本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種污泥干化機(jī)的尾氣處理和排放機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

污泥是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市生活當(dāng)中形成的一種重要的污染產(chǎn)出物，在給水水源凈化、生活污水排放處理、造紙、印染等工業(yè)廢水處理、河道疏浚開挖和下水道清淤等活動(dòng)中都會(huì)產(chǎn)生污泥。污泥中含有大量有害微生物、重金屬和有機(jī)污染物，如果不加以妥善處置，會(huì)對(duì)自然環(huán)境和人民健康帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。

污泥焚燒是使污泥中的可燃性物質(zhì)在高溫下產(chǎn)生燃燒，令其氧化分解，從而達(dá)到降低污泥容量、殺滅有害微生物、去除毒性以及充分利用能源的目的。污泥焚燒是目前在國外應(yīng)用較為廣泛和成熟的污泥高溫處理技術(shù)，可以使污泥體積最小化，并且具有處理速度快，場地限制少、降低運(yùn)輸堆放成本、二次利用能源的優(yōu)勢(shì)。污泥焚燒技術(shù)在我國近年來也得到了長足的發(fā)展。

污泥焚燒包括污泥原料收集、機(jī)械脫水、污泥干化、焚燒、焚燒煙氣處理、焚燒后廢料處理、熱量回收利用等環(huán)節(jié)。污泥干化是污泥焚燒當(dāng)中必需的工藝步驟。污泥原料經(jīng)過機(jī)械脫水處理后的含水率仍保持在80％左右，為了實(shí)現(xiàn)焚燒，就需要通過干化處理進(jìn)一步將其含水率降低至40％-50％左右。

污泥干化過程主要是水分蒸發(fā)的過程，根據(jù)導(dǎo)熱介質(zhì)與污泥接觸的方式，分為直接干化、間接干化。直接干化是以熱空氣或熱煙氣作為導(dǎo)熱介質(zhì)流過污泥的表面，通過直接接觸向污泥傳輸熱量。間接干化中，導(dǎo)熱油等導(dǎo)熱介質(zhì)不與污泥產(chǎn)生直接接觸，而是通過流經(jīng)熱交換器內(nèi)部，將熱量傳輸給熱交換器外部的污泥，促使污泥水分蒸發(fā)。

在干化的過程中，除了污泥中的水分以蒸汽形式排出，污泥中含有的易揮發(fā)性化合物也會(huì)隨之轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，形成污泥干化尾氣。污泥干化尾氣成分復(fù)雜，其中無機(jī)化合物包括硫化物、氨氣等，有機(jī)化合物包括胺類化合物、醛類化合物、揮發(fā)性有機(jī)酸、酮類、醚類等成分，這些成分多有毒有害，氣味惡臭，排出之前必須予以處理，否則會(huì)污染環(huán)境，并嚴(yán)重危及人體健康。另外，污泥干化尾氣中還會(huì)攜帶以飄離污泥微粒為主的粉塵，也需要在排放前給予凈化，否則會(huì)增加空氣中顆粒物含量，造成重金屬污染。

現(xiàn)有技術(shù)中處理污泥干化尾氣的主要手段是粉塵分離以及化合物吸收。粉塵分離可采用靜電吸附除塵或旋風(fēng)分離除塵等手段，去除尾氣中的污泥顆粒?；衔镂帐且运A性溶液等清洗除塵后的尾氣，吸收尾氣中易溶成分和酸性成分，降低其有害性。但是，現(xiàn)有的處理工藝并不能比較徹底地清除尾氣中的所有有害成分，特別是不能有效清除其中能夠造成惡臭和帶來人身健康威脅的含活性基團(tuán)有機(jī)化合物；而且堿性溶液等成分的應(yīng)用還有可能產(chǎn)生二次污染。

生物處理法是近年來新興的污泥干化尾氣處理方式，其原理是在過濾塔中利用微生物濾材對(duì)尾氣中的有機(jī)化合物成分進(jìn)行吸附和分解，使這些有機(jī)化合物一部分轉(zhuǎn)化為微生物自身成長所需要的成分，另一部分則轉(zhuǎn)化為濾材中的濾渣。這一技術(shù)對(duì)污泥干化尾氣中有害成分的清除作用更徹底，沒有二次污染，可以顯著節(jié)約能耗，運(yùn)行成本也顯著降低。

