申请日2013.09.16
公开(公告)日2015.11.18
IPC分类号C02F11/12
摘要
提供一种污泥处理设备。一种污泥处理设备包括：干燥单元，所述干燥单元用于干燥具有高含水量的净水污泥;燃烧单元，所述燃烧单元用于燃烧在干燥单元中干燥的净水污泥;和传输单元，所述传输单元用于将净水污泥从干燥单元传输至燃烧单元中，其中所述干燥单元包括：中空干燥槽，净水污泥被装填于所述中空干燥槽中，且所述中空干燥槽藉由干燥空气来干燥净水污泥;空气供给构件，所述空气供给构件加热干燥空气，以使干燥空气的饱和蒸汽的量增加，以将加热的干燥空气供应到干燥槽中;和控制单元，所述控制单元用于测量干燥槽的温度、湿度和重量，以控制从空气供给构件供应到干燥槽中的加热的干燥空气的流率和温度，从而对在干燥槽中藉由干燥空气的蒸发进行优化。
权利要求书
1.一种污泥处理设备，包括：
干燥单元，用于干燥具有高含水量的净水污泥;
燃烧单元，用于燃烧在所述干燥单元中所干燥的净水污泥;和
传输单元，用于将所述净水污泥从所述干燥单元传输至所述燃烧单元中，
其中所述干燥单元包括：
中空干燥槽，所述净水污泥被装填于所述中空干燥槽中，且所述中空干燥 槽藉由干燥空气来干燥所述净水污泥;
空气供给构件，用于加热所述干燥空气以使得所述干燥空气的饱和蒸汽的 量增加，以将加热的干燥空气供应到所述干燥槽中;和
控制单元，用于测量所述干燥槽的温度、湿度和重量，以控制从所述空气 供给构件供应到所述干燥槽中的加热的干燥空气的流率和温度，从而对在所述 干燥槽中藉由干燥空气的蒸发进行优化。
2.如权利要求1所述的污泥处理设备，其中所述干燥单元进一步包括称 重传感器，用于感测被装填于所述干燥槽中的净水污泥的重量变化，
其中所述控制单元从所述称重传感器提供的净水污泥的重量变化得到干 燥曲线，以根据所述干燥曲线的斜率来控制供应到所述干燥槽中的干燥空气的 流率和温度。
3.如权利要求1所述的污泥处理设备，其中所述干燥单元进一步包括污 泥测量单元，用于检测被装填于所述干燥槽中的净水污泥的温度和湿度，以将 所检测的温度和湿度提供至所述控制单元，
其中所述控制单元控制所述空气供给构件，以便使所述净水污泥维持在约 90℃至约99℃的温度。
4.如权利要求1所述的污泥处理设备，其中所述干燥单元进一步包括：
空气供给管线测量单元，用于检测供应到所述干燥槽中的干燥空气的温度 和湿度;和
空气排出管线测量单元，用于检测从所述干燥槽排出的干燥空气的温度和 湿度，
其中所述控制单元将由所述空气供给管线测量单元所检测的干燥空气的 温度和湿度与由所述空气排出管线测量单元所检测的干燥空气的温度和湿度 进行比较，以计算从所述净水污泥解吸的水分的量，从而控制所述空气供给构 件。
5.如权利要求1所述的污泥处理设备，进一步包括废热处理单元，通过 利用所述燃烧单元的废热来维持所述干燥槽的温度。
6.如权利要求5所述的污泥处理设备，其中所述干燥槽包括：
内部容器，在其中装填有所述净水污泥;和
外部容器，围绕所述内部容器，
其中在所述内部容器与所述外部容器之间可限定热交换空间，从所述废热 处理单元提供的废热被供应到所述热交换空间中。
7.如权利要求1所述的污泥处理设备，其中所述燃烧单元包括：
燃烧腔室;
圆柱形腔室，可旋转地安装在所述燃烧腔室中，且所述圆柱形腔室具有安 装于其中的传输螺杆;和
加热器，安装在所述燃烧腔室中邻近于所述圆柱形腔室。
8.一种污泥处理方法，包括：
将高含水量的净水污泥进行干燥;和
将所干燥的净水污泥进行燃烧，
其中，在所述净水污泥的干燥中，将具有约100℃或更低温度的干燥空气 供应到装填有所述净水污泥的干燥槽的内部容器中，以藉由所述干燥空气通过 蒸发而除去所述净水污泥的水分。
9.如权利要求8所述的污泥处理方法，其中所述净水污泥的干燥进一步 包括对在所述干燥槽中藉由所述干燥空气的蒸发进行优化。
