本發(fā)明涉及污泥處理設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及污泥干化技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

城鎮(zhèn)生活污水處理后會產(chǎn)生大量污泥，這些污泥如果不能得到及時、有效和穩(wěn)定的處理，將為城市區(qū)域環(huán)境和人民生活的安全帶來極大的隱患。此外，造紙、化工、制革、印染等工業(yè)過程和江河湖泊疏浚等也會產(chǎn)生大量的污泥。

污泥的減量化、無害化已經(jīng)成為城市科學(xué)發(fā)展過程中必須解決的重大環(huán)保問題。污水處理廠產(chǎn)生的污泥經(jīng)脫水后含水率仍高達(dá)80％，體積、質(zhì)量較大，不利于后續(xù)處理處置。不論最終污泥采用何種處理處置方式，污泥水分的降低都十分重要。機(jī)械脫水處理技術(shù)只能去除污泥中的自由水，如需進(jìn)一步降低污泥的含水率則需采用熱干化的方式。

含水率較高的污泥呈現(xiàn)流體狀態(tài)，隨著其在干化過程中含水率的降低，塑性逐步顯現(xiàn)，并產(chǎn)生極大的粘性。現(xiàn)有的污泥干化機(jī)多采用間接傳熱的加熱方式，傳熱工質(zhì)的熱量經(jīng)熱壁間接傳遞給污泥。隨著干化的進(jìn)行，污泥含水率降低，體積減小，極易粘附在熱壁的表面，不利于污泥的均勻混合和蒸發(fā)表面的更新。污泥表面水分蒸發(fā)后將結(jié)殼，由于污泥殼的傳熱系數(shù)低，如果污泥殼不能被破碎，殼內(nèi)污泥向外傳熱的效率也隨之降低，導(dǎo)致干化機(jī)的綜合傳熱系數(shù)降低。同時，污泥內(nèi)水分通過污泥殼向外傳質(zhì)的速率也顯著降低，導(dǎo)致污泥干化速率降低，制約了污泥干化機(jī)的處理量。

目前常用的間接傳熱槳葉式污泥干化機(jī)，根據(jù)處理量設(shè)置兩根或四根攪拌轉(zhuǎn)軸，相鄰的攪拌轉(zhuǎn)軸逆向轉(zhuǎn)動。每根攪拌轉(zhuǎn)軸上設(shè)置若干個攪拌槳葉(圓盤)，槳葉設(shè)計為楔形雙葉，并垂直安裝于攪拌轉(zhuǎn)軸上。相鄰攪拌轉(zhuǎn)軸上的槳葉間隔分布，并相互齒合，以實現(xiàn)攪拌效果的強(qiáng)化。

目前，本領(lǐng)域中的技術(shù)研發(fā)人員，關(guān)注的焦點是怎樣提高污泥的干化效果及效率，如何降低干化后污泥的含水量，降低能耗等方面。

常用的圓盤干化機(jī)，利用蒸汽(一般180℃，0.8mp)采用熱傳遞方式，將濕污泥干化后，冷凝成90℃熱水。90℃的熱水無法進(jìn)行再利用，導(dǎo)致整個污泥干化系統(tǒng)的能源利用率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有污泥干化系統(tǒng)存在能源利用率低及針對圓盤式污泥干化設(shè)備，申請人經(jīng)過長時間研究，發(fā)現(xiàn)其還存在的致命缺點是，圓盤干化機(jī)內(nèi)屬于高溫(100-180℃)，高塵(污泥干化并旋轉(zhuǎn)推進(jìn)產(chǎn)生的粉塵，干污泥粉塵可燃)空氣環(huán)境，且處于摩擦狀態(tài)，存在爆炸的風(fēng)險較大，因此，本發(fā)明提供一種能源利用率高、安全性能高的基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下方案：

