專利名稱：將污泥處理為顆粒的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理污泥的處理方法，尤其涉及一種將來(lái)自城市污水廠的污水污泥處理為顆粒尺寸相等的顆粒的處理方法，該方法通過(guò)加熱污泥進(jìn)行預(yù)脫水，將預(yù)脫水材料形成為顆粒，之后干燥顆粒，所述材料預(yù)脫水為大于40％的干燥比例，并且在顆?；倪^(guò)程中經(jīng)過(guò)沖孔板饋送。
本發(fā)明還涉及一種執(zhí)行上述處理方法的處理工廠。
背景技術(shù)：
EP-B-781741公開(kāi)了一種前述類型的處理方法，其中，污水污泥在薄膜脫水器中進(jìn)行預(yù)脫水，從而具有40％到60％的干燥比例，隨后經(jīng)過(guò)制粒機(jī)的、以篩網(wǎng)形式布置的孔擠壓成大量的股，不再對(duì)所述制粒機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。通常將孔的寬度或直徑定在3到10mm之間，優(yōu)選5到6mm，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于相對(duì)較高的40到60％的干燥比例以及小于5mm的孔寬度，孔內(nèi)的流動(dòng)阻抗很高，因此制粒機(jī)的驅(qū)動(dòng)阻抗也很高。此外，由于擠壓位于孔間區(qū)域內(nèi)的泥糊(pasty)，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)非常高的驅(qū)動(dòng)阻抗。但是，在要生產(chǎn)的顆粒的顆粒尺寸小于5mm的情況下，已知的處理方法尤其不適于城市污水污泥的處理。在這種情況下，由于城市污水污泥中含有一定比例的毛發(fā)，在制粒機(jī)的沖孔板上形成類似氈板的阻擋層，防止污泥的進(jìn)一步傳送。
從DE928686可知一種用于制粒機(jī)的實(shí)施例，其能夠明顯地?cái)D壓材料，并且具有孔被毛發(fā)堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。
為了生產(chǎn)出顆粒尺寸小于5mm的小顆粒尺寸顆粒，所述顆粒例如是用作燃料或者草地肥料所需的，已知的處理方法需要在干燥顆粒之后粉碎顆粒，伴隨生成灰塵。由于不能得到均勻的顆粒尺寸，因此需要隨后對(duì)該材料進(jìn)行分類，隨著而來(lái)的是額外的設(shè)備成本，并且返回到制粒機(jī)上游的處理階段的較早階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種操作可靠的前述類型的處理方法，該方法適于處理包括纖維組分的污泥，例如來(lái)自城市污水系統(tǒng)的污泥，該方法能夠以相對(duì)有限的設(shè)備成本和較低的操作成本，生成高密度和高阻抗的極精細(xì)的顆粒，顆粒的顆粒尺寸小于5mm。
對(duì)于前述類型的處理方法，本發(fā)明通過(guò)以下途徑解決所述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)至少一個(gè)饋送元件經(jīng)過(guò)沖孔板的孔進(jìn)行饋送，該饋送元件在沖孔板的饋送側(cè)面上方行進(jìn)，并且和該沖孔板之間形成楔狀間隙，這樣，通過(guò)在楔狀間隙中的行進(jìn)運(yùn)動(dòng)，生成經(jīng)沖孔板進(jìn)行饋送的壓力，從孔中擠出的材料股被刀狀的分離裝置分開(kāi)，該分離裝置在沖孔板的排放側(cè)面上方行進(jìn)。


以下參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中圖1是用于執(zhí)行該處理方法的工廠的實(shí)施例的示意圖；圖2是圖1所示處理工廠的制粒機(jī)的徑向剖視圖；圖3是承載饋送元件的轉(zhuǎn)子的透視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的制粒機(jī)的透視圖，其中，該制粒機(jī)的部件部分地彼此分開(kāi)；圖5是圖3所示轉(zhuǎn)子的平面透視圖；圖6是制粒機(jī)外殼的透視圖；圖7是饋送元件和分離裝置之間的連接關(guān)系的示意圖，所述連接關(guān)系對(duì)應(yīng)于環(huán)形路徑上的所述布置的一種分布形式。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，處理工廠基本包括薄膜脫水機(jī)1、絲杠傳送件2、制粒機(jī)3、帶干燥器4和管系5，該管系用于傳送氣流，以便熱回收。
