申请日2014.10.31
公开(公告)日2016.07.06
IPC分类号C02F11/12; F26B21/00
摘要
本发明涉及如下气流循环型低温热风污泥干燥处理设备及处理方法，即，在利用被干燥的低温空气的同时使从干燥机排出的空气经过冷凝过程连续循环，来对通过下水处理而产生的下水道污泥、在工业现场所产生的工业污泥等进行低温干燥，由此在利用低温废热提高经济性的同时使产生恶臭及废水处理等问题最小化。
权利要求书
1.一种气流循环型低温热风污泥干燥处理设备，其特征在于，包括：
污泥储存槽(1)，从一侧流入并储存污泥;
颗粒粉末储存槽(2)，从一侧流入并储存作为水分调节剂的经过干燥的粉碎颗粒;
混合机(3)，与上述污泥储存槽(1)相连接，向上述混合机(3)的内部供给污泥，与上述颗粒粉末储存槽(2)相连接，向上述混合机(3)流入作为水分调节剂的经过干燥的粉碎颗粒，通过混合污泥和经过干燥的粉碎颗粒调节所投入的污泥的水分;
筛网筛选装置(4)，从在上述混合机(3)中混合的混合物筛选并分离异物;
压缩颗粒成型机(5)，从上述筛网筛选装置(4)接收分离出异物的混合物，使上述分离出异物的混合物挤出成型为规定大小的颗粒;
干燥机(6)，从一侧接收在上述压缩颗粒成型机(5)中成型的颗粒，从另一侧接收低温低湿度的空气，对成型的颗粒进行低温低湿度干燥，所流入的低温低湿度的空气的温度为1℃～120℃，相对湿度为0～65%;
干燥颗粒储存槽(7)，与上述干燥机(6)相连接，储存在干燥机(6)经过干燥的颗粒;
双向排出机(8)，与上述干燥颗粒储存槽(7)相连接，双向排出干燥的颗粒;
干燥颗粒粉碎机(9)，一侧与上述双向排出机(8)相连接，粉碎从双向排出机(8)的一侧排出的干燥颗粒来制作粉碎颗粒，另一侧与上述颗粒粉末储存槽(2)相连接，向颗粒粉末储存槽(2)供给粉碎颗粒;
气旋部(10)，与上述干燥机相连接，用于去除干燥机内部的空气中的粉尘;
水分冷凝器(11)，一侧借助管道与上述气旋部(10)相连接，去除经由气旋部(10)的空气中的湿气，另一侧借助管道与上述干燥机(6)相连接，向干燥机(6)供给去除湿气的空气;
冷凝水储存槽(12)，借助管道与上述水分冷凝器(11)相连接，用于储存在上述水分冷凝器(11)中冷凝的水分;以及
供热装置(13)，与上述水分冷凝器(11)与干燥机(6)之间的管道相连接，向干燥机(6)供给温度为1℃～120℃、相对湿度为0～65%的空气。
2.根据权利要求1所述的气流循环型低温热风污泥干燥处理设备，其特征在于，上述污泥储存槽(1)及颗粒粉末储存槽(2)分别与定量检测仪(16)相连接，以调节向混合机(3)供给的原料的比例。
3.根据权利要求2所述的气流循环型低温热风污泥干燥处理设备，其特征在于，上述供热装置(13)包括借助管道与用于产生废热的外部的废热排出装置(22)相连接的热交换器。
4.根据权利要求3所述的气流循环型低温热风污泥干燥处理设备，其特征在于，上述冷凝水储存槽(12)的排出侧和水分冷凝器(11)的供给侧借助管道相连接，以使在上述水分冷凝器(11)中冷凝的水分被用作上述水分冷凝器(11)的冷却水。
5.一种气流循环型低温热风污泥干燥处理方法，其特征在于，包括：
初期处理步骤，利用权利要求1至4中的一项所述的气流循环型低温热风污泥干燥处理装置，在污泥储存槽储存作为主原料的污泥，在颗粒粉末储存槽(2)储存作为水分调节剂的经过干燥的粉碎颗粒;
混合步骤，向上述混合机(3)投入污泥和经过干燥的粉碎颗粒，使得混合物的含水率达到45～60%;
筛选步骤，向上述筛网筛选装置(4)供给混合物，从而筛选并分离包含在混合物中的异物;
压缩成型步骤，向上述压缩颗粒成型机(5)供给经由上述筛网筛选装置(4)分离出异物的混合物，使上述分离出异物的混合物挤出成型为规定大小的颗粒;
