申請日2016.05.12
公開(公告)日2016.07.27
IPC分類號C02F11/12; C02F11/00
摘要
本發明公開了一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備，包括螺旋輸送機、污泥擠壓成型機、污泥預熱器和微波紅外耦合干化裝置;所述螺旋輸送機、污泥擠壓成型機、污泥預熱器和微波紅外耦合干化裝置依次通過管線相連;所述微波紅外耦合干化裝置包括微波紅外耦合干化機、第一引風機、第一換熱器、第二換熱器、熱泵、水循環泵和電加熱器，其中微波紅外耦合干化機、第一引風機、第一換熱器、第二換熱器、熱泵和電加熱器依次通過通風管道連接，電加熱器還通過通風管道連接至微波紅外耦合干化機。該系統充分利熱能對污泥進行循環干化，降低運行費用，同時為減少二次污染、降低爆炸風險，系統配備有尾氣收集凈化系統、易燃易爆氣體檢測探頭以及報警裝置。
權利要求書
1.一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備，其特征在于，包括螺旋輸送機、污泥擠壓成型機、污泥預熱器和微波紅外耦合干化裝置;所述螺旋輸送機、污泥擠壓成型機、污泥預熱器和微波紅外耦合干化裝置依次通過管線相連;所述微波紅外耦合干化裝置包括微波紅外耦合干化機、第一引風機、第一換熱器、第二換熱器、熱泵、水循環泵和電加熱器，其中微波紅外耦合干化機、第一引風機、第一換熱器、第二換熱器、熱泵和電加熱器依次通過通風管道連接，電加熱器還通過通風管道連接至微波紅外耦合干化機。
2.根據權利要求1所述的一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備，其特征在于，所述微波紅外耦合干化機包括多個平行設置的運輸機構，每個運輸機構均包括兩個傳送輪和一條濾帶，兩個傳送輪帶動濾帶定向循環運動，且相鄰兩個運輸機構的運動方向相反;在每條濾帶上方均交替分布著若干個紅外加熱器和微波加熱器。
3.根據權利要求1所述的一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備，其特征在于，所述微波紅外耦合干化機還包括均風機構，所述均風機構包括主通風管道和多個通風支管路，通風支管路上設有通風孔，所述通風支管路與運輸機構以平行交錯的方式設置。
4.根據權利要求1所述的一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備，其特征在于，第一換熱器通過高壓氣體管道與污泥預熱器中的第三換熱器連通，高壓氣體管道上設有壓縮機。
5.根據權利要求1-4所述的一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備，其特征在于，微波紅外耦合干化裝置為全封閉裝置，其頂部設有電磁閥和第二引風機，所述第二引風機連接廢氣凈化裝置;微波紅外耦合干化機內部還設有若干氣體檢測探頭。
6.利用權利要求1-5任一所述的污泥微波紅外耦合低溫干化設備進行污泥脫水干化的方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)、按照重量份數計，將含水率為80-85%的污泥螺旋輸送機輸送至污泥擠壓成型機進行成型，然后送入污泥預熱器中進行預熱處理;
