一種無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法與移動(dòng)式干化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法與移動(dòng)式干化裝置，利用微波的選擇性吸收特點(diǎn)，微波是干化主要手段而非輔助措施，并且本發(fā)明的方法不需針對(duì)特定種類的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高效除水，除水效率最優(yōu)可達(dá)1.6公斤水/kWh；簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的采用多種手段與微波技術(shù)結(jié)合進(jìn)行干化的方法，降低了生產(chǎn)成本，提高了效益；通過(guò)熱交換器的裝置的設(shè)置能夠有效的循環(huán)利用熱量，提高能量循環(huán)利用率；所設(shè)計(jì)的設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相比，體積較小，總體體積可以車載移動(dòng)，便于在任何地點(diǎn)對(duì)污泥進(jìn)行干化處理，方便靈活。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法與移動(dòng)式干化系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用微波實(shí)現(xiàn)已脫水無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的進(jìn)一步干化方法和移動(dòng) 式系統(tǒng)，屬于固廢減量化與資源化利用【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥是指污泥中水份含量超過(guò)90%，絕干污泥中固體中無(wú)機(jī)物含量大 于95%的污泥。降低污泥的含水率一般包括脫水和干化兩個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)脫水可將含水率大 于90%的污泥降低到含水率50%-65%，然后通過(guò)干化將污泥含水率進(jìn)一步降低到5%-35%。脫 水技術(shù)主要包括直接機(jī)械脫水、添加調(diào)理劑脫水、微波輔助脫水、電滲透脫水、超聲輔助脫 水和酶工程脫水等，相關(guān)研究與應(yīng)用技術(shù)眾多。
[0003] 目前的干化設(shè)備規(guī)模大、投資大，而且主要采用外熱源通過(guò)對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)換熱 等方式，由外而內(nèi)逐步減少污泥的含水率至要求水平。受制于傳統(tǒng)加熱能量利用效率低的 本質(zhì)，污泥干化能耗高居不下，只有達(dá)到一定規(guī)模后才可能達(dá)到能效和收支平衡，非絕大多 數(shù)污水處理廠可以承擔(dān)。所以，污泥干化在目前主要還是采取自脫水地運(yùn)輸?shù)礁苫氐姆?式。但是脫水處理后污泥仍含水50%_65%，每噸絕干污泥的運(yùn)輸成本高啟，而且運(yùn)輸過(guò)程中 滲濾的發(fā)生也會(huì)形成大范圍污染。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)CN 1762863A公開(kāi)了一種污泥干化、資源化工藝、CN 203033865 U公開(kāi) 了一種城市生活污水處理污泥微波誘導(dǎo)干化裝置，CN 203346241 U公開(kāi)了一種微波強(qiáng)化 太陽(yáng)能中水高溫雙源熱泵干化污泥系統(tǒng)，CN 101875530 A公開(kāi)了一種污泥熱干化方法與裝 置，都公開(kāi)了利用微波進(jìn)行干化處理，但是這里面微波的作用僅僅是利用常規(guī)的對(duì)微生物 細(xì)胞破壁，釋放其中束縛水，是輔助的手段。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)CN 102849905 B油污泥熱處理的實(shí)驗(yàn)方法，其所用微波反應(yīng)器僅2-3L， 是實(shí)驗(yàn)室研究用的設(shè)備，產(chǎn)業(yè)化水平比較低，無(wú)法考慮微波能利用的經(jīng)濟(jì)性。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)CN 102826729A公開(kāi)了一種油基鉆井液廢棄物電磁微波處理系統(tǒng)及方 法，其關(guān)鍵方法是利用光波輻射預(yù)熱至80度、電磁振蕩使物料升溫至150度并使水分全部 蒸發(fā)，微波的作用只是把水分蒸干后的含油物料中的油蒸發(fā)出來(lái)，其微波不是用于蒸發(fā)水。
[0007] 采用以上方式進(jìn)行干化處理，其最高溫度一般都低于200°C，干化能耗高、干化效 率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中干化方法需采用其他方式與微波方式結(jié)合 才能達(dá)到干化率要求，成本較高，且設(shè)備較龐大的問(wèn)題，而提出的一種單獨(dú)利用微波實(shí)現(xiàn)已 脫水無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的進(jìn)一步干化方法和移動(dòng)式干化裝置，滿足后續(xù)處理處置需求，具有 環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)利用的雙重效應(yīng)。