一種基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)，包括圓盤干化系統(tǒng)及壓濾干化系統(tǒng)，所述圓盤干化系統(tǒng)包括殼體，殼體中安裝有攪拌軸，攪拌軸上隔開安裝有圓盤片，殼體的頂部設(shè)有污泥進(jìn)口、蒸汽出口，底部設(shè)有干污泥出口，攪拌軸由一端的電機(jī)驅(qū)動，攪拌軸為空心結(jié)構(gòu)，其一端為熱蒸汽入口并插置有冷凝水導(dǎo)出管；所述壓濾干化系統(tǒng)包括壓濾系統(tǒng)、與所述壓濾系統(tǒng)連接的進(jìn)泥系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)、熱水循環(huán)系統(tǒng)及污泥輸出系統(tǒng)，所述進(jìn)泥系統(tǒng)與壓濾系統(tǒng)的進(jìn)泥端連接，污泥輸出系統(tǒng)與壓濾系統(tǒng)的出泥端連接，所述抽真空系統(tǒng)用于保持壓濾系統(tǒng)壓濾污泥時為負(fù)壓狀態(tài)，所述熱水循環(huán)系統(tǒng)與圓盤干化系統(tǒng)的蒸汽出口連接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述殼體包括安裝所述攪拌軸并與所述攪拌軸同軸的半圓筒及從所述半圓筒上側(cè)向上延伸而成的穹頂，所述殼體的截面結(jié)構(gòu)為：從所述穹頂?shù)捻敹酥了霭雸A筒的中心之間的間距為所述半圓筒半徑的1-2倍；所述穹頂?shù)捻敳垦刂鴶嚢栎S的軸向間隔安裝有多塊上隔板及下隔板，所述下隔板的上端與穹頂?shù)膬?nèi)頂面具有導(dǎo)塵間隙。

所述上隔板的頂端通過兩側(cè)的支撐塊與穹頂固連，所述下隔板的下端通過兩側(cè)的橫梁與穹頂固連。

所述上隔板的頂端與穹頂?shù)膬?nèi)頂面具有泄塵間隙，所述泄塵間隙的高度小于導(dǎo)塵間隙的高度。

所述泄塵間隙的高度為所述導(dǎo)塵間隙高度的1/6至1/3之間。

靠近所述泄塵間隙的穹頂?shù)膬?nèi)頂面固定安裝有擋塵板，所述擋塵板的高度大于所述泄塵間隙的高度。

所述擋塵板位于遠(yuǎn)離污泥進(jìn)口的一側(cè)。

所述穹頂?shù)慕孛鏋榘雸A形，其半徑與半圓筒的截面半徑相等。

所述殼體的一端的穹頂頂部設(shè)有污泥進(jìn)口，另一端的半圓筒底部設(shè)有干污泥出口，所述干污泥出口連接傾斜向上設(shè)置的螺旋輸送器。

從所述穹頂?shù)捻敹酥了霭雸A筒的中心之間的間距為半圓筒半徑的1.5倍。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明將圓盤干化系統(tǒng)與低溫壓濾干化系統(tǒng)巧妙結(jié)合，對圓盤干化系統(tǒng)使用后的水蒸氣進(jìn)行再利用，可大大節(jié)省污泥干化能耗，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的圓盤干化系統(tǒng)中，改變了傳統(tǒng)的圓筒狀殼體結(jié)構(gòu)，增設(shè)穹頂結(jié)構(gòu)，并采用隔板擋塵、泄壓的方式，可徹底避免爆炸，提高安全性；并且，隔板經(jīng)過巧妙設(shè)計，其擋塵效果好、防爆效果佳。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明中圓盤干化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本圓盤干化系統(tǒng)中殼體的端面圖。

