專利名稱：一種有機含水物料的脫水干燥方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有機含水物料的脫水干燥方法，屬于固體廢棄物處理領域，尤其是有機污水處理過程產生的污泥的脫水干燥。
背景技術：
有機含水物料如有機污水處理廠污泥的脫水干燥是污泥處理過程中的重要環(huán)節(jié)。 目前傳統的物料脫水干燥方法主要采用熱干燥法，而熱干燥方法耗能多，導致處理成本大幅增加。電滲透脫水作為高效的高干脫水方法因其所具有的獨特的優(yōu)勢受到關注。申請人開發(fā)了一種陽極板垂直方向升降，含水物料水平方向移動的電滲透脫水裝置，該裝置克服了諸多工程難題，脫水過程效率高、能耗低且設備占地面積小、運行穩(wěn)定。該裝置可以將有機污水處理廠產生的污泥脫水至50%以下。
然而，實驗數據顯示，特別是對于有機污水處理廠產生的污泥來說，電滲透脫水過程效率最高的脫水階段是將含水率80 %左右的污泥脫水至65-70 %，且該段的單位脫水能耗低。但是，在實際應用中往往又要求污泥含水率達到50%以下，而在含水率從65%降到 50%以下的含水率段的電滲透脫水效率大幅下降，致使處理成本大幅升高。另一方面，在電滲透污泥脫水的過程中，發(fā)現污泥經電滲透脫水后，不僅物理性狀發(fā)生了很大變化，而且污泥的可生化性大幅改善，用微生物分解的處理速度大幅提高。所以，如果將經帶式壓濾機或離心機等脫水到80%左右的污泥，經電滲透脫水后，用微生物分解有機質產生熱量，則可以低成本地將污泥含水率降低到40%以下。因此，如果能夠利用電滲透脫水在高效脫水段脫水和提高污泥可生化性、再用生物好氧干化則可以實現整個脫水過程高效、低成本的運行。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種有機含水物料的脫水干燥方法，通過電滲透脫水與生物好氧處理對有機含水物料進行脫水干燥。與其它干燥方法相比，本方法具有效率高、能耗低、成本低，且不產生二次環(huán)境污染等特點。
本發(fā)明是采用如下技術方案實現的有機含水物料首先通過電滲透脫水裝置脫水至一定的含水率，然后利用生物好氧處理，進一步降低含水率。該工藝至少由以下工序組成
(1)通過電滲透方法對含水物料進行脫水的電滲透脫水工序；
(2)對經電滲透脫水后的含水物料進行生物好氧處理，使其含水率進一步降低的生物好氧干化工序。
實現含水物料脫水干燥方法的裝置，至少由含水物料的電滲透脫水機和生物好氧干化槽組成，電滲透脫水機的物料出口側與生物好氧干化槽的物料入口側相連接。即由電滲透得到的物料送入生物好氧干化槽，進一步干化脫水處理。
所述的含水物料的脫水干燥方法是經生物好氧處理后的物料再經過通入大量空氣的工序，使其物料中的水分快速移出，同時使物料降溫，其物料的溫度下降速度大于1攝氏度/分鐘。
所述的含水物料的脫水干燥方法是經電滲透脫水的物料經過通入空氣，使其水分移出的工序之后再送入所述的生物好氧干化工序進行生物干化。含水物料，特別是生物污泥經電滲透脫水后結構發(fā)生變化，水分極易揮發(fā)，所以，在電滲透脫水后，通過強制與空氣接觸，能夠快速將污泥中的水分達到進一步的蒸發(fā)，降低物料的含水率。
所述的有機含水物料的脫水干燥方法是在電滲透脫水工序中向物料施加壓力的壓縮空氣釋放到空氣緩沖罐，再利用該緩沖罐的空氣對生物好氧干化槽供應氧氣。這樣可以達到階梯利用空氣，達到節(jié)能的目的。
實現物料脫水過程中水分快速移出的裝置，其特征在于至少由物料進口、物料出口、空氣進口、空氣出口、傾斜的帶有孔的物料托盤、托盤振動機構和外殼組成。物料在物料托盤上不斷振動，并與空氣接觸，且不斷更新物料與空氣的接觸面，從而提高了水分的蒸發(fā)速度。同時物料在傾斜的托盤上隨著振動不斷向前移動，實現物料的排出。