現(xiàn)有的生物處理法帶來的問題是：尾氣中被吸附的有機(jī)化合物成分以及濾材中衰亡的微生物都會(huì)轉(zhuǎn)化為濾渣，濾渣堵塞濾材具有的微孔，影響氣體通透性，而且降低吸附作用，又難以進(jìn)行有效清理，因此，導(dǎo)致微生物濾材使用壽命變短，需要經(jīng)常更換；另外，濾材作用的發(fā)揮依賴于保持其中微生物的活性，故需要為微生物提供適當(dāng)?shù)臐穸群宛B(yǎng)分，現(xiàn)有技術(shù)中在過濾塔內(nèi)安裝噴頭，依靠噴淋為濾材中的微生物補(bǔ)充水分和養(yǎng)料以及調(diào)節(jié)PH值，但是，由于噴淋溶液被反復(fù)循環(huán)使用，其成分難以控制，也容易受到濾材中積累的濾渣和殘液的污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問題，本發(fā)明提出一種污泥干化機(jī)的尾氣處理和排放機(jī)構(gòu)。本發(fā)明對(duì)污泥干化產(chǎn)生的尾氣先后進(jìn)行除塵、噴淋和生物過濾處理；其中，利用除塵處理除去尾氣中的飄離污泥顆粒；通過噴淋清洗尾氣中的可溶性無機(jī)化合物，并且增加尾氣濕度，增強(qiáng)生物過濾效果；在生物過濾塔中以微生物濾材吸附并分解尾氣中的有機(jī)化合物。本發(fā)明采用在生物炭基質(zhì)上培養(yǎng)的微生物濾材，通過生物炭的微孔增強(qiáng)了對(duì)尾氣的吸附性，以及強(qiáng)化了微生物附著的牢固程度；設(shè)置離心旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，能夠及時(shí)有效清理濾材上積累的濾渣，延長濾材使用壽命，提高凈化效率；對(duì)濾材進(jìn)行噴淋補(bǔ)液，以維持其適宜的濕度、PH值和營養(yǎng)成分，對(duì)濾材滲出液進(jìn)行回收、過濾、成分調(diào)節(jié)后循環(huán)噴淋，可以去除滲出液中的污染，有效控制補(bǔ)給液的PH值和成分比例。

本發(fā)明提供了一種污泥干化機(jī)的尾氣處理和排放機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括：除塵裝置、 噴淋塔以及生物過濾塔；除塵裝置用于除去污泥干化機(jī)排出的尾氣中的粉塵顆粒物；噴淋塔用于噴淋清洗經(jīng)除塵裝置處理后的尾氣，去除其中的無機(jī)可溶性化合物，并且增加尾氣濕度；生物過濾塔用于吸附和分解經(jīng)噴淋塔處理后的尾氣中的有機(jī)化合物，生物過濾塔內(nèi)設(shè)置微生物濾材，并且向所述微生物濾材噴淋補(bǔ)液以便維持其適宜的濕度、調(diào)節(jié)濾材內(nèi)部PH值以及補(bǔ)充所含營養(yǎng)成分；并且，噴淋塔的下部為儲(chǔ)液池，該儲(chǔ)液池儲(chǔ)存的溶液用于為噴淋塔本身的噴淋處理以及生物過濾塔中的噴淋補(bǔ)液供液。

優(yōu)選的是，所述噴淋塔具有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管將尾氣輸入至噴淋塔的底部，進(jìn)氣管末端均勻分布若干出氣孔以便尾氣溢出；進(jìn)氣管末端位于儲(chǔ)液池的液面之下；噴淋塔還具有噴淋口，所述噴淋口設(shè)置于噴淋塔上部，將從儲(chǔ)液池抽取的溶液噴淋下來。

優(yōu)選的是，所述生物過濾塔上部具有噴頭組，所述噴頭組由若干個(gè)噴頭組成，各個(gè)噴頭向位于其下方的微生物濾材噴淋補(bǔ)液。

優(yōu)選的是，所述微生物濾材包括支撐框架、基質(zhì)以及微生物層；支撐框架用于將微生物濾材懸置安裝于生物過濾塔內(nèi)，并且支撐固定在該框架之上的基質(zhì)以及生長于基質(zhì)之上的微生物層。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，采用生物炭材料作為所述基質(zhì)。

優(yōu)選的是，所述微生物濾材的支撐框架呈圓筒狀，并且在圓筒的中心線具有旋轉(zhuǎn)軸，生物過濾塔可內(nèi)置電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過向旋轉(zhuǎn)軸輸出轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)微生物濾材繞該軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心作用使得貼附的濾渣被甩離微生物濾材。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，支撐框架上方的外圍設(shè)置半圓弧形的蓋板，使得被向上甩出的濾渣會(huì)落在所述蓋板上。

