泥的污泥處理設備。
[0015]本發(fā)明的特征并不限于前述內(nèi)容，本領域技術人員從下面的描述中將清楚地理解未在本文中描述的其它特征。
[0016]本發(fā)明的實施方式提供了污泥處理設備，所述污泥處理設備包括:干燥單元，所述干燥單元用于干燥具有高含水量的凈水污泥；燃燒單元，所述燃燒單元用于燃燒在干燥單元中所干燥的凈水污泥；和傳輸單元，所述傳輸單元用于將凈水污泥從干燥單元傳輸至燃燒單元中，其中所述干燥單元包括:中空干燥槽，凈水污泥被裝填于所述中空干燥槽中，且所述中空干燥槽藉由干燥空氣來干燥凈水污泥；空氣供給構(gòu)件，所述空氣供給構(gòu)件加熱干燥空氣，以使干燥空氣的飽和蒸汽的量增加，以將該加熱的干燥空氣供應到干燥槽中；和控制單元，所述控制單元用于測量干燥槽的溫度、濕度和重量，以控制從空氣供給構(gòu)件供應到干燥槽中的加熱的干燥空氣的流率和溫度，從而對在干燥槽中藉由干燥空氣的蒸發(fā)進行優(yōu)化。
[0017]在一些實施方式中，所述干燥單元可進一步包括稱重傳感器(load cell)，所述稱重傳感器用于感測被裝填于干燥槽中的凈水污泥的重量變化，其中所述控制單元可從稱重傳感器所提供的凈水污泥的重量變化得到干燥曲線，以便根據(jù)干燥曲線的斜率來控制供應到干燥槽中的干燥空氣的流率和溫度。
[0018]在其它實施方式中，所述干燥單元可進一步包括污泥測量單元，所述污泥測量單元用于檢測被裝填于干燥槽中的凈水污泥的溫度和濕度，以將所檢測的溫度和濕度提供至所述控制單元，其中所述控制單元可控制空氣供給構(gòu)件，以便使凈水污泥維持在約90°C至約99 °C的溫度。
[0019]在另一些實施方式中，所述干燥單元可進一步包括:空氣供給管線測量單元，所述空氣供給管線測量單元用于檢測供應到干燥槽中的干燥空氣的溫度和濕度；和空氣排出管線測量單元，所述空氣排出管線測量單元用于檢測從干燥槽排出的干燥空氣的溫度和濕度，其中所述控制單元可將由空氣供給管線測量單元所檢測的干燥空氣的溫度和濕度與由空氣排出管線測量單元所檢測的干燥空氣的溫度和濕度進行比較，以計算從凈水污泥解吸的水分的量，從而控制所述空氣供給構(gòu)件。
[0020]在再一些實施方式中，所述污泥處理設備可進一步包括廢熱處理單元，所述廢熱處理單元通過利用燃燒單元的廢熱來維持干燥槽的溫度。
[0021]在還一些實施方式中，所述干燥槽可包括:裝填有凈水污泥的內(nèi)部容器；和圍繞所述內(nèi)部容器的外部容器，其中可在內(nèi)部容器與外部容器之間限定熱交換空間，從廢熱處理單元提供的廢熱被供應到所述熱交換空間中。
[0022]在進一步的實施方式中，所述燃燒單元可包括:燃燒腔室；圓柱形腔室，所述圓柱形腔室可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述燃燒腔室中，且其中設置有傳輸螺桿；和加熱器，所述加熱器安裝在所述燃燒腔室中鄰近于所述圓柱形腔室。
[0023]在本發(fā)明的其它實施方式中，污泥處理方法包括:對高含水量的凈水污泥進行干燥；和對所干燥的凈水污泥進行燃燒，其中，在凈水污泥的干燥中，將具有約100°c或更低溫度的干燥空氣供應到裝填有凈水污泥的干燥槽的內(nèi)部容器中，以利用干燥空氣通過蒸發(fā)而除去凈水污泥的水分。
[0024]在一些實施方式中，凈水污泥的干燥可進一步包括對在干燥槽中藉由干燥空氣的蒸發(fā)進行優(yōu)化。
[0025]在其它實施方式中，在對蒸發(fā)的優(yōu)化中，可測量裝填于干燥槽中的凈水污泥的重量變化，以得到凈水污泥的干燥曲線，并且可將預定干燥曲線的斜率與所得的干燥曲線的斜率進行比較，以控制供應到干燥槽中的干燥空氣的流率。
[0026]在另一些實施方式中，在凈水污泥的干燥中，當裝填于干燥槽中的凈水污泥具有低于預定溫度的溫度時，可利用在凈水污泥的燃燒中產(chǎn)生的廢熱來預熱干燥槽。
[0027]在再一些實施方式中，在凈水污泥的干燥中，凈水污泥可維持在約90°C至約99°C的溫度。
[0028]在還一些實施方式中，在凈水污泥的干燥中，可檢測供應到干燥槽中的干燥空氣的溫度和濕度以及從干燥槽排出的干燥空氣的溫度和濕度，并將二者進行比較以計算從凈水污泥解吸的水分的量，由此控制供應到干燥槽中的干燥空氣的流率。
[0029]附圖簡要說明
[0030]附圖被包括用來提供對本發(fā)明的進一步理解，且并入本申請文件及構(gòu)成本申請文件的一部分。附圖圖解了本發(fā)明的示例性實施方式，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的凈水污泥處理設備的視