對于有機廢水的生物處理所產生的污泥的脫水干燥是首先通過電滲透脫水到含水率65% -70%后，再通過生物好氧處理將其含水率降到45%以下。這樣既能實現高含水率段的高效率電滲透脫水，又能達到低含水率段生物的高效率好氧干化，實現整體工藝的高效低成本。
所述的有機含水物料的脫水干燥過程中，所述生物好氧干化工序中的物料停留時間小于48小時。由于經過電滲透脫水，物料的含水率大幅下降，且可生化性大幅提高，所以，不添加所進行脫水的物料以外的任何其他物料的條件下，在48小時之內就可將含水率由65 % -70 %，通過生物好氧處理將其降到45 %以下。當然，生物好氧干化是依靠好氧微生物分解有機質產生熱量的，所以，為了加快生物反應，需要進行微生物接種，表現在工程操作上就是將生物脫水中后期的物料返回到生物干化設備進口處，與進口原料混合后進入生物好氧干化設備，如同在堆肥等固態(tài)發(fā)酵工程中的返料。在實際工程中，如有其他物料也需要干化，則與電滲透后的物料混合后進行生物好氧處理也是可行的。
本發(fā)明的有益效果是，利用電滲透脫水與生物好氧處理對有機含水物料進行脫水干燥，實現了有機含水物料的高效、低成本干燥。與其它干燥方法相比，本方法具有效率高、 能耗低、成本低，且不產生二次環(huán)境污染等特點。


圖1 有機含水物料的脫水干燥系統
1.電滲透脫水機物料進口 2.電滲透脫水機3.電滲透脫水物料出口 4.生物好氧干化槽5.空氣壓縮機6.電滲透脫水機壓縮空氣入口 7.電滲透脫水機壓縮空氣出口 8.空氣緩沖罐9.生物好氧干化槽供氧入口 10.生物好氧干化設備物料出口 11.末端水分移出裝置12.機殼13.帶孔的物料托盤14.托盤振動機構15.干燥后物料出口 16.空氣進口 17.空氣出口具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明
實施例1
本實施例是市政污水處理廠污泥脫水干燥的實施例。如圖1所示的有機含水物料的脫水干燥系統，污泥經電滲透脫水機入口 1進入電滲透脫水機2，污泥在電場和壓力的作用下進行脫水，其中電滲透脫水機的加壓是通過空氣壓縮機5從電滲透脫水機壓縮空氣入口 6向電滲透脫水機的氣囊(圖中未標出)充入壓縮空氣實現的。電滲透脫水完成后，污泥含水率降至65 %，氣囊中的空氣通過電滲透脫水機壓縮空氣出口 7排出，進入空氣緩沖罐8，污泥通過電滲透脫水物料出口 3進入生物好氧干化槽4進行生物好氧干化，生物好氧干化過程消耗的氧氣通過空氣緩沖罐8中的空氣由生物好氧干化槽供氧入口 9進入。生物好氧干化完成后的污泥經生物好氧干化槽物料出口 10進入末端水分移出裝置11，水分移出通過空氣吹脫完成，空氣由空氣進口 16進入末端水分移出裝置，由空氣出口 17排出，污泥通過帶孔的物料托盤13進行輸送，托盤通過托盤振動機構14產生振動，不斷更新污泥與物料的接觸面，同時污泥的溫度也快速下降，其降溫速率為2.0°C /分鐘，干燥后的污泥含水率在40%，由干燥后物料出口 15排出。生物好氧干化槽出口的污泥返回到該生物好氧干化槽的進口處，與進入該生物干化槽的污泥混合后進入該生物干化槽(圖中未標示生物好氧干化槽出口污泥向該干化槽進口處的返料過程)。污泥在生物好氧干化槽中的停留時間為36小時。
實施例2
本實施例是生物醫(yī)藥污水廠污泥脫水干化的實施例，離心脫水后的含水率85%的污泥經電滲透脫水后含水率降到70%，該含水率70%的污泥利用空氣緩沖罐中的空氣進行水分吹脫(吹脫裝置與圖1所示的末端水分移出裝置相同，附圖中未標示)后含水率降至67%，然后進入生物好氧干化槽和末端水分移出裝置，在末端水分移出裝置中污泥的降溫速率為1. 5/分鐘，干燥后的污泥含水率在40%，由干燥后物料出口排出。污泥在生物好氧干化槽中的停留時間為30小時。
實施例3
本實施例與實施例1基本相同，所不同的是電滲透脫水設備將污泥脫水至68%后直接進入生物好氧干化槽，經生物好氧干化后的污泥含水率降到42%，由干燥后物料出口排出。污泥在生物好氧干化槽中的停留時間為46小時。
實施例4