[0009] 2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是： 無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥移動(dòng)式干化系統(tǒng)，包括余熱利用裝置、微波干化裝置、防微波泄漏裝 置、廢氣收集凈化裝置、熱交換裝置、冷凝水收集裝置，余熱利用裝置出口處連接防微波泄 漏裝置，余熱利用裝置和防微波泄漏裝置分別與廢氣收集凈化裝置連通用于排廢氣；防微 波泄漏裝置安裝在微波干化裝置的入口和出口處；微波干化裝置與熱交換裝置入口處連 通，熱交換裝置的出口分別與余熱利用裝置和廢氣收集凈化裝置連通，微波干化裝置的熱 量通過(guò)熱交換裝置傳遞到余熱利用裝置，熱交換器裝置中的廢氣傳遞到廢氣收集凈化裝 置；熱交換裝置中的水蒸氣熱交換處設(shè)冷凝水收集裝置，收集熱交換器中的冷凝水。
[0010] 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，所述的余熱利用裝置前端入口處還設(shè)有污泥平整裝置。
[0011] 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，所述的污泥平整裝置的入口處還設(shè)有污泥分散及加載裝 置。
[0012] 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，所述的微波干化裝置的出口處設(shè)有破碎裝置。
[0013] 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，所述的物料破碎裝置的出口處設(shè)有干化物料收集裝置。
[0014] 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，所述的干化物料收集裝置與除塵裝置連通。
[0015] 無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法，具體的干化步驟為： (1) 選擇待干化的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥，固體中無(wú)機(jī)物含量大于95%，污泥含水率< 65% ; (2) 將待干化的污泥分散成與微波接觸的部分至少有一維尺度< 3X 1〇7所用微波頻 率，污泥料最小尺度為ImmX ImmX 1mm ; (3) 對(duì)待干化污泥進(jìn)行預(yù)處理； (4) 經(jīng)過(guò)預(yù)處理的待干化污泥通過(guò)微波干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化處理，微波功率設(shè)計(jì) 按除水效率1. 0-1. 6公斤水/kWh折算，微波頻率為2450MHz或915MHz，維持干化過(guò)程處于 負(fù)壓狀態(tài)； (5) 干化形成的水蒸汽經(jīng)熱交換獲得的熱量傳輸?shù)接酂崂醚b置用于污泥預(yù)熱； (6) 余熱利用裝置、防微波泄露裝置及熱交換裝置中的廢氣排放到廢氣收集凈化裝置， 熱交換裝置水蒸氣熱交換中的冷凝水由冷凝水收集裝置收集； 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，所述微波干化裝置微波的加載模式為連續(xù)式或脈沖式； 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，所述的步驟（4)中干化過(guò)程中除水效率低于1. 0公斤水/kWh， 需要通過(guò)物料破碎裝置對(duì)干化物料破碎； 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，干化過(guò)的物料經(jīng)過(guò)物料破碎裝置后輸送到干化污泥收集裝 置，在干化污泥收集裝置處通過(guò)除塵裝置除塵。
[0016] 本發(fā)明所采用的原理： 本發(fā)明并不是采用微波的破壁原理，加熱最高只能達(dá)到200°c，而本發(fā)明的方法依據(jù)是 物質(zhì)對(duì)微波的選擇性吸收特點(diǎn)，微波是干化主要手段而非輔助措施，其加熱溫度最高可達(dá) 1000°C，并且本發(fā)明的方法不需針對(duì)特定種類的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥。
[0017] 3、本發(fā)明的有益效果是： (1)本發(fā)明的通過(guò)微波的選擇性吸收原理，微波為主要技術(shù)，不需要其他輔助手段干 化污泥，即可實(shí)現(xiàn)高效除水，除水效率最優(yōu)可達(dá)1. 6公斤水/kWh，加熱溫度最高可以達(dá)到 1000°C，遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)手段只能達(dá)到200°C。
[0018] (2)本發(fā)明簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的采用多種手段與微波技術(shù)結(jié)合進(jìn)行干化的方法，降低了 生廣成本，提商了效益。
