申请日2014.05.05
公开(公告)日2015.11.25
IPC分类号C02F11/18; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种污泥红外线加热连续脱水方法及装置，装置包括污泥罐、污泥泵、污泥热交换罐、红外线加热脱水机、热交换水泵。本发明设备，使污泥的含水率降低至30%以下，脱水污泥结构致密，污泥体积小，方便于对其运输、储存及处理。同时，本发明在脱水过程中无需投入化学药剂，减少对环境造成污染。
权利要求书
1.一种污泥红外线加热连续脱水方法，包括以下步骤：
步骤a.浓缩污泥热交换后输送至脱水滤带上，经污泥分布板将污泥分布成均匀污泥层后重力预脱水;
步骤b.用红外线加热污泥，使污泥快速升温至70-90℃，使污泥软化、收缩;
步骤c.压榨污泥，使污泥脱水，脱出水与浓缩污泥热交换，预热浓缩污泥;
步骤d.向脱水滤带喷水冷却，使污泥底部表面温度冷却至65℃以下，持续脱水至污泥含水率降低至30%以下;
步骤e.刮下滤带上块状污泥，脱出水排入污水处理系统;
所述冷却水为与浓缩污泥热交换后的脱出水。
2.根据权利要求1所述的一种污泥红外线加热连续脱水方法，其特征在于所述污泥脱水方法采用红外线加热脱水。
3.一种污泥红外线加热连续脱水装置，它包括污泥罐、污泥泵、污泥热交换罐、污泥分布管、热交换水泵和红外线加热脱水机，污泥泵与污泥罐之间设置连接管道，污泥泵出口与污泥热交换罐之间设置连接管道;污泥热交换罐内部设置热交换管，热交换管入水口与热交换水泵之间设置连接管道，热交换水泵与红外线加热脱水机集水槽之间设置连接管道，热交换管出水口与红外线加热脱水机冷水喷射管之间设置连接管道;污泥分布管与污泥热交换罐之间设置连接管道，污泥分布管位于脱水机滤带上方;所述红外线加热脱水机前端设置污泥分布板，顶部为红外线产生装置，中间设置脱水滤带，滤带下方设置集水槽，滤带后端上方设置压榨辊，滤带后端下方设置冷水喷射管。
4.如权利要求3所述的一种污泥红外线加热连续脱水装置，其特征在于所述污泥分布板横向设置，高度为10-15cm，下边缘与滤带平行;污泥分布板与滤带间距离可调，间距为2-8cm。
5.如权利要求3所述的一种污泥红外线加热连续脱水装置，其特征在于所述红外线产生装置产生的红外线波长范围为0.5-2μm，峰值为1.2-1.3μm，其加热功率可调。
6.如权利要求3所述的一种污泥红外线加热连续脱水装置，其特征在于所述红外线产生宽度为50-150cm，距离脱水滤带两边各5cm。
7.如权利要求3所述的一种污泥红外线加热连续脱水装置，其特征在于所述脱水滤带为封闭循环式，运转速度可调。
8.如权利要求3所述的一种污泥红外线加热连续脱水装置，其特征在于所述滤带后端上方设置压榨辊。
9.如权利要求3所述的一种污泥红外线加热连续脱水装置，其特征在于所述滤带后端下方横向设置一根冷水喷射管。
10.如权利要求3所述的一种污泥红外线加热连续脱水装置，其特征在于所述集水槽位于脱水滤带下方，集水槽宽度与滤带宽度相同，长度与脱水滤带脱水区长度相同，集水槽内设置隔板。
说明书
一种污泥红外线加热连续脱水方法及装置
技术领域
本发明属于环境工程中的污水、污泥处理技术领域，特别是涉及一种污泥红外线加热连续脱水方法及装置。
背景技术
污泥是经各级污水处理后产生的固形物，是污水处理厂不可避免的副产品，废水处理过程中产生了大量的含水污泥。
污泥的主要成分是水分和有机物，污泥中水的存在形式有以下几种：(1)游离水或自由水。与污泥颗粒无关，可通过过滤去除，在不同种类污泥中，其含量变化很大。(2)毛细水。存在于污泥固体颗粒内部毛细管内，由于表面张力作用而存在，一般占污泥非自由水分的20%左右，可离心去除。(3)间隙水。存在于污泥固体颗粒间隙中，为固体颗粒污泥所包围，一般可通过浓缩去除，约占污泥中非自由水分的70%。(4)表面吸附水。又称湿存水，吸附在污泥颗粒表面并形成一层薄的水膜，其含量与颗粒表面特性有关，约占污泥非自由水分的7%，可通过蒸发、离心去除。(5)内部水。又称为结合水，存在于颗粒内部或微生物细胞内，约占污泥非自由水分的3%，靠机械方法难以去除。
污泥脱水是将流态的原生、浓缩或消化污泥脱除水分，转化为半固态或固态泥块的一种污泥处理方法。污泥脱水处理就是要对污泥进行脱水，减少污泥体积，提高污泥的含固率。
传统的污泥脱水方法主要包括机械轧滤脱水、离心脱水等。机械轧滤脱水多采用带式轧滤机或板框压滤机脱水，离心脱水多采卧螺离心机。用板框压滤机脱水，虽然污泥含水率低，但其生产效率低，带式轧滤机脱水或卧螺离心机脱水，虽然可以实现连续生产，脱水后固体污泥含水率仍然较高，一般含水率75%以上。上述脱水方法脱水后，污泥所含有的水分主要以结合水和间隙水的形式存在，难于进一步脱除，而且污泥体积大，不利于污泥的运输和处置。
