公布日：2023.10.20
申請(qǐng)日：2023.08.18
分類號(hào)：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/128(2019.01)I
摘要
本發(fā)明屬于污泥處置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種污泥干化方法，包括如下步驟：S1、電化學(xué)破壁：電化學(xué)氧化作用于污泥，使得負(fù)親和勢(shì)電子和強(qiáng)氧化性物質(zhì)破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，細(xì)胞中的水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被釋放；S2、多層布料：濾布在豎直方向上呈S型連續(xù)堆疊在壓干籠內(nèi)，且污泥均布在濾布的相鄰層之間；S3、多層壓干：施加豎直壓力壓榨多層濾布，直至污泥呈固態(tài)的片狀污泥。采用電化學(xué)破壁加薄層、多層壓干，實(shí)現(xiàn)常溫不加藥劑且一步到位的完成污泥含水率從80％左右干化到40％以下，能耗低，無(wú)二次污染，片狀干泥致密，即便浸泡在水中48小時(shí)也不會(huì)變形或松散，便于進(jìn)一步深度烘干至30％以下甚至10％以下，呈無(wú)臭的薄片狀，且無(wú)粉塵產(chǎn)生。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種污泥干化方法，其特征在于：包括如下步驟：S1、電化學(xué)破壁：電化學(xué)氧化作用于污泥，使得負(fù)親和勢(shì)電子和強(qiáng)氧化性物質(zhì)破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，細(xì)胞中的水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被釋放；S2、多層布料：濾布(22)在豎直方向上呈S型連續(xù)堆疊在壓干籠(21)內(nèi)，且污泥均布在濾布(22)的相鄰層之間；S3、多層壓干：施加豎直壓力壓榨多層濾布(22)，直至污泥呈固態(tài)的片狀污泥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥干化方法，其特征在于：還包括步驟S4、深度烘干：多層壓干后，將片狀污泥轉(zhuǎn)移并進(jìn)一步烘干。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污泥干化方法，其特征在于：步驟S4中的片狀污泥含水率≤30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污泥干化方法，其特征在于：步驟S3中的片狀污泥含水率≤40％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污泥干化方法，其特征在于：步驟S2中的相鄰濾布(22)層之間的污泥的厚度范圍為5mm～30mm，步驟S3中的片狀污泥的厚度范圍為2mm～10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污泥干化方法，其特征在于：在步驟S3中，從下至上沿豎直方向施加壓力壓榨多層濾布(22)。
7.一種污泥干化設(shè)備，其特征在于：包括，電化學(xué)裝置(1)，所述電化學(xué)裝置(1)包括電極板，所述電極板產(chǎn)生負(fù)親和勢(shì)電子，同時(shí)與水和鹽分子作用產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)，負(fù)親和勢(shì)電子和強(qiáng)氧化性物質(zhì)破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，細(xì)胞中的水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被釋放；壓干裝置(2)，所述壓干裝置(2)包括壓干籠(21)、濾布(22)、壓桿(23)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述濾布(22)在豎直方向上呈S型連續(xù)堆疊在壓干籠(21)內(nèi)，且污泥均布在濾布(22)的相鄰層之間，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)壓桿(23)從下至上施加豎直壓力壓榨多層濾布(22)；布料裝置(3)，所述布料裝置(3)設(shè)置在壓干籠(21)的側(cè)方，所述布料裝置(3)包括污泥布料機(jī)構(gòu)(31)和濾布布料機(jī)構(gòu)(32)，所述濾布布料機(jī)構(gòu)(32)用于將濾布(22)在豎直方向上呈S型連續(xù)堆疊至壓干籠(21)內(nèi)，所述污泥布料機(jī)構(gòu)(31)用于將經(jīng)過(guò)電化學(xué)裝置(1)后的污泥布料至濾布(22)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥干化設(shè)備，其特征在于：該污泥干化設(shè)備還包括出泥裝置(4)和帶式干燥裝置(5)，所述帶式干燥裝置(5)的輸入端位于出泥裝置(4)的下方以帶走片狀污泥，所述出泥裝置(4)用于將壓干籠(21)內(nèi)的濾布(22)拉出，并使得濾布(22)上的片狀污泥掉落至帶式干燥裝置(5)的輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥干化設(shè)備，其特征在于：該污泥干化設(shè)備還包括污泥混合裝置(6)和污泥泵(7)，所述污泥混合裝置(6)用于將污泥原料混合均勻，所述污泥泵(7)用于將污泥混合裝置(6)內(nèi)的污泥原料輸送至電化學(xué)裝置(1)內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污泥干化設(shè)備，其特征在于：所述污泥混合裝置(6)和壓干裝置(2)均布局在一樓，一樓還設(shè)置有污水罐，所述壓干籠(21)內(nèi)壓出的污水排至污水罐中；所述出泥裝置(4)和帶式干燥裝置(5)均設(shè)置在二樓。