[0019] (3)本發(fā)明通過(guò)熱交換器的裝置的設(shè)置能夠有效的循環(huán)利用熱量，提高能量循環(huán) 利用率。
[0020] (4)本發(fā)明降低污泥干化能耗，又可實(shí)現(xiàn)干化與污染治理并舉，滿足環(huán)保要求。
[0021] (5)現(xiàn)有技術(shù)中由于采用的技術(shù)是多種手段相結(jié)合，設(shè)備龐大，干化處理效率低， 而本發(fā)明所采用的方法設(shè)計(jì)出的設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相比，體積較小，總體體積可以車載移動(dòng)， 便于在任何地點(diǎn)對(duì)污泥進(jìn)行干化處理，方便靈活。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本污泥移動(dòng)式干化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面對(duì)本發(fā)明一種無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法與移動(dòng)式裝置的工藝的具體實(shí)施 方式作詳細(xì)說(shuō)明。
[0024] 實(shí)施例1 : 無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥移動(dòng)式干化系統(tǒng)，包括污泥分散及加載裝置、污泥平整裝置、余熱利用 裝置、微波干化裝置、防微波泄漏裝置、廢氣收集凈化裝置、熱交換裝置、冷凝水收集裝置， 污泥分散及加載裝置的出口連接污泥平整裝置，污泥平整裝置的出口處連通余熱利用裝 置，余熱利用裝置出口處連接防微波泄漏裝置，余熱利用裝置和防微波泄漏裝置分別與廢 氣收集凈化裝置連通用于排廢氣；防微波泄漏裝置安裝在微波干化裝置的入口和出口處； 微波干化裝置與熱交換裝置入口處連通，熱交換裝置的出口分別與余熱利用裝置和廢氣收 集凈化裝置連通，微波干化裝置的熱量通過(guò)熱交換裝置傳遞到余熱利用裝置，熱交換器裝 置中的廢氣傳遞到廢氣收集凈化裝置；熱交換裝置中的水蒸氣熱交換處設(shè)冷凝水收集裝 置，收集熱交換器中的冷凝水，其中微波干化裝置中的微波頻率為2450MHz或915MHz。
[0025] 本發(fā)明通過(guò)物質(zhì)對(duì)微波的選擇性吸收的原理，能夠有效的對(duì)污泥進(jìn)行干化處理， 并且通過(guò)余熱利用裝置和熱交換裝置能夠?qū)崃窟M(jìn)行循環(huán)利用，產(chǎn)業(yè)化水平較高。
[0026] 干化過(guò)程中除水效率低于1. 0公斤水/kWh時(shí)，需要對(duì)干化的物料進(jìn)行破碎，所以 微波干化裝置的出口處設(shè)有破碎裝置，物料破碎裝置的出口處設(shè)有干化物料收集裝置，干 化物料收集裝置與除塵裝置連通。
[0027] 無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法，具體的干化步驟為： (1) 選擇待干化的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥，固體中無(wú)機(jī)物含量大于95%，污泥含水率< 65% ; (2) 將待干化的污泥分散成與微波接觸的部分至少有一維尺度< 3X 1〇7所用微波頻 率，污泥料最小尺度為ImmX ImmX 1mm ; (3) 對(duì)待干化污泥進(jìn)行預(yù)處理； (4) 經(jīng)過(guò)預(yù)處理的待干化污泥通過(guò)微波干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化處理，微波功率設(shè)計(jì) 按除水效率1. 0-1. 6公斤水/kWh折算，微波頻率為2450MHz或915MHz，維持干化過(guò)程處于 負(fù)壓狀態(tài)，所述微波干化裝置微波的加載模式為連續(xù)式或脈沖式； (5) 干化形成的水蒸汽經(jīng)熱交換獲得的熱量傳輸?shù)接酂崂醚b置用于污泥預(yù)熱； (6) 余熱利用裝置、防微波泄露裝置及熱交換裝置中的廢氣排放到廢氣收集凈化裝置， 熱交換裝置水蒸氣熱交換中的冷凝水由冷凝水收集裝置收集； (7) 干化過(guò)的物料經(jīng)過(guò)物料破碎裝置后輸送到干化污泥收集裝置，在干化污泥收集裝 置處通過(guò)除塵裝置除塵； 所述的步驟（4)中干化過(guò)程中除水效率低于1. 0公斤水/kWh，需要通過(guò)物料破碎裝置 對(duì)干化物料破碎。
[0028] 預(yù)先對(duì)無(wú)機(jī)物含量95%和待干化污泥的含水率進(jìn)行控制，并且通過(guò)微波的選擇性 吸收原理，可使干化的效果更好，干化溫度最高可達(dá)l〇〇〇°C，普通的加熱方法最高只能達(dá)到 200°C無(wú)法達(dá)到本發(fā)明的處理效果。
[0029] 實(shí)施例2 : 與實(shí)施例1不同的是，選用含水率為65%的自來(lái)水廠污泥，采用2450MHz微波源連續(xù)式 工作，污泥為厚12. 2厘米(近似等于3X 108/2450MHz)的餅狀，微波功率1. 0公斤水/電折 算，可干化至含水35%。
[0030] 實(shí)施例3 : 與實(shí)施例1不同的是，選用含水率為65%的電鍍污泥，采用915MHz微波源連續(xù)式工作， 污泥為厚32. 8厘米(近似等于3X108/915MHz)的餅狀，微波功率1. 2公斤水/電折算，可 干化至含水30%。