干燥步骤，向上述干燥机(6)投入在上述压缩颗粒成型机(5)制作的颗粒，向上述干燥机(6)供给从上述供热装置(13)或上述水分冷凝器(11)排出的空气，使向上述干燥机(6)内部供给的空气的温度维持在1℃～120℃的范围，相对湿度维持在0～65%的范围，使得颗粒的含水率达到0～10%;
储存步骤，在干燥颗粒储存槽(7)储存在上述干燥机(6)经过干燥的颗粒;
干燥颗粒粉碎步骤，通过上述双向排出机(8)向干燥颗粒粉碎机(9)供给一部分干燥颗粒并通过粉碎来制作粉碎颗粒，向上述颗粒粉末储存槽(2)供给上述粉碎颗粒;
粉尘去除步骤，向上述气旋部(10)供给在上述干燥机(6)内部对颗粒进行干燥后排出的空气，从而去除空气中的粉尘;
水分去除步骤，利用上述水分冷凝器(11)去除经由气旋部(10)的空气中的湿气;以及
干燥空气供给步骤，利用供热装置(13)向干燥机(6)供给外部的废热或与外部的废热进行热交换的空气，所供给的空气的温度为1℃～120℃、相对湿度为0～65%，使从水分冷凝器(11)排出的空气与外部的废热进行热交换，从而向干燥机(6)供给温度为1℃～120℃、相对湿度为0～65%的空气。
说明书
气流循环型低温热风污泥干燥处理设备及处理方法
技术领域
本发明涉及如下气流循环型低温热风污泥干燥处理设备及处理方法，即，在利用被干燥的低温空气的同时使从干燥机排出的空气经过冷凝过程连续循环，来对通过下水处理而产生的下水道污泥、在工业现场所产生的工业污泥等进行低温干燥，由此在利用低温废热提高经济性的同时使产生恶臭及废水处理等问题最小化。
背景技术
通过下水处理而产生的下水污泥和在工业生产中所产生的工业污泥不仅含有大量产生恶臭的有机物，而且由于污泥由挥发性强的物质构成，因此，当对污泥进行干燥处理时，若提高干燥温度，则产生严重的恶臭，因而在对污泥进行干燥来用作新再生能源的过程中存在诸多困难。
为了解决上述问题，设置了辅助设施，例如需在焚烧炉或燃烧炉中使最终产生的干燥空气燃烧来去除油脂成分，或者需向生物过滤器及各种恶臭防止设施投入最终产生的干燥空气来去除恶臭等，基于此，实际导致设施设置投入成本增加、设施设备运行承受着诸多困难。
尤其，迄今为止，污泥干燥过程大部分采用通过投入热量并考虑温度上升和蒸发潜热，由此算出热效率并计算出投入热量来进行干燥的基于热量输入的干燥过程(Heatenergyinputbasisdryingprocess)，由于上述过程需投入高温的热量，因此上述技术在解决产生恶臭或有机物蒸发(Vaporizationofvolatileorganicmatter)等问题方面存在局限性。
而且，在投入高温热量进行干燥的情况下，在干燥过程中产生的水蒸气会作为冷凝水(condensedwater)来被回收，高温的水蒸气会伴随有机物的蒸发，因此，被冷凝的冷凝水会产生具有极高污染负荷度的废水(高浓度的COD、BOD、T-N)，此时，必然需要用于处理上述废水的高污染浓度废水处理工序。
因此，基于高温的干燥工序不仅需要设置干燥设施，而且还需要用于建设废水处理厂的大面积的地，因此，当考虑干燥设备的设施投资成本及运营成本和追加的废水处理厂建设成本及运营成本时，可引发很多经济性方面的问题。
作为与污泥的干燥处理方法及装置相关的技术，本申请人申请了在对含有大量水分的污泥进行第一次干燥及第二次干燥之后成型为颗粒，并将经过干燥的颗粒的热量用作污泥的干燥热源的“污泥干燥处理方法及装置”(韩国授权专利公报第10-0892649号，专利文献1)并得到授权。
但是，上述技术具有利用锅炉向干燥机供给的热源通过过滤器向外部排出的结构。