(2)、經預熱后的污泥被集中送至微波紅外耦合干化裝置的污泥分布器，然后被均勻分布在微波紅外耦合干化機內最上部運輸機構的濾帶上，開啟循環水泵、電加熱器、熱泵和第一引風機，利用交替分布在濾帶上方的紅外加熱器和微波加熱器加熱微波紅外耦合干化機內的空氣，對污泥進行低溫干化處理，處理后的干泥從干化裝置底部排出，所述干泥的含水率為5-20%。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，微波紅外耦合干化機內的水蒸氣經過第一引風機排入第一換熱器中，在第一換熱器內側循環的制冷劑將熱量全部吸收，水蒸氣冷凝成水后經管道排出;吸收熱量后的制冷劑氣化后被壓縮機再次壓縮升溫，形成高溫高壓氣體，然后將高溫高壓氣體輸送至污泥預熱器內的換熱器中。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，當氣體檢測探頭檢測到微波紅外耦合干化機內易燃易爆氣體超過安全警戒濃度后，系統自動啟動第二引風機和相應的電磁閥，將紅外耦合干化裝置內的易燃易爆氣體排入廢氣凈化裝置中凈化后高空排放;當氣體檢測探頭檢測到易燃易爆氣體低于安全警戒濃度時，系統自動關閉引風機和電磁閥。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，氣體檢測探頭首先檢測t1時刻易燃易爆氣體的濃度C1，然后檢測t2時刻易燃易爆氣體的濃度C2，計算該氣體在此段時間的濃度變化速率，其中矯正系數k為1.125，若濃度變化速率大于4ml/(m3﹒s)，則繼續計算微波紅外耦合干化機內易燃易爆氣體的總體濃度變化值，若濃度變化值大于185ml/m3，則判定為超過警戒濃度，系統自動啟動第二引風機和相應的電磁閥。
10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，電加熱器加熱的溫度為60-90℃。
說明書
一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備
技術領域
本發明涉及污泥處理技術領域，尤其涉及一種污泥減量化設備與處理方法。
背景技術
工業、生活廢水經過凈化處理后產生大量的含水率99.7-97%的污泥，經常規的污泥脫水設備脫水后生成為含水率約為80-85%的污泥。根據調研結果顯示，廢水處理站及污水處理廠所產生的污泥有近90%沒有得到妥善的減量化與資源化處理。污泥的進一步干化是一種非�？尚械奈勰鄿p量化的方法，這類經預脫水后的污泥進一步干化又不產生二次廢氣污染，以及高效地降低能耗是環保領域中的一項技術難題。
目前市場上的污泥干化系統多為熱干化，利用蒸汽或導熱油對污泥加溫干化，存在能耗高、設備易磨損、腐蝕等問題，尤其是石化污泥，在干化過程中易燃易爆氣體的揮發，存在爆炸的風險;另外熱干化過程中槳葉對污泥不斷的翻動，容易產生粉塵，既污染環境，還可能發生粉塵爆炸，非常的不安全。
市場也有少量的低溫干化系統，利用熱泵吸收環境中的熱量對系統內的污泥進行循環干化，具有節能、少污染的優勢，但是環境的濕度、溫度對干化系統造成一定的影響，而且處理速度慢、設備龐大，無法滿足大量的污泥處理需求。
有鑒于此，特提出本發明。
發明內容
針對以上問題，本發明提供一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備以及污泥脫水干化方法，該系統集成微波加熱與紅外加熱結合、相互交替進行的加熱系統和耦合熱泵低溫干化裝置，充分利用系統內的能量對污泥進行循環干化，降低運行費用。
一種污泥微波紅外耦合低溫干化設備，包括螺旋輸送機、污泥擠壓成型機、污泥預熱器和微波紅外耦合干化裝置;所述螺旋輸送機、污泥擠壓成型機、污泥預熱器和微波紅外耦合干化裝置依次通過管線相連;所述微波紅外耦合干化裝置包括微波紅外耦合干化機、第一引風機、第一換熱器、第二換熱器、熱泵、水循環泵和電加熱器，其中微波紅外耦合干化機、第一引風機、第一換熱器、第二換熱器、熱泵和電加熱器依次通過通風管道連接，電加熱器還通過通風管道連接至微波紅外耦合干化機。