圖中：100、圓盤干化系統(tǒng)；200、壓濾干化系統(tǒng)；201、壓濾系統(tǒng)；202、進(jìn)泥系統(tǒng)；203、抽真空系統(tǒng)；204、熱水循環(huán)系統(tǒng)；205、污泥輸出系統(tǒng)；1、殼體；10、半圓筒；11、穹頂；12、上隔板；13、下隔板；14、導(dǎo)塵間隙；15、支撐塊；16、橫梁；17、泄塵間隙；18、擋塵板；19、螺旋輸送器；2、攪拌軸；3、圓盤片；4、污泥進(jìn)口；5、蒸汽出口；6、干污泥出口；7、電機(jī)；8、熱蒸汽入口；9、冷凝水導(dǎo)出管。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本實施例的基于能量梯級利用的污泥干化系統(tǒng)，包括圓盤干化系統(tǒng)100及壓濾干化系統(tǒng)200，圓盤干化系統(tǒng)100包括殼體1，殼體1中安裝有攪拌軸2，攪拌軸2上隔開安裝有圓盤片3，殼體1的頂部設(shè)有污泥進(jìn)口4、蒸汽出口5，底部設(shè)有干污泥出口6，攪拌軸2由一端的電機(jī)7驅(qū)動，攪拌軸2為空心結(jié)構(gòu)，其一端為熱蒸汽入口8并插置有冷凝水導(dǎo)出管9；壓濾干化系統(tǒng)200包括壓濾系統(tǒng)201、與壓濾系統(tǒng)201連接的進(jìn)泥系統(tǒng)202、抽真空系統(tǒng)203、熱水循環(huán)系統(tǒng)204及污泥輸出系統(tǒng)205，進(jìn)泥系統(tǒng)202與壓濾系統(tǒng)201的進(jìn)泥端連接，污泥輸出系統(tǒng)205與壓濾系統(tǒng)201的出泥端連接，抽真空系統(tǒng)203用于保持壓濾系統(tǒng)201壓濾污泥時為負(fù)壓狀態(tài)，熱水循環(huán)系統(tǒng)204與圓盤干化系統(tǒng)的蒸汽出口5連接。

本發(fā)明中，由于壓濾干化系統(tǒng)200采用抽真空壓濾方式對污泥進(jìn)行壓濾干化，抽真空后，污泥中的水的沸點降低，故只需要90℃左右的熱水輸入至壓濾系統(tǒng)201即可；而圓盤干化系統(tǒng)100對污泥進(jìn)行干化后，從蒸汽出口5輸出的蒸汽的溫度恰好在90℃左右，故可直接用于壓濾干化系統(tǒng)200。本發(fā)明對圓盤干化系統(tǒng)100使用后的水蒸氣進(jìn)行再利用，可大大節(jié)省污泥干化能耗，節(jié)能環(huán)保。

如圖2、圖3所示，殼體1包括安裝攪拌軸2并與攪拌軸2同軸的半圓筒10及從半圓筒10上側(cè)向上延伸而成的穹頂11，殼體1的截面結(jié)構(gòu)為：從穹頂11的頂端至半圓筒10的中心之間的間距為半圓筒10半徑的1-2倍；穹頂11的頂部沿著攪拌軸2的軸向間隔安裝有多塊上隔板12及下隔板13，下隔板13的上端與穹頂11的內(nèi)頂面具有導(dǎo)塵間隙14。

本發(fā)明中，采用在原有筒體狀的干化機(jī)殼體的頂部，增高設(shè)置穹頂11并設(shè)置上隔板12及下隔板13，目的在于：由于申請人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的圓盤干化機(jī)工作時，筒體內(nèi)高溫高塵的環(huán)境，易出現(xiàn)爆炸的風(fēng)險，一旦爆炸后果不堪設(shè)想；經(jīng)試驗表明，當(dāng)降低殼體內(nèi)的氣壓時，并不影響污泥的干化效果；由于粉塵一般是集中在殼體的頂部，故整體來說，頂部粉塵密度較大，粉塵之間、粉塵與空氣之間的摩擦程度較大，導(dǎo)致溫度高、壓強(qiáng)較大。本發(fā)明增加穹頂11，一方面增大了了殼體頂部的空間，使得頂部集中的粉塵空間增大，采用擴(kuò)容的方式降壓，效果明顯；另一方面，通過設(shè)置高低的上隔板12及下隔板13，使得粉塵在相鄰隔板之間導(dǎo)向，堆積在隔板表面后，沿著隔板下降，從而降低粉塵之間的摩擦程度。