本實施例與實施例3基本相同，所不同的是電滲透脫水設備將污泥脫水至68% 后直接進入生物好氧干化槽和末端水分移出裝置，在水分移出裝置中污泥的降溫速率為 1. 7°C /分鐘，干燥后的污泥含水率在43%，由干燥后物料出口排出。
實施例5
本實施例所處理對象為醬油殘渣，處理工藝與實施例3基本相同，所不同的是所用電滲透脫水設備將殘渣電滲透脫水至68%后直接進入生物好氧干化槽和末端水分移出裝置，在水分移出裝置中殘渣的降溫速率為1.5°C /分鐘，干燥后的殘渣含水率在43%，由干燥后物料出口排出。生物好氧干化槽出口的殘渣返回到該生物好氧干化槽的進口處，與進入該生物干化槽的殘渣混合后進入該生物干化槽(圖中未標示生物好氧干化槽出口殘渣向該干化槽進口處的返料過程)。
實施例6
本實施例所處理對象為釀酒殘渣，處理工藝與實施例2基本相同，即，離心脫水后的含水率83 %的殘渣經電滲透脫水后含水率降到69 %，該含水率69 %的殘渣利用空氣緩沖罐中的空氣進行水分吹脫(吹脫裝置與圖1所示的末端水分移出裝置相同，附圖中未標示)后含水率降至67%，然后進入生物好氧干化槽和末端水分移出裝置，干燥后的污泥含水率在38%，由干燥后物料出口排出。生物好氧干化槽出口的殘渣返回到該生物好氧干化槽的進口處，與進入該生物干化槽的殘渣混合后進入該生物干化槽(圖中未標示生物好氧干化槽出口殘渣向該干化槽進口處的返料過程)。殘渣在生物好氧干化槽中的停留時間為 24小時。
權利要求
1.一種有機含水物料的脫水干燥方法，其特征在于至少由如下工序組成；(1)通過電滲透方法對含水物料進行脫水的電滲透脫水工序；(2)對經所述電滲透脫水工序脫水后的含水物料進行生物好氧處理，使其含水率進一步降低的生物好氧干化工序。
2.實現權利要求1所述的含水物料脫水干燥方法的裝置，其特征在于至少由含水物料的電滲透脫水機和生物好氧干化槽組成，電滲透脫水機的物料出口側與好氧生物干化槽的物料入口側相連接。
3.如權利要求1所述的含水物料的脫水干燥方法，其特征在于經好氧生物處理后的物料再經過通入大量空氣的工序，使其物料中的水分快速移出；其物料的溫度下降速度大于 rc/分鐘。
4.如權利要求1所述的含水物料的脫水干燥方法，其特征在于經電滲透脫水后的物料經過通入空氣使其水分移出的工序之后，再送入所述的好氧生物干化工序。
5.實現權利要求3和4所述方法的裝置，其特征在于至少由物料進口、物料出口、空氣進口、空氣出口、傾斜的帶有孔的物料托盤、托盤振動機構和外殼組成。
6.如權利要求1所述的有機含水物料的脫水干燥方法，其特征在于電滲透脫水工序中向物料施加壓力的壓縮空氣釋放到空氣緩沖罐，再利用該緩沖罐的空氣對生物好氧干化槽供應氧氣。
7.如權利要求1所述的有機含水物料的脫水干燥方法，其特征在于對有機廢水的生物處理所產生的污泥進行電滲透脫水到含水率65% -70%后，通過生物好氧干化將其含水率降到45%以下。
8.如權利要求1所述的有機含水物料的脫水干燥方法，其特征在于所述生物好氧干化工序中的物料停留時間小于48小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機含水物料的脫水干燥方法及裝置。利用電滲透在高含水率段脫水，在利用生物好氧處理對有機含水物料進一步干化脫水，實現了有機含水物料的高效、低成本干燥。尤其適用于有機污水處理過程產生的污泥的干燥過程，干燥后的物料可以達到含水率45％以下，與其它干燥方法相比，本方法具有效率高、能耗低、成本低，且不產生二次環(huán)境污染等特點。
文檔編號C02F11/12GK102531319SQ20111041337
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權日2011年12月13日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:宜興能達環(huán)?？萍加邢薰?br>