專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污泥脫水技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種高含水率污泥的脫水方法和設(shè)備，特 別涉及到一種高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
污泥是城鎮(zhèn)污水處理的必然產(chǎn)物，含水率高達(dá)97%左右，其成分復(fù)雜，穩(wěn)定性差， 易發(fā)臭，必須進(jìn)行及時(shí)有效地處理。污泥中含有大量的有機(jī)成分，可轉(zhuǎn)化為資源加以利用 以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。通常濃縮后的污泥直接采用傳統(tǒng)的機(jī)械脫水方法，如壓濾脫水、真空 脫水、離心脫水、螺旋壓榨脫水進(jìn)行處理，脫水后污泥含水率通常為80%左右，含水率高，體 積大，穩(wěn)定性差，不能直接作為生物肥料或能源資源(如熱解制燃?xì)?、半焦固體等或直接燃 燒)實(shí)現(xiàn)資源化利用?，F(xiàn)有脫水方法不能有效降低脫水污泥含水率，其主要原因在于側(cè)重于考慮脫水過(guò) 程的外在因素，忽略了污泥與水分結(jié)合力的影響。實(shí)際上，污泥具有漿態(tài)物的特征，其同、液 混合狀態(tài)具有一定的穩(wěn)定性，施加極大的外加作用力(物理、化學(xué))時(shí)才能實(shí)現(xiàn)固液分離。 因此污泥脫水效率及脫水后含水率是由污泥中水分的特殊物理化學(xué)性質(zhì)決定的，改變或降 低污泥中水分的結(jié)合形式是降低污泥脫水后含水率的關(guān)鍵。因此，通過(guò)采用新的脫水設(shè)備 和方法，降低污泥顆粒與水分的結(jié)合力，實(shí)現(xiàn)污泥經(jīng)濟(jì)地脫水且脫水后污泥含水率大幅降 低是進(jìn)行污泥處理及資源化利用的關(guān)鍵。下面介紹的幾種污泥脫水方法正是基于這一原理 提出的。
公開(kāi)日期為2008年4月30日，公開(kāi)號(hào)為CN101168467A，申請(qǐng)?zhí)枮?00710061231. 3 的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種污泥脫水方法，提出將脫水污泥與不混溶于水的置換溶劑混合，經(jīng) 過(guò)停留分層后，將污泥與溶劑混合物進(jìn)行浙液溶劑脫除從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水。這種方法可降 低污泥脫水后含水率，改變污泥物理化學(xué)性質(zhì)，有利于污泥的焚燒利用。但有機(jī)溶劑的引入 使污泥不能用作生物肥料，且焚燒熱解過(guò)程中提高了尾氣的處理負(fù)荷，因此，具體應(yīng)用還存 在壁壘。
公開(kāi)日期為2007年4月18日，公開(kāi)號(hào)為CN1948192A，申請(qǐng)?zhí)枮?00610016350. 2 的發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種污泥脫水工藝及裝置，提出壓濾后污泥輔以超聲波調(diào)質(zhì)、壓力協(xié)同 電滲透脫水及吸附脫水，從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水工藝的交互進(jìn)行，這一工藝過(guò)程耦合多種脫水 方法，整條工藝設(shè)備復(fù)雜，難以操作。綜上，開(kāi)發(fā)一種工藝簡(jiǎn)單、脫水效率高的污泥脫水方法和設(shè)備，經(jīng)濟(jì)、快速的脫水 污泥中的水分，降低污泥含水率對(duì)污泥處理處置具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高含水率污泥的簡(jiǎn)潔高效的脫水處理方法 和設(shè)備，提高脫水效率，降低脫水后污泥含水率，為污泥處理和資源化利用提供途徑和方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用薄膜壓力熱脫水方法進(jìn)行高含水率污泥水分的脫除，通 過(guò)將熱能與機(jī)械壓力協(xié)同作用于薄層污泥，實(shí)現(xiàn)污泥水分的快速、高效脫除，降低污泥含水 率，以利于污泥焚燒、堆肥等后續(xù)處理。本發(fā)明污泥薄膜壓力熱脫水方法，是將經(jīng)過(guò)常規(guī)機(jī)械脫水(如壓濾脫水、離心脫 水等)后的污泥布成Imm IOmm的薄膜后，調(diào)節(jié)熱擠壓溫度和壓力進(jìn)行間壁熱擠壓脫水， 水分以液態(tài)形式析出分離，分離出液態(tài)水的污泥進(jìn)一步加以應(yīng)用。本發(fā)明污泥薄膜壓力熱脫水裝置，是將由覆膜裝置將布成厚度的污泥薄層放置于 過(guò)濾材料之上，過(guò)濾材料由剛性過(guò)濾材料支架支撐，然后在污泥側(cè)放置加壓加熱裝置。加熱 熱源可以采用廢熱蒸汽、煙氣余熱等，壓力由液壓裝置、重力加壓等施壓裝置施加，壓力、溫 度可以調(diào)節(jié)。通過(guò)控制壓力、溫度及過(guò)程時(shí)間，實(shí)現(xiàn)液態(tài)水的析出。析出的液態(tài)水沿壓出水 排出口排出。由于水是以液態(tài)形式分離，不存在水分汽化蒸發(fā)過(guò)程，無(wú)汽化能量消耗，熱效 率高，脫水效果明顯，單位質(zhì)量污泥脫水能耗降低，脫水后污泥含水率低。本發(fā)明的效果和益處是污泥以薄層形式加熱脫水，脫水過(guò)程中污泥固體濃度梯度小，水分遷移路徑短且 遷移阻力小，能量消耗低，能量利用率高。加熱加壓協(xié)同作用使在脫水過(guò)程中通過(guò)降低污泥 孔隙率，實(shí)現(xiàn)水分向脫水界面的有效遷移，且減少了結(jié)殼現(xiàn)象的產(chǎn)生，進(jìn)而降低了熱質(zhì)傳遞 阻力，實(shí)現(xiàn)了能量的有效利用。污泥脫水過(guò)程中采用無(wú)縫壓縮，處理過(guò)程中解決了常規(guī)設(shè)備容易出現(xiàn)的粘壁現(xiàn) 象，使整體脫水過(guò)程流暢可行。過(guò)程工藝流程簡(jiǎn)單，可行性高，不引入其它物質(zhì)，不影響污泥 進(jìn)一步的處理處置及資源化利用。


