[发明专利]潜热回收式多相变污泥干化方法与设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥干化方法与设备，尤其涉及一种潜热回收式多相变污泥干化方法与设备，特别适用于对城市污水处理厂剩余污泥进行无害化、减量化的处理。 

背景技术

目前，城市污水处理厂有超过90％采用活性污泥方法，伴随产生了大量剩余污泥。据统计，我国每年仅生活污水处理产生的污泥量就达上亿吨；此外，化工、造纸和制药等工业过程和江河湖泊疏浚等也会产生大量的污泥。通常剩余污泥具有高含水率(97％)，易腐化发臭，且含有病原菌、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质的特点，这些污泥如果不能得到及时、有效和稳定的处理，将带来极大的隐患。污泥的无害化处理已经成为城市科学发展过程中非解决不可的重大环保问题。 

目前，机械脱水污泥含水率在75-85％，污泥体积庞大，不利于污泥的后续运输和安全处置。污泥处理处置的方法(填埋、堆肥、成型烧结和焚烧)对污泥含水率都有一定的要求，因此，污泥干化环节是不可或缺的重要过程。污泥干化可以使污泥显著减容，性状大大改善，产品无臭、无病原体且具有多种用途，如作填埋、堆肥、成型烧结、替代能源等。污泥干化成为制约污泥无害化和资源化的关键问题。 

污泥热干化过程中经常发生粘壁现象，给污泥干化带来困难。经过对污泥干化过程中污泥含水率对污泥粘度及污泥热导率研究发现，污泥含水率在45％-60％时粘度较大，消耗较大的传输动力，且含水率低于50％热导率较低，不利于传热的进行。因此污泥干化应采取半干化进行，且干化后的污泥后续应用适应性强。 

污泥干化的方法有较多，如自然干化、太阳能干化和热力干化等。热力干化不仅速度快、节省占地、还可以根据后续处理需要灵活控制产品含水率。实现污泥热干化的设备目前主要有三种，即转窑式污泥干化机、流化床式污泥干化机、转盘式污泥干化机。转盘式干化机与另两种污泥干燥机相比具有设备结构紧凑，占地面积小，成本低。热量利用率高，传热均匀，传热效果好。污泥含水率适应性广，产品干燥均匀性高等特点而得到广泛的应用，是比较理想的污泥干化单机设备。但干化后的废蒸汽和尾气直接排入大气，造成污染和有价能量的浪费，不能实现污泥干化废蒸汽回收和尾气处理等处理功能。而且现有污泥干化技术中污泥干化过程产生的废蒸汽通常采用直接冷凝器冷凝后外排，能量没有进行回收和再利用，增加干化能耗。 

发明内容

本发明为了解决充分回收和利用污泥干化尾气的潜热，使污泥在干化处理过程中，实现在节能的前提下使污泥高效干化的技术问题，提供一种潜热回收式多相变污泥干化方法及实现该方法所使用的设备，即将低温蒸汽转盘干化机与污泥废蒸汽潜热回收热泵及尾气净化装置联合，通过工艺参数的控制，实现干化装置能量平衡，达到污泥干化成本降低、潜热回收再利用、尾气净化处理的目的，并为污泥的后续处理处置及资源化利用提供有利条件。 

具体实现步骤是： 

(1)将机械脱水污泥由进料装置送入转盘式污泥干化机7中； 

(2)采用由蒸汽发生装置产生的100℃-150℃之间的低温水蒸汽作为干化热源，在干化机内相变换热，对污泥进行干化； 

(3)通过干化机内的空心盘片上的导流片的转动使污泥翻转、搅拌，让污泥与筒体内壁和空心盘片相接触，不断更新受热面实现充分加热，使其所含的水分发生相变蒸发，污泥得到干化； 

(4)利用潜热回收热泵回收污泥干化尾气中蒸汽潜热，并将回收的热能，再经蒸汽发生装置产生的低温水蒸汽作为干化热源，利用于污泥干化，尾气蒸汽发生相变由蒸汽变成冷凝水； 

(5)利用生物过滤器对污泥干化尾气进行处理，实现干化过程无臭味排出。 

实现上述方法所使用的潜热回收式多相变污泥干化设备，它主要包括蒸汽发生装置、进料装置、转盘式污泥干化机、潜热回收热泵、冷凝器和尾气净化处理装置；所述转盘式污泥干化机的带夹套筒体上设有进料口与进料装置的出料口位置相应，在筒体底部设有出料口，进蒸汽口与筒体内的空心轴以及其上的空心盘片相通，所述空心盘片上设有污泥导流片；出蒸汽冷凝水管与外部的蒸汽潜热回收热泵的冷凝器换热介质侧的A端连接，污泥尾气出口经过压缩机与蒸汽潜热回收热泵的蒸发器换热介质侧的B端连接，蒸汽潜热回收热泵的C端、D端分别与蒸汽发生装置的进水口及冷凝器的入口相连接，冷凝器的出口与尾气净化处理装置的进口相连接；所述的蒸汽发生装置的蒸汽出口与污泥干化机的进汽管相连接。