10.如权利要求9所述的污泥处理方法，其中，在对所述蒸发的优化中， 测量装填于所述干燥槽中的净水污泥的重量变化，以得到所述净水污泥的干燥 曲线，并将预定干燥曲线的斜率与所得的干燥曲线的斜率进行比较，以控制供 应到所述干燥槽中的干燥空气的流率。
11.如权利要求8所述的污泥处理方法，其中，在所述净水污泥的干燥中， 当装填于所述干燥槽中的净水污泥具有低于预定温度的温度时，利用在所述净 水污泥的燃烧中产生的废热来预热所述干燥槽。
12.如权利要求11所述的污泥处理方法，其中，在所述净水污泥的干燥 中，使所述净水污泥维持在约90℃至约99℃的温度。
13.如权利要求8所述的污泥处理方法，其中，在所述净水污泥的干燥中， 检测并比较供应到所述干燥槽中的干燥空气的温度和湿度以及从所述干燥槽 排出的干燥空气的温度和湿度，以计算出从所述净水污泥解吸的水分的量，由 此控制供应到所述干燥槽中的干燥空气的流率。
说明书
用于处理污泥的设备和方法
技术领域
在此披露的本发明涉及用于处理污泥的设备和方法。
发明背景
一般而言，污泥是在污水处理或水净化过程中产生的沉积物，其被称为废 品。由于净水污泥含有不少于约80%的水分，因此这种污泥难以处理。
因此，迄今为止，使用如下的方法来处理污泥：通过厌氧处理使污泥稳定， 然后除湿并掩埋。然而，这种利用厌氧处理的处理方法很难处理随着近来产业 加速进展而增加的那些污泥，因此已经进行了许多研究。
最近，出现这样一种技术和污泥干燥设备，所述技术是通过将具有低含水 量的热空气或冷空气直接供给到存储污泥的设备中来减少污泥的水分，和在所 述污泥干燥设备中，通过将高温热量提供至污泥净水设备中而使污泥处于高温 状态，以便将该污泥中包含的水分蒸发而减小该污泥的重量和体积，由此降低 该污泥的含水量。
然而，由于典型的污泥干燥设备通过采用加热干燥法(旋转窑、圆盘)藉 由使污泥与具有约800℃或更高温度的热空气接触来减少污泥中包含的水分， 因此相较于将污泥排到海里的处置，干燥污泥中水分的能源成本增加了两倍或 更多，而且，还应支付作为用于防止因诸如NOx之类废气所致空气污染的后 处理设施的装置费用的高昂成本。
此外，在典型的污泥干燥设备中，无论如何增加污泥干燥设备的温度以便 增加在污泥的热干燥处理过程中的传热率，但是由于外部的污泥首先吸收了所 有的热能来蒸发水分，故可能会发生传热阻挡，在该传热阻挡中，阻挡了进到 污泥内部的热能供应，该热能供应是水分蒸发所需的。随着污泥因传热阻挡而 相继地从其表面被干燥，干燥污泥内部所需的热能供应被阻挡。
如此这般，相较于所供应的热量，典型的污泥干燥设备会有干燥速率和干 燥速度较低的局限性。
尽管污水污泥可被回收作为农业有机原料，但是由于净水污泥(water purificationsludge)的有机质含量低于污水污泥，因此很难使用净水污泥作为农 业有机原料，诸如肥料等等。为此，已进行了各种研究和尝试，通过利用净水 污泥的主要无机成分是土壤分类中的类粘土且该净水污泥的主要成分是无机 成分的属性，将净水污泥应用于建筑土方材料或陶瓷材料或砖材料等。
由于净水污泥含有较高含量的无机成分，因此净水污泥在约1000℃或更 高的温度下硬化成像金属一样。由于这个原因，在对净水污泥执行与典型的污 水污泥处理工艺相同的工艺的情况下，在处理净水污泥之后硬化的产品应经由 一单独的粉碎工艺进行粉碎。此外，净水污泥的特征在于：具有比污水污泥少 的异味且很容易降低含水量。
典型的污泥处理设备被设计和制造成用于处理所有的污水污泥和净水污 泥(或者净水污泥)，而忽略了净水污泥与污水污泥在水净化方面的特性差异。 因此，在对净水污泥的处理中，由于增加了不必要的工艺，导致典型的污泥处 理设备可能会增加成本并降低成本效益。
发明内容
本发明提供了一种可利用低能量来减少污泥的污泥处理设备。
本发明还提供了一种用来对污泥的干燥进行优化且同时减少污泥中的含 水量的污泥处理设备，因而降低了能耗。