对于某些工业废水产生的污泥，污泥中含有的主要固态物质存在一软化点，当加热使温度达到其软化点时，固态物质分子开始软化，并包裹其他疏水性污染物质，借助范德华力、氢键、分子间内聚力等作用发生自动收缩，使分子结合紧密，释放结合水分，污泥借助自身内聚收缩力迅速收缩将内部水分挤压出来，结合机械压榨可以快速脱水，冷却后形成块状污泥。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥红外线加热连续脱水方法及装置，实现污泥的高效脱水，减少污泥体积。
为实现上述发明目的，本发明的技术方法为：
一种污泥红外线加热连续脱水方法，包括以下步骤：
步骤a.浓缩污泥热交换后输送至脱水滤带上，经污泥分布板将污泥分布成均匀污泥层后重力预脱水;
步骤b.采用红外线加热污泥，使污泥快速升温至70-90℃，使污泥软化、收缩;
步骤c.压榨污泥，使污泥脱水，脱出水与浓缩污泥热交换，预热浓缩污泥;
步骤d.向脱水滤带喷水冷却，使污泥底部表面温度冷却至65℃以下，持续脱水至污泥含水率降低至30%以下;
步骤e.刮下滤带上块状污泥，脱出水排入污水处理系统。
所述污泥红外线加热连续脱水装置包括污泥罐、污泥泵、污泥热交换罐、红外线加热脱水机、热交换水泵。
其中所述的污泥罐为敞口式圆柱体，内设竖式搅拌机，将排入污泥搅拌均匀。
所述污泥泵与污泥罐之间设置连接管道，污泥泵出口与污泥热交换罐之间设置连接管道。
所述污泥热交换罐内部设置有热交换管，热交换管入水口与热交换水泵之间设置有连接管道，热交换水泵与红外线加热脱水机集水槽之间设置有连接管道，热交换管出水口与红外线加热脱水机冷水喷射管之间设置连接管道。
污泥分布管与污泥热交换罐之间设置连接管道;污泥分布管位于脱水机脱水滤带正上方，横向设置，管口末端封闭;污泥分布管下部开有一排直径1-3cm布泥孔，孔间距2-4cm;布泥孔穿孔范围距离脱水滤带两边各15cm。
所述红外线加热脱水机前端设置污泥分布板，污泥分布板横向设置，位于脱水滤带正上方，高度为10-15cm，下边缘与滤带平行，污泥分布板与下方脱水滤带间距离可调，间距为2-8cm。
所述红外线加热脱水机顶部为红外线产生装置;中间设置脱水滤带，滤带正下方设置集水槽。
所述红外线产生装置产生的红外线波长范围为0.5-2μm，峰值为1.2-1.3μm，其加热功率可调;所述红外线产生宽度为50-150cm，距离脱水滤带两边各5cm。
所述脱水滤带为封闭循环式，滤带材质为多孔合成纤维滤布。
所述脱水滤带由主动驱动辊带动封闭循环，运转速度可调，中间由8-20根支撑辊支撑，支撑辊间距为30-50cm;支撑辊为包胶辊，直径10-15cm。
滤带正上方设置一压榨辊，压榨辊为304不锈钢材质，直径40-80cm。
所述脱水滤带出泥口端滤带下方横向设置一根冷水喷射管，喷射管管内径40-80mm，喷射管与污泥热交换罐内热交换管出水口设置连接管道;冷水喷射管末段封闭，顶部开有一排直径4-8mm孔眼，孔眼间距40-60mm;冷水喷射管冷却水喷射范围宽度与滤带上污泥层宽度相同;冷水喷射管距离红外线加热区域1-3m;孔眼为规则或非规则分布;通过孔眼直径大小及孔眼数目控制水量，使污泥底部表面温度冷却至65℃以下。
所述集水槽位于脱水滤带下方，集水槽宽度与滤带宽度相同，长度与脱水滤带脱水区长度相同，收集脱出水;所述集水槽内设置有隔板，底部设有两根排水管，集水槽底部坡向排水管，坡度0.002-0.005;集水槽热水排水管与热交换水泵之间设置连接管道。
污泥由污泥泵输送至脱水滤带上，经污泥分布板将污泥分布成均匀污泥层后重力预脱水，然后进入红外线加热脱水机。
红外线加热脱水机内，污泥经红外线加热，污泥温度达到70℃以上后开始软化，收缩聚集，污泥内部水分通过压榨由污泥孔隙脱出，透过滤布落入集水槽。污泥脱水后通过喷水冷却，使底部污泥表面降温形成硬块状，利于从滤布上刮除。所述冷却水为与污泥热交换后的污泥脱出水，用于降低污泥底部表面温度，使污泥降温硬化。
一种污泥红外线加热连续脱水装置及其操作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤a.浓缩污泥热交换后输送至脱水滤带上，经污泥分布板将污泥分布成均匀污泥层后重力预脱水;
步骤b.采用红外线加热污泥，使污泥快速升温至70-90℃，使污泥软化、收缩;
步骤c.压榨污泥，使污泥脱水，脱出水与浓缩污泥热交换，预热浓缩污泥;
步骤d.向脱水滤带喷水冷却，使污泥底部表面温度冷却至65℃以下，持续脱水至污泥含水率降低至30%以下;
步骤e.刮下滤带上块状污泥，脱出水排入污水处理系统。
本发明具有以下有益效果：
a.经本发明设备和方法处理，污泥脱水速度快，脱水效率高，脱水后形成的块状污泥含水率低于30%，远低于常规脱水方法;
b.脱水污泥结构致密，污泥体积小，便于运输和处置;
c.本发明脱水方法特别适用于含蜡污泥及含丙烯酸树脂污泥，如对蜡染印花生产废水蜡回收污泥、水性油墨废水酸析污泥，不需要另外投加化学药剂，使污泥快速脱水。