優(yōu)選的是，生物過濾塔的底部具有回收槽，該回收槽用于收集離心旋轉(zhuǎn)過程中自微生物濾材甩出的濾渣和補(bǔ)液，以及回收微生物濾材靜止時(shí)自其滲瀝出來的補(bǔ)液以及自然脫落的濾渣；回收槽具有凹形的底部，并且底部的最低點(diǎn)設(shè)置濾渣出口。

進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述回收槽具有回流管，用于將濾渣沉淀后的上清液回流到噴淋塔內(nèi)的儲(chǔ)液池。

優(yōu)選的是，儲(chǔ)液池中的溶液由水泵抽取，然后沿著輸液管道經(jīng)過過濾裝置，由分路接頭分為兩路，其中一路經(jīng)過成分調(diào)節(jié)裝置、取樣接頭之后進(jìn)入生物過濾塔并連接噴頭組，以便為微生物濾材提供補(bǔ)液，另外一路返回噴淋塔并連接噴淋口，從而實(shí)現(xiàn)噴淋塔內(nèi)的循環(huán)噴淋。

可見，本發(fā)明對(duì)污泥干化產(chǎn)生的尾氣先后進(jìn)行除塵、噴淋和生物過濾處理；其中，將儲(chǔ) 液池放在噴淋塔內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了空間節(jié)約；循環(huán)噴淋回收降低了總用水量；具有特定結(jié)構(gòu)和基質(zhì)成分的微生物濾材吸附能力強(qiáng)、微生物活性高、濾渣清理手段快捷高效，能夠顯著延長濾材使用壽命，提高凈化效率；對(duì)濾材實(shí)施噴淋補(bǔ)液，可將其濕度、PH值和營養(yǎng)成分維持在適宜的程度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的整體架構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的噴淋塔和生物過濾塔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的微生物濾材結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步具體的說明。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的整體架構(gòu)示意圖。污泥干化機(jī)1對(duì)污泥進(jìn)行熱干化脫水處理這一過程中產(chǎn)生的水蒸氣、揮發(fā)性氣體以及污泥粉塵顆粒以尾氣的形式排出。尾氣進(jìn)入本發(fā)明的尾氣處理和排放機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具體包括除塵裝置2、噴淋塔3以及生物過濾塔4。尾氣在該機(jī)構(gòu)中依次執(zhí)行除塵、噴淋去除無機(jī)可溶性化合物、生物過濾吸附和分解有機(jī)化合物的過程，使得最終向大氣排放的干化尾氣中的粉塵顆粒物以及有毒、有害、惡臭成分被基本消除，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。為了保障排放達(dá)標(biāo)，除塵裝置2、噴淋塔3以及生物過濾塔4都具有氣閉性，確保正在處理過程當(dāng)中的尾氣不會(huì)被釋放出去。

除塵裝置2的具體形式可采用靜電除塵裝置或旋風(fēng)分離裝置。靜電除塵裝置內(nèi)部生成高壓靜電場，使得尾氣中的污泥粉塵顆粒經(jīng)過靜電場時(shí)攜帶電荷而被吸附于電極之上。旋風(fēng)分離裝置通過葉片的攪動(dòng)使得進(jìn)入該裝置的尾氣形成強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)的旋風(fēng)，密度大的污泥粉塵顆粒因離心作用而被甩出，從而得到分離。除塵裝置2一方面可以使尾氣得到凈化，另一方面也能夠?qū)⑽勰囝w?；厥掌饋碓俅嗡腿敫苫瘷C(jī)進(jìn)行處理。經(jīng)除塵裝置2凈化后的尾氣進(jìn)而先后進(jìn)入噴淋塔3、生物過濾塔4予以處理。