[0031] 實(shí)施例4: 與實(shí)施例1不同的是，選用含水率為63%的選礦污泥，采用2450MHz微波源連續(xù)式工 作，污泥為厚10厘米的餅狀，微波功率1. 5公斤水/電折算，可干化至含水23%。
[0032] 實(shí)施例5 : 與實(shí)施例1不同的是，選用含水率為50%的冶金污泥，采用915MHz微波源連續(xù)式工作， 污泥為厚10厘米的餅狀，微波功率1. 3公斤水/電折算，可干化至含水25%。
[0033] 實(shí)施例6 : 與實(shí)施例1不同的是，選用含水率為45%的電鍍污泥，采用2450MHz微波源脈沖式工 作，污泥顆粒平均粒徑1_，微波功率1. 4公斤水/電折算，可干化至含水6%。
[0034] 實(shí)施例7 : 與實(shí)施例1不同的是，選用含水率為65%的市政污泥，采用915MHz微波源脈沖式工作， 污泥顆粒平均粒徑20_，微波功率1. 6公斤水/電折算，可干化至含水12%。
[0035] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥移動(dòng)式干化系統(tǒng)，其特征在于：包括余熱利用裝置、微波干化 裝置、防微波泄漏裝置、廢氣收集凈化裝置、熱交換裝置、冷凝水收集裝置，余熱利用裝置出 口處連接防微波泄漏裝置，余熱利用裝置和防微波泄漏裝置分別與廢氣收集凈化裝置連通 用于排廢氣；防微波泄漏裝置安裝在微波干化裝置的入口和出口處；微波干化裝置與熱交 換裝置入口處連通，熱交換裝置的出口分別與余熱利用裝置和廢氣收集凈化裝置連通，微 波干化裝置的熱量通過(guò)熱交換裝置傳遞到余熱利用裝置，熱交換器裝置中的廢氣傳遞到廢 氣收集凈化裝置；熱交換裝置中的水蒸氣熱交換處設(shè)冷凝水收集裝置，收集熱交換器中的 冷凝水，其中微波干化裝置中的微波頻率為2450MHz或915MHz。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥移動(dòng)式干化系統(tǒng)，其特征在于：所述的余熱 利用裝置前端入口處還設(shè)有污泥平整裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥移動(dòng)式干化系統(tǒng)，其特征在于：所述的污泥 平整裝置的入口處還設(shè)有污泥分散及加載裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥移動(dòng)式干化系統(tǒng)，其特征在于：所述的微波 干化裝置的出口處設(shè)有破碎裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥移動(dòng)式干化系統(tǒng)，其特征在于：所述的物料 破碎裝置的出口處設(shè)有干化物料收集裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥移動(dòng)式干化系統(tǒng)，其特征在于：所述的干化 物料收集裝置與除塵裝置連通。
7. -種如權(quán)利要求1-6任一所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法，其特征在于具體的干 化步驟為： (1) 選擇待干化的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥，固體中無(wú)機(jī)物含量大于95%，污泥含水率< 65% ; (2) 將待干化的污泥分散成與微波接觸的部分至少有一維尺度< 3X 1〇7所用微波頻 率，污泥料最小尺度為ImmX ImmX 1mm ; (3) 對(duì)待干化污泥進(jìn)行預(yù)處理； (4) 經(jīng)過(guò)預(yù)處理的待干化污泥通過(guò)微波干化裝置對(duì)污泥進(jìn)行干化處理，微波功率設(shè)計(jì) 按除水效率1. 0-1. 6公斤水/kWh折算，微波頻率為2450MHz或915MHz，維持干化過(guò)程處于 負(fù)壓狀態(tài)； (5) 干化形成的水蒸汽經(jīng)熱交換獲得的熱量傳輸?shù)接酂崂醚b置用于污泥預(yù)熱； (6) 余熱利用裝置、防微波泄露裝置及熱交換裝置中的廢氣排放到廢氣收集凈化裝置， 熱交換裝置水蒸氣熱交換中的冷凝水由冷凝水收集裝置收集。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法，其特征在于：所述微波干化裝 置微波的加載模式為連續(xù)式或脈沖式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法，其特征在于：所述的步驟（4) 中干化過(guò)程中除水效率低于1. 0公斤水/kWh，需要通過(guò)物料破碎裝置對(duì)干化物料破碎。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)機(jī)物細(xì)粒污泥的干化方法，其特征在于：干化過(guò)的物料經(jīng) 過(guò)物料破碎裝置后輸送到干化污泥收集裝置，在干化污泥收集裝置處通過(guò)除塵裝置除塵。
【文檔編號(hào)】C02F11/12GK104150739SQ201410391353
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】喬秀臣 申請(qǐng)人:華東理工常熟研究院有限公司