污泥通過(guò)例如圖中未示出的沖孔帶壓機(jī)進(jìn)行預(yù)增稠，從而具有18％到30％的干燥比例，然后通過(guò)連接件5將污泥供應(yīng)至薄膜脫水機(jī)1，并通過(guò)和驅(qū)動(dòng)裝置7相連的大面積饋送元件分配到脫水機(jī)的加熱鼓面6上。脫水所得的濕氣通過(guò)管線9以氣流的形式供應(yīng)給用作冷凝器的熱交換器10，并被收集在冷凝水箱11中。
經(jīng)過(guò)如上預(yù)脫水的污泥通過(guò)出口連接管12離開(kāi)薄膜脫水機(jī)1，所得到的泥糊稠度(pasty consistency)對(duì)應(yīng)于40％到75％的干燥比例，所述出口連接管12導(dǎo)向絲杠傳送件2，絲杠傳送件2將污泥傳送到制粒機(jī)3中。由于所述傳送，會(huì)在制粒機(jī)3中產(chǎn)生堆積，因此，在制粒機(jī)3中累積壓力。但是，制粒機(jī)3中壓力也可以是由于薄膜脫水機(jī)1的過(guò)壓操作而導(dǎo)致或額外產(chǎn)生的。根據(jù)本發(fā)明，由污泥形成并以具有均勻顆粒尺寸的形式離開(kāi)制粒機(jī)3的材料的顆粒尺寸明顯小于5mm，例如是3mm。
在材料滴落到帶干燥器4的第一帶3上之前，其向熱空氣流暴露，以便進(jìn)一步得到干燥，所述空氣流例如是通過(guò)管線14從帶干燥器4的干燥空氣流入管線25’分流而來(lái)的，并且該空氣流隨后和顆粒流一起進(jìn)入帶干燥器4。
帶干燥器4包括從上疊加的、可透過(guò)空氣的傳送帶13至17。可透過(guò)空氣傳送帶13至17的最下方一個(gè)17位于由分隔件18和未示出的鎖定件19分開(kāi)的冷卻區(qū)域20，經(jīng)管線21循環(huán)的冷卻空氣穿過(guò)該區(qū)域。
離開(kāi)帶干燥器4的產(chǎn)品的干燥比例大約是90％。其顆粒具有小至例如2mm的均勻尺寸，這樣，污水污泥干燥所得的產(chǎn)品具有新的使用途徑，例如，高爾夫球場(chǎng)的肥料或者氣動(dòng)饋送的燃料材料。該顆粒具有足夠的硬度，從而防止產(chǎn)生不希望的灰塵。
對(duì)于將在下文中詳細(xì)描述的制粒機(jī)，優(yōu)選地將污泥預(yù)脫水至具有相對(duì)較高的稠度，其干燥比例高達(dá)75％。其可以有限的能量消耗而達(dá)到，因?yàn)樘崛〉臒崮芎徒?jīng)過(guò)管線9的蒸汽一起通過(guò)熱交換器10供應(yīng)給帶干燥器4，其中，與在冷卻器26中冷卻的帶干燥器4的干燥氣流進(jìn)行熱交換。
用于在帶干燥器4的較熱靠上部分進(jìn)行干燥的空氣通過(guò)風(fēng)機(jī)24經(jīng)過(guò)管線25循環(huán)，其中，流經(jīng)冷卻器26和熱交換器20，用作來(lái)自薄膜脫水機(jī)1的空氣流的冷凝劑，以及加熱器27。通過(guò)風(fēng)機(jī)經(jīng)由空氣冷卻器29在管線21中循環(huán)冷卻氣流。
顆粒化的最佳干燥度有賴于材料的性質(zhì)，因此，應(yīng)針對(duì)不同的情況對(duì)其進(jìn)行確定。較高的干燥度對(duì)制粒機(jī)3的操作也有幫助，有助于切斷從制粒機(jī)出來(lái)的纖維或毛發(fā)。還有一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)即使在60到75％的很低的濕度下，仍然可以以2至4mm的孔寬度進(jìn)行制粒，而不會(huì)阻塞孔。這是因?yàn)橐苿?dòng)到楔形間隙61中的污泥的觸變特性(thixotropicbehavior)。