進(jìn)一步的，上隔板12的頂端通過兩側(cè)的支撐塊15與穹頂11固連，下隔板13的下端通過兩側(cè)的橫梁16與穹頂11固連。上隔板12的頂端與穹頂11的內(nèi)頂面具有泄塵間隙17，所述泄塵間隙17的高度小于導(dǎo)塵間隙14的高度。申請人在研發(fā)過程中巧妙的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)上隔板12與穹頂11的頂面形成封閉狀態(tài)時，由于堆積在上隔板12與穹頂11頂面之間的灰塵顆粒較多，特別是角落處更為密集，灰塵在此處一方面容易粘附形成塊，另一方面其摩擦程度還是較大，溫度較高，還是存在爆炸隱患。因此，申請人進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，只需將上隔板12與穹頂11的頂面之間隔開一段距離，形成泄塵間隙17，泄塵間隙17可完全解決上述問題，利用灰塵流通，起到局部降壓作用。降壓的同時不能影響擋塵效果，故泄塵間隙17的高度小于導(dǎo)塵間隙14，作為優(yōu)選，泄塵間隙17的高度為所述導(dǎo)塵間隙高度的1/6至1/3之間時，其效果好，如可以是1/5，1/4等。

進(jìn)一步的，為了布置于灰塵從泄塵間隙17穿過后，直接導(dǎo)入至后方空處，故在靠近所述泄塵間隙17的穹頂11的內(nèi)頂面固定安裝有擋塵板18，擋塵板18的高度大于所述泄塵間隙17的高度。在擋塵板18的阻擋下，保證泄壓后的灰塵碰撞擋塵板18，沿著板表面下滑；由于污泥從殼體1的一端進(jìn)入，另一端導(dǎo)出，故所述擋塵板18位于遠(yuǎn)離污泥進(jìn)口4的一側(cè)。

如圖1、圖2所示，殼體1的截面結(jié)構(gòu)為：從穹頂11的頂端至半圓筒10的中心之間的間距h為半圓筒10半徑r的1-2倍。對穹頂11的高度進(jìn)行限制，若穹頂太低，則減壓效果不佳，隔板的擋塵效果也隨之下降；若穹頂太高，則會大幅提升設(shè)備成本，且污泥進(jìn)口4與圓盤片3之間的距離太大，污泥進(jìn)入殼體1時，對圓盤片3的沖擊力大，導(dǎo)圓盤片3變形、磨損大，從而需要短周期更換，其維護(hù)成本高。試驗表面，當(dāng)從穹頂11的頂端至半圓筒10的中心之間的間距h為半圓筒10半徑r的1.5倍時，杜絕爆炸的同時，避免成本增加。

如圖1所示，穹頂11的截面為半圓形，其半徑與半圓筒10的截面半徑相等。殼體1的截面呈腰形對稱結(jié)構(gòu)，其使用壽命更長，制作工藝更簡單，成本更低。

本發(fā)明中，如圖1所示，殼體1的一端的穹頂11頂部設(shè)有污泥進(jìn)口4，另一端的半圓筒10底部設(shè)有干污泥出口6，干污泥出口6連接傾斜向上設(shè)置的螺旋輸送器19。傾斜向上的螺旋輸送器19的巧妙之處在于，能避免直接從殼體1底部的干污泥出口6輸出的污泥揚(yáng)塵，并且能利用螺旋輸送器19的輸出流量。

以上所舉實施例為本發(fā)明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部改動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。