即，如上所述，必须设置辅助设施，例如需在焚烧炉或燃烧炉等中使经过干燥后排出的空气燃烧，或者需投入过滤器及各种恶臭防止设施来去除经过干燥后排出的空气等，但存在会引起设施设置费用及投入成本增加的问题。
尤其，在无法迅速对包括下水污泥在内的工业污泥进行处理的情况下，上述污泥会腐烂，从而在对污泥进行干燥的过程中，不仅引发大量恶臭，而且会在腐烂过程中产生水分，从而导致含水率增加，基于此，会增加用于干燥的热投入量，因此，存在经济性变差、增加产生恶臭等的恶性循环连续不断的问题。
最终，迄今为止尚未开发在对污泥进行处理的过程中解决有机物所产生的恶臭、废水处理、解决排出空气中的恶臭及经济性等所有要求的技术，因此，实际上迫切需要开发可解决上述问题的技术。
现有技术文献
专利文献KR10-0892649(2009.04.20)
发明内容
要解决的问题
本发明的气流循环型低温热风污泥干燥处理设备及处理方法用于解决如上所述的现有技术中的问题，当对污泥进行干燥时，使用低温热风进行干燥，由此抑制在对污泥进行高温干燥时所产生的恶臭，通过防止有机物的蒸发来大幅减少冷凝水的污染负荷度，从而不进行废水处理工序，可使在对污泥进行干燥时所需的低温热风进行循环，由此，从根本上防止向外部排放低温热风，可冷却含有水分的热风空气来使含有水分的热风空气的温度达到大气温度，从而降低用于运行设备的运营成本，并且，用于使进行干燥时所需的空气升温的供热可通过使蒸汽或焚烧废热等的多种废热进行热交换来投入，由此降低干燥热量投入费用，并开发可实时进行处理的干燥处理工序及装置，从而有效解决问题。
而且，可通过将经过干燥的粉碎颗粒作为水分调节剂来与污泥迅速混合的水分调节工序(conditioningprocess)迅速降低污泥中的水分含量，由此降低水分活性度(wateractivity)，来抑制基于微生物的酶分解作用，致使仅在停止有机物的分解才可有效处理有机物，防止有机物的腐烂并保存上述有机物，从而可增加在进行干燥之后被用作热量含量高的新再生能源的程度。
更具体地，完成搬入或脱水的污泥脱水物的含水率为10%以下，在混合通过粉碎经过干燥的污泥颗粒而成的粉末之后，使含水率下降50%左右，在使污泥颗粒化之后投入到干燥机，干燥热量采用除了电、液化石油气体(LPG)、液化天然气(LNG)之外的可进行热交换的废热或蒸汽等，并使干燥热量以与温度无关的方式使相对湿度达到60%以下，所投入空气的温度达到0℃～120℃，进行干燥后排出的湿空气中的水分通过使大气空气、地下水或可利用的水循环来被冷凝并被排出，排出水分的空气以可在通过升温来使相对湿度达到60%以下的状态下投入到干燥机的方式进行循环，从而不仅实现实时处理，而且，可使对污泥进行低温干燥来使有机物的挥发最小化的冷凝水以达到可直接进行排放程度的低污染负荷度排出，并且完全不产生恶臭，从而生产符合目的的干燥物。
解决问题的方案
为了解决如上所述的问题，本发明的气流循环型低温热风污泥干燥处理设备包括：污泥储存槽1，从一侧流入并储存污泥;颗粒粉末储存槽2，从一侧流入并储存作为水分调节剂的经过干燥的粉碎颗粒;混合机3，与上述污泥储存槽1相连接，向上述混合机3的内部供给污泥，与上述颗粒粉末储存槽2相连接，向上述混合机3流入作为水分调节剂的经过干燥的粉碎颗粒，通过混合污泥和经过干燥的粉碎颗粒调节所投入的污泥的水分;筛网筛选装置4，从在上述混合机3中混合的混合物筛选并分离异物;压缩颗粒成型机5，从上述筛网筛选装置4接收分离出异物的混合物，使上述分离出异物的混合物挤出成型为规定大小的颗粒;干燥机6，从一侧接收在上述压缩颗粒成型机5中成型的颗粒，从另一侧接收低温低湿度的空气，对成型的颗粒进行低温低湿度干燥，所流入的低温低湿度的空气的温度为1℃～120℃，相对湿度为0～65%;干燥颗粒储存槽7，与上述干燥机6相连接，储存在干燥机6经过干燥的颗粒;双向排出机8，与