制粒機(jī)3具有鐘形外殼30，該外殼帶有側(cè)向定位的上入口連接部分31，用于接收從預(yù)脫水機(jī)1供應(yīng)的污泥。連接件32從外殼30的中部向上延伸，用以借助端部凸緣33和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置34相連，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置在圖1中概要示出，用于驅(qū)動(dòng)被外殼30包圍的轉(zhuǎn)子35并且通過(guò)兩個(gè)軸承37、38引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)軸36。
鐘形外殼30向下終止于凸緣40。在凸緣40和凸緣環(huán)41之間保持著環(huán)形沖孔板或盤42，其在下方封閉(bounds)污泥腔43，該污泥腔由鐘形轉(zhuǎn)子35限定出。沖孔板42的內(nèi)緣44被保持在一對(duì)凸緣45和45’之間。該對(duì)凸緣中的一個(gè)通過(guò)徑向?qū)虻闹С直?6和轂47(hub)相連，該轂通過(guò)徑向軸承48和48’支持在圍繞中心驅(qū)動(dòng)軸36的箍圈49上。但是，可以通過(guò)沖孔板42的抗撓剛性結(jié)構(gòu)省略對(duì)沖孔板的內(nèi)部支持，例如，通過(guò)其沿軸36的方向稍微向上呈現(xiàn)錐形。
在內(nèi)部限定出污泥腔43的轉(zhuǎn)子35在鐘形轂體60的周圍上帶有例如三個(gè)轉(zhuǎn)子刃狀饋送元件50、51和52，所述饋送元件的刀刃狀推進(jìn)邊緣53、54和55在彈簧機(jī)構(gòu)56的張力的作用下壓配在沖孔板42的饋送側(cè)面上，該彈簧機(jī)構(gòu)例如構(gòu)造成杯形彈簧。該推進(jìn)邊緣53-55在沖孔板42面向污泥腔43的表面的整個(gè)寬度上延伸，在沖孔板上設(shè)置孔62。轉(zhuǎn)子35的鐘形轂體60的下周邊緣57壓配在沖孔板42和凸緣45上，從而在內(nèi)部徑向密封污泥腔43。通過(guò)環(huán)形密封件58進(jìn)一步密封污泥腔43，該環(huán)形密封件58例如以填塞盒的形式圍繞圓柱形轂體部件59的周圍，轉(zhuǎn)子35的鐘形轂體60延伸到該圓柱形轂體部件59中。
由于轉(zhuǎn)子刃狀饋送元件50、51和52具有很小的螺旋上升角、尤其是在最狹窄的楔間隙區(qū)域附近，所以其和沖孔盤42的饋送側(cè)面形成銳角，這樣，它們和沖孔盤42一起形成楔形的狹窄饋送室61。污泥糊沿著由于饋送元件50、51和52與沖孔板42之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而逐漸變窄的間隙的方向移動(dòng)，并隨后受到足夠的壓力而經(jīng)過(guò)沖孔板42的相對(duì)較小的孔62。由于污泥的觸變特性，饋送室61中發(fā)生的攪拌運(yùn)動(dòng)可以改進(jìn)污泥的流動(dòng)特性，因此，盡管污泥具有對(duì)應(yīng)于60至70％的優(yōu)選干燥比例的、較高的污泥稠度，上述攪拌有助于經(jīng)過(guò)窄孔進(jìn)行饋送，并且這種饋送以相對(duì)較低的壓力梯度進(jìn)行。由于污泥的經(jīng)過(guò)徹底的預(yù)脫水而具有高達(dá)75％的干燥比例，穿過(guò)孔62的材料股63具有一定的強(qiáng)度，該強(qiáng)度有助于利用分離裝置64從沖孔板42的其成粒分離，包括切斷材料中包含的纖維。
所述至少一個(gè)分離裝置64以刮板刃的形式壓配在沖孔板42的傳送側(cè)面上，其在各種情況下通過(guò)分離臂65、66和67連接在轂體部件68上，該轂體部件68與驅(qū)動(dòng)軸36和圍繞軸36的箍圈49可移動(dòng)地驅(qū)動(dòng)配合。彈簧機(jī)構(gòu)56將刀狀分離裝置64彈性地壓靠在沖孔板42的傳送側(cè)面上，該彈簧機(jī)構(gòu)例如包括壓配到螺絲箍70上的杯形彈簧，該螺絲箍的螺紋和箍圈49配合。彈簧機(jī)構(gòu)56的力通過(guò)箍圈49和箍圈49的上凸緣69傳遞給轉(zhuǎn)子35的轂，這樣，沖孔板42在彈簧機(jī)構(gòu)56的張力作用下卡緊在轉(zhuǎn)子刃狀饋送元件50、51和52和分離裝置64之間。