圖2示出了本發(fā)明的噴淋塔和生物過濾塔結(jié)構(gòu)示意圖。經(jīng)除塵裝置2處理后的尾氣由進(jìn)氣管3001輸入至噴淋塔3的底部，并從在進(jìn)氣管3001末端均勻分布的若干出氣孔3002溢出從而進(jìn)入噴淋塔3內(nèi)部。噴淋塔3的下部為儲(chǔ)液池3003，該儲(chǔ)液池用于為噴淋塔3本身的噴淋處理以及生物過濾塔4中的噴淋補(bǔ)液提供用水，以及用于接收并儲(chǔ)存從噴淋塔3本身噴淋 下來的水和從生物過濾塔4回流的濾材滲出液，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)供水。進(jìn)氣管3001末端位于儲(chǔ)液池3003的液面之下，因此自出氣孔3002溢出的尾氣首先以氣泡的形式經(jīng)過儲(chǔ)液池中的儲(chǔ)液，再在噴淋塔3內(nèi)部的中空部分向上流動(dòng)，在經(jīng)過儲(chǔ)液池的過程中尾氣充分吸收水分，實(shí)現(xiàn)了對(duì)尾氣的增濕，濕度增加對(duì)尾氣中的有機(jī)化合物被生物過濾塔4中的微生物吸附和分解具有促進(jìn)作用；而且，尾氣中含有的硫化物、氨氣等無機(jī)化合物易溶于水，因此能夠被儲(chǔ)液池3003中的儲(chǔ)液吸收一部分。噴淋口3004設(shè)置于噴淋塔3上部，將從儲(chǔ)液池3003抽取的溶液噴淋下來，再次落入到儲(chǔ)液池3003之中；水滴在噴淋下落過程中，于噴淋塔3的中空部分內(nèi)與向上流動(dòng)的尾氣展開大面積的充分接觸，又進(jìn)一步吸收了尾氣中殘存的無機(jī)化合物，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硫化物、氨氣等成分比較徹底的清洗。當(dāng)然，考慮到反復(fù)循環(huán)噴淋最終會(huì)造成儲(chǔ)液池3003的儲(chǔ)液當(dāng)中無機(jī)化合物溶解飽和，因此儲(chǔ)液池3003中的儲(chǔ)液也需要定期更換，關(guān)于儲(chǔ)液循環(huán)過程中的處理、調(diào)節(jié)和更換的內(nèi)容將在下文中予以詳細(xì)介紹。經(jīng)過噴淋清洗之后的尾氣自噴淋塔3最頂部的排氣管3005流出噴淋塔，并流入生物過濾塔4。

生物過濾塔4的頂部連通所述排氣管3005，從而經(jīng)噴淋塔3噴淋清洗和增濕之后的尾氣進(jìn)入生物過濾塔4的上部，并由上而下在生物過濾塔4內(nèi)部空間中流動(dòng)。在經(jīng)歷了除塵凈化以及噴淋清洗之后，尾氣中殘存的有毒、有害、惡臭成分主要是胺類化合物、醛類化合物、揮發(fā)性有機(jī)酸、酮類、醚類等有機(jī)化合物。在適當(dāng)基質(zhì)上附著生長的微生物可以吸附尾氣中的上述有機(jī)化合物，可供采用的微生物主要是異養(yǎng)菌類，這些菌類能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)化合物的氧化，并且將這些有機(jī)化合物降解為水、二氧化碳和其它不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的產(chǎn)物，這些產(chǎn)物一部分作為微生物自身生存所需要的養(yǎng)料而被吸收，另有一些部分以濾渣的形式貼附在微生物濾材之上。不過，微生物的生長存活以及對(duì)尾氣的處理能力都要依賴于為其提供充足的濕度、適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)，以及將其環(huán)境的PH值調(diào)節(jié)到適當(dāng)程度。在本發(fā)明中，利用生物過濾塔上部的噴頭組4001向位于其下方的微生物濾材4002噴淋補(bǔ)液，噴淋的補(bǔ)液被濾材吸收，從而將微生物濾材4002維持于適宜的濕度，并且通過補(bǔ)液調(diào)節(jié)濾材內(nèi)部水環(huán)境的PH值和所含營養(yǎng)成分，保證了微生物濾材中微生物的生長存活和降解能力。為了實(shí)現(xiàn)均勻補(bǔ)液，并且將噴淋力度控制在合理范圍，避免大力噴淋造成微生物體被沖刷脫落，采用若干個(gè)噴頭組成的噴頭組4001，從而能夠?qū)⒚總€(gè)噴頭的出水速度控制在合理范圍以內(nèi)，達(dá)到噴淋水流柔和均勻。

如圖3所示，微生物濾材4002的結(jié)構(gòu)包括支撐框架4002A、基質(zhì)4002B以及微生物層4002C。支撐框架4002A用于將微生物濾材4002懸置安裝于生物過濾塔4內(nèi)，并且支撐固定 在該框架之上的基質(zhì)4002B以及生長于基質(zhì)之上的微生物層4002C。本發(fā)明采用生物炭材料作為基質(zhì)4002B，生物炭是生物質(zhì)在無氧條件下高溫?zé)峤庑纬傻牟馁|(zhì)，其像活性炭一樣具有大量的微孔，因此比表面積大，吸附能力強(qiáng)，可以對(duì)尾氣中的有機(jī)化合物起到吸附固定的作用；而且這些微孔有利于水分和營養(yǎng)成分的富集，對(duì)微生物的成長非常有利。微生物層4002C生長于生物炭的微孔內(nèi)，從微觀上看與基質(zhì)彼此嵌合，使得微生物層始終牢固附著在基質(zhì)之上，從而避免了微生物濾材的離心旋轉(zhuǎn)造成微生物層的脫落。