附圖1是高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水方法流程示意圖。圖中1脫水污泥；2布膜；3熱擠壓；4調(diào)溫調(diào)壓；5脫除水；6熱脫水后污泥。附圖2是高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖中7砝碼柱；8壓力砝碼；9加熱腔體；10支撐腔體；11污泥樣；12過(guò)濾材料； 13過(guò)濾材料支撐架；14壓出水排出口。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明方法和設(shè)備的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例1 高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水方法高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水方法過(guò)程包括機(jī)械脫水污泥1經(jīng)布膜2后，通過(guò) 經(jīng)調(diào)溫調(diào)壓4后的熱擠壓3過(guò)程，最后分離出脫除水5，得到處理后的熱脫水污泥6。實(shí)施例2 高含水率污泥薄膜壓力脫水設(shè)備高含水率污泥薄膜壓力脫水設(shè)備工作流程為在支撐腔體10上固定好過(guò)濾材料 如30目 60目的不銹鋼支撐架13，其上放置具有剛性的過(guò)濾材料12，如燒結(jié)金屬過(guò)濾材 料，過(guò)濾材料上面涂覆厚度IOmm以下的經(jīng)簡(jiǎn)單機(jī)械預(yù)處理的含水率80%左右的污泥樣11， 然后將外表面尺寸與支撐腔體10內(nèi)部尺寸緊密契合的加熱腔體9放置于污泥表面，加熱腔 體9加熱溫度可根據(jù)不同加熱方式采取不同方式調(diào)節(jié)，壓力通過(guò)置于砝碼柱7上的壓力砝碼8的數(shù)量調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò)濾材料12過(guò)濾后的壓出水經(jīng)壓出水排出口 14排出。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)一是采用薄層涂覆技術(shù)，降低污泥熱脫水過(guò)程的傳熱傳質(zhì)阻 力，減小污泥中水分遷移路徑及污泥層固體濃度梯度，提高傳熱效率，增加能量利用率。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)二是采用加熱平面擠壓薄層污泥，破壞包覆水的污泥顆粒的結(jié) 構(gòu)，改變阻止液態(tài)水分析出的胞外聚合物性質(zhì)，使液態(tài)水析出，改變了傳統(tǒng)方法使水分通過(guò) 汽化蒸發(fā)形式析出的高能量投入狀況。擠壓過(guò)程通過(guò)壓力作用，減少表層結(jié)殼厚度，降低過(guò) 程能耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脫水后污泥的含水率的降低。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)三在于通過(guò)過(guò)濾降低擠出水中的固體懸浮物量，減少了擠出水 的處理負(fù)擔(dān)，提高了脫水過(guò)程的固體回收率及過(guò)程脫水的效率。本發(fā)明提供了一種新的污泥脫水方法和設(shè)備，通過(guò)該技術(shù)方法和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)污泥 脫水效率的提高、及脫水后污泥含固率的提高，且工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，有利于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的 推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水方法，其特征在于將經(jīng)過(guò)常規(guī)機(jī)械脫水后的 污泥布成不超過(guò)IOmm的薄膜后，調(diào)節(jié)熱擠壓溫度和壓力進(jìn)行間壁熱擠壓脫水，水分以液態(tài) 形式析出分離，得到處理后的污泥。
2.一種高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水設(shè)備，其特征在于將由覆膜裝置布成的厚度 Imm IOmm的污泥薄層放置于過(guò)濾材料之上，過(guò)濾材料由剛性過(guò)濾材料支架支撐，在污泥 側(cè)放置加熱加壓裝置；加熱熱源可以采用廢熱蒸汽、煙氣余熱等，壓力由液壓裝置、重力加 壓等施壓裝置施加；通過(guò)控制壓力、溫度及熱擠壓脫水時(shí)間，控制處理后污泥的含水率，擠 出的水分經(jīng)由壓出水排出口排出。
全文摘要
一種高含水率污泥的薄膜壓力熱脫水方法和設(shè)備，屬于污泥脫水技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于將經(jīng)過(guò)常規(guī)機(jī)械脫水后的污泥布成1mm～10mm的薄膜后，調(diào)節(jié)熱擠壓溫度和壓力進(jìn)行間壁熱擠壓脫水，水分以液態(tài)形式析出分離，分離出液態(tài)水的污泥進(jìn)一步加以應(yīng)用。本發(fā)明的效果和益處是能量消耗低，能量利用率高。脫水過(guò)程中采用無(wú)縫壓縮，處理過(guò)程中解決了常規(guī)設(shè)備容易出現(xiàn)的粘壁現(xiàn)象，使整個(gè)脫水過(guò)程流暢可行。工藝流程簡(jiǎn)單，可行性高，不引入其他物質(zhì)，不影響污泥進(jìn)一步的處理處置及資源化利用。
文檔編號(hào)C02F11/12GK102108001SQ20091024880
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者李?lèi)?ài)民, 王偉云 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)