為了防止經(jīng)過(guò)饋送元件50、51和52的污泥糊填充在污泥腔43中，在該污泥腔43固定隔板狀引導(dǎo)件72，其傾斜位置將流入的污泥偏轉(zhuǎn)到?jīng)_孔板42的方向上，以便污泥通過(guò)饋送元件50、51和52與沖孔板42之間的間隙空間61。
與所述實(shí)施例不同，以一種運(yùn)動(dòng)學(xué)相反的方式，將饋送元件以未示出的方式固定到制粒機(jī)3的外殼30上，而且代替地，可以將沖孔板42連接到驅(qū)動(dòng)軸36上。在這種情況下，仍然可以將分離裝置64牢固地連接在外殼30上。
還可以獨(dú)立于饋送元件通過(guò)驅(qū)動(dòng)分離裝置來(lái)切斷從沖孔板42饋送出來(lái)的顆粒股63，例如，其可以包括12個(gè)徑向布置的刀元件，其設(shè)置在公共的刀架上，并且通過(guò)定位在外部的提升裝置沿著沖孔板的周向在各情況下前后運(yùn)動(dòng)30。
權(quán)利要求
1.一種處理污泥的處理方法，該方法尤其適于將城市污水工廠的污水污泥處理成具有相同顆粒尺寸的顆粒，通過(guò)加熱污泥而進(jìn)行預(yù)脫水，從預(yù)脫水材料生產(chǎn)顆粒，并且之后對(duì)所生產(chǎn)的顆粒進(jìn)行干燥，所述材料經(jīng)預(yù)脫水而具有高于40％的干燥比例，然后在經(jīng)過(guò)沖孔板的孔進(jìn)行?；倪^(guò)程中饋送所述材料，其中，通過(guò)至少一個(gè)饋送元件(50、51、52)經(jīng)過(guò)沖孔板(42)的孔(62)進(jìn)行饋送，該饋送元件在沖孔板(42)的饋送側(cè)面上方行進(jìn)，并與其形成楔形間隙空間(61)，這樣，通過(guò)所述楔形間隙空間(61)中的行進(jìn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生經(jīng)過(guò)沖孔板(42)進(jìn)行饋送的壓力，從孔(62)擠壓出來(lái)的材料股(63)被刀狀分離裝置(64)切斷，該分離裝置在沖孔板(42)的釋放側(cè)面上方行進(jìn)。
2.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，將所述材料制成干燥比例為40至75％的顆粒。
3.如權(quán)利要求2所述的處理方法，其中，將所述材料制成干燥比例為60至70％的顆粒。
4.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，經(jīng)過(guò)沖孔板(42)的孔(62)進(jìn)行饋送時(shí)，該孔具有在2mm至4mm范圍內(nèi)的相同的孔寬度。
5.如權(quán)利要求4所述的處理方法，其中，所述材料股(63)被切割成具有2mm至4mm的長(zhǎng)度。
6.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，除了將所述材料供應(yīng)給所述至少一個(gè)饋送元件(50、51、52)的壓力之外，在所述楔形間隙空間(61)內(nèi)形成饋送壓力，這樣，在沖孔板(42)的饋送側(cè)面和釋放側(cè)面之間還存在壓力差，該壓力差加到所述供應(yīng)壓力上。
7.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，所述切斷的顆粒暴露給經(jīng)過(guò)導(dǎo)向到后干燥器(4)的下降路徑的加熱氣流。