如圖3所示，支撐框架4002A呈圓筒狀，并且在圓筒的中心線具有旋轉(zhuǎn)軸4002D，生物過濾塔4可內(nèi)置電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過向旋轉(zhuǎn)軸4002D輸出轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)微生物濾材4002繞該軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心作用使得貼附的濾渣被甩離微生物濾材，從而達(dá)到清理濾渣的效果。在支撐框架4002A上方的外圍設(shè)置半圓弧形的蓋板4002E，使得被向上甩出的濾渣會(huì)落在蓋板4002E上，進(jìn)而滑下，落到生物過濾塔4的底部；向下甩出的濾渣則直接落到生物過濾塔4的底部。隨著微生物濾材4002的旋轉(zhuǎn)，其中的補(bǔ)液自然也會(huì)被甩出，因此，在定期通過離心旋轉(zhuǎn)的方式清理濾渣之后，要噴淋補(bǔ)液以恢復(fù)濾材的濕度。

回到圖2，尾氣經(jīng)過微生物濾材4002的吸附以及分解之后，含有的有機(jī)化合物基本消除，進(jìn)而自位于微生物濾材4002下方的排放口4003排出。

在生物過濾塔4的底部，具有回收槽4004，該回收槽4004用于收集離心旋轉(zhuǎn)過程中自微生物濾材4002甩出的濾渣和補(bǔ)液，以及回收微生物濾材4002靜止時(shí)自其滲瀝出來的補(bǔ)液以及自然脫落的濾渣。補(bǔ)液和濾渣在回收槽4004中進(jìn)行沉淀；回收槽4004具有凹形的底部，并且底部的最低點(diǎn)設(shè)置濾渣出口4005，以便沉淀的濾渣自該出口排出；而濾渣沉淀后的上清液則由回流管4006回流到噴淋塔3內(nèi)的儲(chǔ)液池3003。由于經(jīng)歷了沉淀過程，回流的上清液中基本不含有濾渣等固體雜質(zhì)，同時(shí)，濾渣在自重下能夠及時(shí)自濾渣出口排出，這就避免了濾渣與補(bǔ)液相互混雜或者濾渣長期積聚帶來的二次污染以及堵塞管路等問題。

下面介紹本發(fā)明實(shí)現(xiàn)循環(huán)噴淋以及成分調(diào)節(jié)的部分。儲(chǔ)液池3003中的溶液由水泵3006抽取，然后沿著輸液管道經(jīng)過過濾裝置3007，由分路接頭3010分為兩路，其中一路經(jīng)過成分調(diào)節(jié)裝置3008、取樣接頭3009之后進(jìn)入生物過濾塔4并連接噴頭組4001，以便為微生物濾材提供補(bǔ)液，另外一路返回噴淋塔3并連接噴淋口3004，從而實(shí)現(xiàn)噴淋塔內(nèi)的循環(huán)噴淋。其中，過濾裝置3007是為了徹底濾除經(jīng)循環(huán)回收的溶液中殘留的濾渣等固體成分，避免這些成分堵塞噴淋口和噴頭組的眼孔。對(duì)于接入生物過濾塔4的一路，成分調(diào)節(jié)裝置3008用于加入適于微生物生長的營養(yǎng)液成分以及調(diào)節(jié)PH值，該裝置可以采用與輸液管路連通的若干進(jìn) 液三通接口，通過這些三通接口接入補(bǔ)給營養(yǎng)液和PH值調(diào)節(jié)液的管道。取樣接頭3009可采用連通輸液管路的三通龍頭，用于在成分調(diào)節(jié)之后從輸液管路中抽取樣本進(jìn)行營養(yǎng)成分以及PH值的測定，為調(diào)節(jié)提供依據(jù)。

可見，本發(fā)明對(duì)污泥干化產(chǎn)生的尾氣先后進(jìn)行除塵、噴淋和生物過濾處理；其中，將儲(chǔ)液池放在噴淋塔內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了空間節(jié)約；循環(huán)噴淋回收降低了總用水量；具有特定結(jié)構(gòu)和基質(zhì)成分的微生物濾材吸附能力強(qiáng)、微生物活性高、濾渣清理手段快捷高效，能夠顯著延長濾材使用壽命，提高凈化效率；對(duì)濾材實(shí)施噴淋補(bǔ)液，可將其濕度、PH值和營養(yǎng)成分維持在適宜的程度。

以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。