[发明专利]污水淤泥脱水装置

说明书

本发明涉及污水淤泥，特别是城市污水工厂中沉积的淤泥的脱水方法及装置。

污水工厂中沉积的占有大量空间的、新的或是腐败的淤泥中所含固体物质小于10%，因此要利用或是除去此类淤泥时，首先必须将其脱水，采用机械脱水方法，例如吸滤池过滤法，淤泥中的含水量降低，其固体物质的含量约为30%，此时淤泥中的主要成分仍然还是水，这种脱水后的淤泥中通常仍散发出臭气。另一个通常采用的方法是使淤泥在干燥鼓中脱水，该方法是将加热到600℃的空气通到干燥鼓中使淤泥脱水。采用这种方法脱水后的淤泥，其固体成分大大增加而且没有一点臭味。但是，采用这种方法，淤泥中挥发性的有机污染物被排放到空气中，而且在此工艺的后一阶段，产生含污染物的液体冷凝物或废气。

因此，需要一种不会产生含污染物的废气或冷凝物的污水淤泥脱水方法和装置。

本发明的一个目的是提供一种污水淤泥的脱水方法，包括以下几个步骤：将污水淤泥放置于脱水室中;加热污水淤泥，使其中的水份转化成水蒸汽;将脱水室中的水蒸汽吸出到一冷凝器中，使水蒸汽冷凝得到热水和废气;将冷凝器中的废气吸出到一燃烧器中。

本发明的另一目的是提供污水淤泥的脱水装置，该装置包括一个带有一个进料口和一个出料口的脱水室;采用机械传输设备使污水淤泥从进料口输送到出料口;把多个带燃烧器的热辐射器边靠边地设置，每一个热辐射器带有多个热辐射面而且被安装在脱水室内，辐射面的辐射温度超过850℃，从而使污水淤泥中的水份受热变成水蒸汽，而其中所含大部分的有害的有机化合物则发生断裂;与脱水室连接的是一个冷凝器，采用一定的设备将水蒸汽从脱水室中吸出并送到冷凝器内冷凝，得到热水和废气;排气管道将其中未冷凝的废气送到热辐射器的燃烧室中，在燃烧室内废气被加热到温度超过1700℃，从而使其中所含的有害的二噁英类化合物（dioxins）发生裂解。

在所述的淤泥的热脱水过程中所产生的被污染的空气被送到燃烧区，从而将其中的污染物烧掉，而湿的污水淤泥，不管是新的还是腐败的则脱水形成固体含量超过95%的固体物质。从下面的描述中，可以看到本发明的新方法和新设备的其它的优点。

为满足以上所述的要求，本发明的脱水方法是按如下来设计的：燃料油或燃料气的燃烧可同时产生辐射热和热空气，辐射热作用于脱水室内机械传输的污水淤泥，与此同时，污水淤泥与所产生的热空气发生间接的热交换，然后将淤泥所产生的水蒸气从淤泥的上部空间吸出并将其冷凝。热辐射以及热空气同时向湿的污水淤泥传热的结果，使污水淤泥显著地脱水，其固体含量从小于10%到固体含量达到50%至90%之间。在此过程中，产生了大量的水蒸汽。淤泥在传输过程中放出的挥发性的有机污染物，例如碳氢化合物如二噁英类化合物，在蒸汽相中受热辐射的作用而发生裂解和断裂，裂解或断裂产物是完全无毒的，因此它们并不污染冷凝物-假若它们能和水蒸汽一起被冷凝的话。由于淤泥氧化分解是不可能的，因此产生的水蒸汽几乎是不含氧的，淤泥不与氧发生接触。

在本发明的工艺过程中，经第一步热辐射部分脱水后的淤泥，要再经过第二步且可能是多步干燥。干燥是采用机械方法传输淤泥并与热空气进行间接的热交换来实现的。从第二步以及随后进行的干燥步骤中产生的水蒸汽，用温热空气流将其带出并将其冷凝。在第一步中，只有水蒸汽被空气流带到冷凝器中，在随后的步骤中从淤泥产生的水蒸汽也用同样的方法将其带出，为此，第二步和随后的步骤中，经热交换后部分冷却下来的热空气被用作将这些步骤中产生的水蒸汽带出所需的温热的空气流。蒸气冷凝后剩余的空气流则可用作燃料油或燃料气燃烧时所需的空气，这样，空气流中所含有的任何污染物可以被烧掉。

本发明的工艺过程中，燃料油或燃料气燃烧时产生的温度为500℃到850℃的热空气与污水淤泥之间发生热交换，这种热交换必须是间接的以使得淤泥不与空气接触，而且一旦淤泥几乎完全干燥，不发生氧化分解。

在两个顺次的处理步骤中，污水淤泥的传输方向是相反的，而且一般是直线传输。脱水设备是分层设置的，淤泥在相邻的两层中的传输方向是相反的，因此其可以在一个相对较小的面积内进行脱水，脱水装置可以安置在一辆拖车上。