8.一種用于執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的處理方法的處理工廠，包括具有入口導(dǎo)管(5)和出口導(dǎo)管(12)的預(yù)脫水機(jī)(1)；通過(guò)傳送件(12、2)和預(yù)脫水機(jī)(1)相連的制粒機(jī)(3)，該制粒機(jī)帶有位于其下方的后干燥器(4)，該制粒機(jī)具有至少一個(gè)被包圍在其外殼(30)中的饋送元件(50、51、52)以及設(shè)置有饋送側(cè)面和釋放側(cè)面的沖孔板(42)，其中，至少一個(gè)饋送元件(50、51、52)從以淺角(shallow angle)(60)壓配在沖孔板(42)的饋送側(cè)面上的推進(jìn)邊緣(53、54、55)延伸，從而，其和沖孔板(42)的表面一起形成生成饋送壓力的楔形間隙(61)，刮板刃狀分離裝置(64)壓配在沖孔板(42)的釋放側(cè)面上，以便分離從沖孔板(42)的顆粒股(63)，為了使饋送元件和沖孔板之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將驅(qū)動(dòng)裝置連接在兩者中的一個(gè)上。
9.如權(quán)利要求8所述的處理工廠，其中，至少一個(gè)饋送元件(50、51、52)以轉(zhuǎn)子刃狀的形式設(shè)置在轉(zhuǎn)子(35)的轂體(60)上，并且該饋送元件的徑向延伸推進(jìn)邊緣(53、54、55)壓配在環(huán)形沖孔板(42)上，該沖孔板以一定的距離圍繞轉(zhuǎn)子(35)的驅(qū)動(dòng)軸(36)，引導(dǎo)件(72)以擋板狀的形式固定地布置在圍繞轉(zhuǎn)子(35)的制粒機(jī)外殼(30)上。
10.如權(quán)利要求9所述的處理工廠，其中，至少一個(gè)壓配在沖孔板(42)的釋放側(cè)面上的刮刀狀分離裝置(64)和轂體部件(68)相連，該轂體部件和驅(qū)動(dòng)軸(36)驅(qū)動(dòng)相連。
11.如權(quán)利要求10所述的處理工廠，其中，帶有饋送元件(51、52、53)的轉(zhuǎn)子(35)的圓柱形轂體部件(59)和分離裝置(64)的轂體部件(68)可以克服圍繞驅(qū)動(dòng)軸(36)的彈簧機(jī)構(gòu)(56)的壓力沿著驅(qū)動(dòng)軸軸向移動(dòng)，這樣，饋送元件(50、51、52)和分離裝置(64)可以在所述彈簧機(jī)構(gòu)(56)的壓力作用下壓配在沖孔板(42)的兩側(cè)上。
12.如權(quán)利要求11所述的處理工廠，其中，轉(zhuǎn)子(35)的圓柱形轂體部件(59)和分離裝置(64)的轂體部件(68)通過(guò)公用的箍圈(49)支持，并且被夾持在該箍圈(49)的端部凸緣(69)和彈性機(jī)構(gòu)(56)之間。
13.如權(quán)利要求10所述的處理工廠，其中，刮刀刃狀的配合分離裝置(64)的切割邊緣相對(duì)饋送元件(50、51、52)的推進(jìn)邊緣(53、54、55)以推進(jìn)的方式運(yùn)動(dòng)，這樣，可以通過(guò)推進(jìn)距離的大小來(lái)確定通過(guò)切割而形成的顆粒的切割長(zhǎng)度。
14.如權(quán)利要求8所述的處理工廠，其中，推進(jìn)長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于小于5mm的切割長(zhǎng)度。
15.如權(quán)利要求8所述的處理工廠，其中，沖孔板(42)的孔(62)具有小于5mm的均勻?qū)挾取?br> 16.如權(quán)利要求8所述的處理工廠，其中，沖孔板(42)的孔(62)具有3mm的均勻?qū)挾取?br> 全文摘要
在處理糊狀材料時(shí)，將具有40％到75％的相對(duì)較高干燥比例的材料經(jīng)過(guò)制粒機(jī)的沖孔板(42)的孔(62)運(yùn)送，其中，饋送元件(50)和該沖孔板(42)一起形成楔形間隙空間(61)，該饋送元件的推進(jìn)邊緣(53)在沖孔板(42)的上方行進(jìn)。利用在沖孔板(42)的釋放側(cè)面上方行進(jìn)的刀狀分離裝置(64)切割從孔(62)中擠壓出來(lái)的材料股(63)。所以，能夠以相對(duì)較小的能量消耗從污泥中生產(chǎn)出尺寸非常小的顆粒，并且制粒機(jī)不會(huì)由于纖維的堆積而被堵塞，所述纖維例如是包含在污泥中的毛發(fā)。
文檔編號(hào)C02F11/00GK1733626SQ20041005658
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月11日
發(fā)明者彼得·克內(nèi)爾 申請(qǐng)人:伊諾普拉納環(huán)境技術(shù)股份公司