上述干燥颗粒储存槽7相连接，双向排出干燥的颗粒;干燥颗粒粉碎机9，一侧与上述双向排出机8相连接，粉碎从双向排出机8的一侧排出的干燥颗粒来制作粉碎颗粒，另一侧与上述颗粒粉末储存槽2相连接，向颗粒粉末储存槽2供给粉碎颗粒;气旋部10，与上述干燥机相连接，用于去除干燥机内部的空气中的粉尘;水分冷凝器11，一侧借助管道与上述气旋部10相连接，去除经由气旋部10的空气中的湿气，另一侧借助管道与上述干燥机6相连接，向干燥机6供给去除湿气的空气;冷凝水储存槽12，借助管道与上述水分冷凝器11相连接，用于储存在上述水分冷凝器11中冷凝的水分;以及供热装置13，与上述水分冷凝器11与干燥机6之间的管道相连接，向干燥机6供给温度为1℃～120℃、相对湿度为0～65%的空气。
此时，本发明的特征在于，上述污泥储存槽1及颗粒粉末储存槽2分别与定量检测仪16相连接，以调节向混合机3供给的原料的比例。
并且，本发明的特征在于，上述供热装置13包括借助管道与用于产生废热的外部的废热排出装置22相连接的热交换器。
并且，本发明的特征在于，上述冷凝水储存槽12的排出侧和水分冷凝器11的供给侧借助管道相连接，以使上述水分冷凝器11中冷凝的水分被用作上述水分冷凝器11的冷却水。
而且，本发明的气流循环型低温热风污泥干燥处理方法包括：初期处理步骤，利用上述污泥干燥处理装置，在污泥储存槽储存作为主原料的污泥，在颗粒粉末储存槽2储存作为水分调节剂的经过干燥的粉碎颗粒;混合步骤，向上述混合机3投入污泥和经过干燥的粉碎颗粒，使得混合物的含水率达到45～60%;筛选步骤，向上述筛网筛选装置4供给混合物，从而筛选并分离包含在混合物中的异物;压缩成型步骤，向上述压缩颗粒成型机5供给经由上述筛网筛选装置4分离出异物的混合物，使上述分离出异物的混合物挤出成型为规定大小的颗粒;干燥步骤，向上述干燥机6投入在上述压缩颗粒成型机5制作的颗粒，向上述干燥机6供给从上述供热装置13或上述水分冷凝器11排出的空气，使向上述干燥机6内部供给的空气的温度维持在1℃～120℃的范围，相对湿度维持在0～65%的范围，使得颗粒的含水率达到0～10%;储存步骤，在干燥颗粒储存槽7储存在上述干燥机6经过干燥的颗粒;干燥颗粒粉碎步骤，通过上述双向排出机8向干燥颗粒粉碎机9供给一部分干燥颗粒并通过粉碎来制作粉碎颗粒，向上述颗粒粉末储存槽2供给上述粉碎颗粒;粉尘去除步骤，向上述气旋部10供给在上述干燥机6内部对颗粒进行干燥后排出的空气，从而去除空气中的粉尘;水分去除步骤，利用上述水分冷凝器11去除经由气旋部10的空气中的湿气;以及干燥空气供给步骤，利用供热装置13向干燥机6供给外部的废热或与外部的废热进行热交换的空气，所供给的空气的温度为1℃～120℃、相对湿度为0～65%，使从水分冷凝器11排出的空气与外部的废热进行热交换，从而向干燥机6供给温度为1℃～120℃、相对湿度为0～65%的空气。
发明的效果
根据本发明，与向海洋废弃污泥的方式进行处理或者通过填埋来对污泥进行处理的消极方法相比，可积极应对全面禁止向海洋废弃污泥的政策，尤其，根据污泥产生量，以产生低温废热的营业场所为例，在污泥干燥处理方面承受着很大困难，但在采用本发明的情况下，可非常经济、有效地对污泥进行处理，从而可使污泥处理费用最小化。
尤其，可使干燥物的含水率达到10%以下，由此，可按低位发热量(能量含量)向外部销售干燥污泥，可通过干燥空气气流循环方式对污泥进行干燥来完全解决由于因储存空间不足而产生的问题、因产生腐烂而难以处理及产生恶臭等而无法处理的不便之处，并可进行低温(0℃～120℃)干燥，由此可使用低温的废热，从而大为改善经济性。
尤其，对污泥进行低温干燥，由此可防止有机物的挥发，因冷凝水的污染负荷度极低，从而可便于解决废水处理问题。