優選地，所述微波紅外耦合干化機包括多個平行設置的運輸機構，每個運輸機構均包括兩個傳送輪和一條濾帶，兩個傳送輪帶動濾帶定向循環運動，且相鄰兩個運輸機構的運動方向相反;在每條濾帶上方均交替分布著若干個紅外加熱器和微波加熱器。
優選地，所述微波紅外耦合干化機還包括均風機構，所述均風機構包括主通風管道和多個通風支管路，通風支管路上設有通風孔，所述通風支管路與運輸機構以平行交錯的方式設置。
優選地，第一換熱器通過高壓氣體管道與污泥預熱器中的第三換熱器連通，高壓氣體管道上設有壓縮機。
優選地，微波紅外耦合干化裝置為全封閉裝置，其頂部設有電磁閥和第二引風機，所述第二引風機連接廢氣凈化裝置;微波紅外耦合干化機內部還設有若干氣體檢測探頭。
利用上述污泥微波紅外耦合低溫干化設備進行污泥脫水干化的方法，包括如下步驟：
(1)、按照重量份數計，將含水率為80-85%的污泥螺旋輸送機輸送至污泥擠壓成型機進行成型，然后送入污泥預熱器中進行預熱處理;
(2)、經預熱后的污泥被集中送至微波紅外耦合干化裝置的污泥分布器，然后被均勻分布在微波紅外耦合干化機內最上部運輸機構的濾帶上，開啟循環水泵、電加熱器、熱泵和第一引風機，利用交替分布在濾帶上方的紅外加熱器和微波加熱器加熱微波紅外耦合干化機內的空氣，對污泥進行低溫干化處理，處理后的干泥從干化裝置底部排出，所述干泥的含水率為5-20%。
優選地，微波紅外耦合干化機內的水蒸氣經過第一引風機排入第一換熱器中，在第一換熱器內側循環的制冷劑將熱量全部吸收，水蒸氣冷凝成水后經管道排出;吸收熱量后的制冷劑氣化后被壓縮機再次壓縮升溫，形成高溫高壓氣體，然后將高溫高壓氣體輸送至污泥預熱器內的換熱器中。
優選地，當氣體檢測探頭檢測到微波紅外耦合干化機內易燃易爆氣體超過安全警戒濃度后，系統自動啟動第二引風機和相應的電磁閥，將紅外耦合干化裝置內的易燃易爆氣體排入廢氣凈化裝置中凈化后高空排放;當氣體檢測探頭檢測到易燃易爆氣體低于安全警戒濃度時，系統自動關閉引風機和電磁閥。
優選地，氣體檢測探頭首先檢測t1時刻易燃易爆氣體的濃度C1，然后檢測t2時刻易燃易爆氣體的濃度C2，計算該氣體在此段時間的濃度變化速率，其中矯正系數k為1.125，若濃度變化速率大于4ml/(m3﹒s)，則繼續計算微波紅外耦合干化機內易燃易爆氣體的總體濃度變化值，若濃度變化值大于185ml/m3，則判定為超過警戒濃度，系統自動啟動第二引風機和相應的電磁閥。
優選地，電加熱器加熱的溫度為60-90℃。
本發明提供的污泥微波紅外耦合低溫干化系統以及污泥脫水干化的方法具有以下有益效果：1)干化速度快，在同等處理能力的條件下，比常規熱干化節約40-70%，比熱泵低溫干化節約60-90%;2)占地面積小，在同等處理能力的條件下，是常規熱干化的1/3-1/2，是熱泵低溫干化的10%-30%;3)裝機功率低，在同等處理能力的條件下，裝機功率僅為熱干化的1/3-2/3，是熱泵低溫干化的40%-70%;4)熱量利用率高，系統外側采用保溫材料全密封結構，隔熱效果好;預熱采用熱泵循環系全部回用利用，所以系統熱利用率很高，大大降低能耗;5)安全穩定，運行溫度約60-90℃，系統外側和常溫一致，無熱干化的蒸汽、導熱油的高溫傷害;功率比熱泵低溫干化低，降低高壓電傷人風險;6)系統排出的干化污泥含水率低，僅為10-30%;不改變污泥性質，可根據需要自行控制干化污泥的含水率;7)濕污泥經干化系統處理后，分離出的干泥與冷凝水溫度均接近常溫，可避免燙傷，而且異味很小，操作環境得以改善;8)系統配備有尾氣收集凈化系統和易燃易爆氣體檢測探頭以及報警裝置，設定特定的報警程序，能有效減少二次污染、降低爆炸風險;9)不改變污泥性質，干化后的污泥可根據污泥的性質進行二次利用，如做燃料、肥料、建材等。