本发明还提供了一种可利用一定量的空气的饱和水蒸汽来干燥污泥的污 泥处理设备。
本发明的特征并不限于前述内容，本领域技术人员从下面的描述中将清楚 地理解未在本文中描述的其它特征。
本发明的实施方式提供了污泥处理设备，所述污泥处理设备包括：干燥单 元，所述干燥单元用于干燥具有高含水量的净水污泥;燃烧单元，所述燃烧单 元用于燃烧在干燥单元中所干燥的净水污泥;和传输单元，所述传输单元用于 将净水污泥从干燥单元传输至燃烧单元中，其中所述干燥单元包括：中空干燥 槽，净水污泥被装填于所述中空干燥槽中，且所述中空干燥槽藉由干燥空气来 干燥净水污泥;空气供给构件，所述空气供给构件加热干燥空气，以使干燥空 气的饱和蒸汽的量增加，以将该加热的干燥空气供应到干燥槽中;和控制单元， 所述控制单元用于测量干燥槽的温度、湿度和重量，以控制从空气供给构件供 应到干燥槽中的加热的干燥空气的流率和温度，从而对在干燥槽中藉由干燥空 气的蒸发进行优化。
在一些实施方式中，所述干燥单元可进一步包括称重传感器(loadcell)，所 述称重传感器用于感测被装填于干燥槽中的净水污泥的重量变化，其中所述控 制单元可从称重传感器所提供的净水污泥的重量变化得到干燥曲线，以便根据 干燥曲线的斜率来控制供应到干燥槽中的干燥空气的流率和温度。
在其它实施方式中，所述干燥单元可进一步包括污泥测量单元，所述污泥 测量单元用于检测被装填于干燥槽中的净水污泥的温度和湿度，以将所检测的 温度和湿度提供至所述控制单元，其中所述控制单元可控制空气供给构件，以 便使净水污泥维持在约90℃至约99℃的温度。
在另一些实施方式中，所述干燥单元可进一步包括：空气供给管线测量单 元，所述空气供给管线测量单元用于检测供应到干燥槽中的干燥空气的温度和 湿度;和空气排出管线测量单元，所述空气排出管线测量单元用于检测从干燥 槽排出的干燥空气的温度和湿度，其中所述控制单元可将由空气供给管线测量 单元所检测的干燥空气的温度和湿度与由空气排出管线测量单元所检测的干 燥空气的温度和湿度进行比较，以计算从净水污泥解吸的水分的量，从而控制 所述空气供给构件。
在再一些实施方式中，所述污泥处理设备可进一步包括废热处理单元，所 述废热处理单元通过利用燃烧单元的废热来维持干燥槽的温度。
在还一些实施方式中，所述干燥槽可包括：装填有净水污泥的内部容器; 和围绕所述内部容器的外部容器，其中可在内部容器与外部容器之间限定热交 换空间，从废热处理单元提供的废热被供应到所述热交换空间中。
在进一步的实施方式中，所述燃烧单元可包括：燃烧腔室;圆柱形腔室， 所述圆柱形腔室可旋转地安装在所述燃烧腔室中，且其中设置有传输螺杆;和 加热器，所述加热器安装在所述燃烧腔室中邻近于所述圆柱形腔室。
在本发明的其它实施方式中，污泥处理方法包括：对高含水量的净水污泥 进行干燥;和对所干燥的净水污泥进行燃烧，其中，在净水污泥的干燥中，将 具有约100℃或更低温度的干燥空气供应到装填有净水污泥的干燥槽的内部 容器中，以利用干燥空气通过蒸发而除去净水污泥的水分。
在一些实施方式中，净水污泥的干燥可进一步包括对在干燥槽中藉由干燥 空气的蒸发进行优化。
在其它实施方式中，在对蒸发的优化中，可测量装填于干燥槽中的净水污 泥的重量变化，以得到净水污泥的干燥曲线，并且可将预定干燥曲线的斜率与 所得的干燥曲线的斜率进行比较，以控制供应到干燥槽中的干燥空气的流率。
在另一些实施方式中，在净水污泥的干燥中，当装填于干燥槽中的净水污 泥具有低于预定温度的温度时，可利用在净水污泥的燃烧中产生的废热来预热 干燥槽。
在再一些实施方式中，在净水污泥的干燥中，净水污泥可维持在约90℃ 至约99℃的温度。
在还一些实施方式中，在净水污泥的干燥中，可检测供应到干燥槽中的干 燥空气的温度和湿度以及从干燥槽排出的干燥空气的温度和湿度，并将二者进 行比较以计算从净水污泥解吸的水分的量，由此控制供应到干燥槽中的干燥空 气的流率。