申请日2009.12.24
公开(公告)日2011.06.29
IPC分类号C02F11/12
摘要
一种高含水率污泥的薄膜压力热脱水方法和设备，属于污泥脱水技术领域。其特征在于：将经过常规机械脱水后的污泥布成1mm～10mm的薄膜后，调节热挤压温度和压力进行间壁热挤压脱水，水分以液态形式析出分离，分离出液态水的污泥进一步加以应用。本发明的效果和益处是：能量消耗低，能量利用率高。脱水过程中采用无缝压缩，处理过程中解决了常规设备容易出现的粘壁现象，使整个脱水过程流畅可行。工艺流程简单，可行性高，不引入其他物质，不影响污泥进一步的处理处置及资源化利用。
权利要求书
1.一种高含水率污泥的薄膜压力热脱水方法，其特征在于：将经过常规机械脱水后的污泥布成不超过10mm的薄膜后，调节热挤压温度和压力进行间壁热挤压脱水，水分以液态形式析出分离，得到处理后的污泥。
2.一种高含水率污泥的薄膜压力热脱水设备，其特征在于：将由覆膜装置布成的厚度1mm～10mm的污泥薄层放置于过滤材料之上，过滤材料由刚性过滤材料支架支撑，在污泥侧放置加热加压装置;加热热源可以采用废热蒸汽、烟气余热等，压力由液压装置、重力加压等施压装置施加;通过控制压力、温度及热挤压脱水时间，控制处理后污泥的含水率，挤出的水分经由压出水排出口排出。
说明书
一种高含水率污泥的薄膜压力热脱水方法和设备
技术领域
本发明属于污泥脱水技术领域，涉及到一种高含水率污泥的脱水方法和设备，特别涉及到一种高含水率污泥的薄膜压力热脱水方法和设备。
背景技术
污泥是城镇污水处理的必然产物，含水率高达97%左右，其成分复杂，稳定性差，易发臭，必须进行及时有效地处理。污泥中含有大量的有机成分，可转化为资源加以利用以实现可持续发展。通常浓缩后的污泥直接采用传统的机械脱水方法，如压滤脱水、真空脱水、离心脱水、螺旋压榨脱水进行处理，脱水后污泥含水率通常为80%左右，含水率高，体积大，稳定性差，不能直接作为生物肥料或能源资源(如热解制燃气、半焦固体等或直接燃烧)实现资源化利用。
现有脱水方法不能有效降低脱水污泥含水率，其主要原因在于侧重于考虑脱水过程的外在因素，忽略了污泥与水分结合力的影响。实际上，污泥具有浆态物的特征，其同、液混合状态具有一定的稳定性，施加极大的外加作用力(物理、化学)时才能实现固液分离。因此污泥脱水效率及脱水后含水率是由污泥中水分的特殊物理化学性质决定的，改变或降低污泥中水分的结合形式是降低污泥脱水后含水率的关键。因此，通过采用新的脱水设备和方法，降低污泥颗粒与水分的结合力，实现污泥经济地脱水且脱水后污泥含水率大幅降低是进行污泥处理及资源化利用的关键。下面介绍的几种污泥脱水方法正是基于这一原理提出的。
公开日期为2008年4月30日，公开号为CN101168467A，申请号为200710061231.3的发明专利公开了一种污泥脱水方法，提出将脱水污泥与不混溶于水的置换溶剂混合，经过停留分层后，将污泥与溶剂混合物进行沥液溶剂脱除从而实现污泥脱水。这种方法可降低污泥脱水后含水率，改变污泥物理化学性质，有利于污泥的焚烧利用。但有机溶剂的引入使污泥不能用作生物肥料，且焚烧热解过程中提高了尾气的处理负荷，因此，具体应用还存在壁垒。
公开日期为2007年4月18日，公开号为CN1948192A，申请号为200610016350.2的发明专利公开了一种污泥脱水工艺及装置，提出压滤后污泥辅以超声波调质、压力协同电渗透脱水及吸附脱水，从而实现污泥脱水工艺的交互进行，这一工艺过程耦合多种脱水方法，整条工艺设备复杂，难以操作。
综上，开发一种工艺简单、脱水效率高的污泥脱水方法和设备，经济、快速的脱水污泥中的水分，降低污泥含水率对污泥处理处置具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高含水率污泥的简洁高效的脱水处理方法和设备，提高脱水效率，降低脱水后污泥含水率，为污泥处理和资源化利用提供途径和方法。
本发明的技术方案是采用薄膜压力热脱水方法进行高含水率污泥水分的脱除，通过将热能与机械压力协同作用于薄层污泥，实现污泥水分的快速、高效脱除，降低污泥含水率，以利于污泥焚烧、堆肥等后续处理。
本发明污泥薄膜压力热脱水方法，是将经过常规机械脱水(如压滤脱水、离心脱水等)后的污泥布成1mm～10mm的薄膜后，调节热挤压温度和压力进行间壁热挤压脱水，水分以液态形式析出分离，分离出液态水的污泥进一步加以应用。
本发明污泥薄膜压力热脱水装置，是将由覆膜装置将布成厚度的污泥薄层放置于过滤材料之上，过滤材料由刚性过滤材料支架支撑，然后在污泥侧放置加压加热装置。加热热源可以采用废热蒸汽、烟气余热等，压力由液压装置、重力加压等施压装置施加，压力、温度可以调节。通过控制压力、温度及过程时间，实现液态水的析出。析出的液态水沿压出水排出口排出。由于水是以液态形式分离，不存在水分汽化蒸发过程，无汽化能量消耗，热效率高，脱水效果明显，单位质量污泥脱水能耗降低，脱水后污泥含水率低。
本发明的效果和益处是：
污泥以薄层形式加热脱水，脱水过程中污泥固体浓度梯度小，水分迁移路径短且迁移阻力小，能量消耗低，能量利用率高。加热加压协同作用使在脱水过程中通过降低污泥孔隙率，实现水分向脱水界面的有效迁移，且减少了结壳现象的产生，进而降低了热质传递阻力，实现了能量的有效利用。
污泥脱水过程中采用无缝压缩，处理过程中解决了常规设备容易出现的粘壁现象，使整体脱水过程流畅可行。过程工艺流程简单，可行性高，不引入其它物质，不影响污泥进一步的处理处置及资源化利用。