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的污泥干化能耗高、易二次污染的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種污泥干化方法及污泥干化設(shè)備。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下，一種污泥干化方法，包括如下步驟：
S1、電化學(xué)破壁：電化學(xué)氧化作用于污泥，使得負(fù)親和勢(shì)電子和強(qiáng)氧化性物質(zhì)破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，細(xì)胞中的水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被釋放；
S2、多層布料：濾布在豎直方向上呈S型連續(xù)堆疊在壓干籠內(nèi)，且污泥均布在濾布的相鄰層之間；
S3、多層壓干：施加豎直壓力壓榨多層濾布，直至污泥呈固態(tài)的片狀污泥。
作為優(yōu)選，還包括步驟S4、深度烘干：多層壓干后，將片狀污泥轉(zhuǎn)移并進(jìn)一步烘干。將壓干的致密的片狀污泥深度烘干到含水率30％以下，保持壓干后的片狀污泥的形狀，且烘干過(guò)程中幾乎沒(méi)有粉塵生成，沒(méi)有粉塵爆炸的威脅，安全可靠。
作為優(yōu)選，步驟S4中的片狀污泥含水率≤30％。片狀污泥，無(wú)臭，作為固廢可以到電廠或者水泥廠摻燒。
作為優(yōu)選，步驟S3中的片狀污泥含水率≤40％。壓干后的污泥可直接炭化，污泥炭可以用于污水、廢氣等治理領(lǐng)域；壓干后的污泥協(xié)同其它城市固廢(如建筑泥漿、土方等)、農(nóng)業(yè)固廢、工業(yè)固廢、河道淤泥等制輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒，再進(jìn)一步生產(chǎn)新型綠色建材。
進(jìn)一步地，步驟S2中的相鄰濾布層之間的污泥的厚度范圍為5mm～30mm，步驟S3中的片狀污泥的厚度范圍為2mm～10mm。片狀污泥的厚度適中，便于后續(xù)進(jìn)一步烘干，甚至可以自然風(fēng)干，提高烘干效率，降低烘干成本。
進(jìn)一步地，在步驟S3中，從下至上沿豎直方向施加壓力壓榨多層濾布。當(dāng)壓榨完成，從下至上繼續(xù)施加壓力便于將濾布頂出出料。
一種污泥干化設(shè)備，包括，
電化學(xué)裝置，所述電化學(xué)裝置包括電極板，所述電極板產(chǎn)生負(fù)親和勢(shì)電子，同時(shí)與水和鹽分子作用產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)，負(fù)親和勢(shì)電子和強(qiáng)氧化性物質(zhì)破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，細(xì)胞中的水分以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被釋放；
壓干裝置，所述壓干裝置包括壓干籠、濾布、壓桿和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述濾布在豎直方向上呈S型連續(xù)堆疊在壓干籠內(nèi)，且污泥均布在濾布的相鄰層之間，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)壓桿從下至上施加豎直壓力壓榨多層濾布；
布料裝置，所述布料裝置設(shè)置在壓干籠的側(cè)方，所述布料裝置包括污泥布料機(jī)構(gòu)和濾布布料機(jī)構(gòu)，所述濾布布料機(jī)構(gòu)用于將濾布在豎直方向上呈S型連續(xù)堆疊至壓干籠內(nèi)，所述污泥布料機(jī)構(gòu)用于將經(jīng)過(guò)電化學(xué)裝置后的污泥布料至濾布上。
作為優(yōu)選，該污泥干化設(shè)備還包括出泥裝置和帶式干燥裝置，所述帶式干燥裝置的輸入端位于出泥裝置的下方以帶走片狀污泥，所述出泥裝置用于將壓干籠內(nèi)的濾布拉出，并使得濾布上的片狀污泥掉落至帶式干燥裝置的輸入端。因地制宜，根據(jù)使用現(xiàn)場(chǎng)的熱源條件優(yōu)先配置，深度烘干的主要熱源有蒸汽、廢熱煙氣、熱水，能源為煤炭、天然氣、生物質(zhì)、電(熱泵)，以蒸汽為例，選配帶式干燥裝置，現(xiàn)有的直接將濕狀的污泥原料均布在帶式干燥裝置的網(wǎng)帶上進(jìn)行烘干，烘干耗能大，烘干后具有很高的粉塵濃度，易燃、易爆；而本申請(qǐng)的帶式干燥裝置是將壓干的致密的片狀污泥深度烘干到含水率10％及以下，保持壓干后的片狀污泥的形狀，且烘干過(guò)程中幾乎沒(méi)有粉塵生成，沒(méi)有粉塵爆炸的威脅，安全可靠。
進(jìn)一步地，該污泥干化設(shè)備還包括污泥混合裝置和污泥泵，所述污泥混合裝置用于將污泥原料混合均勻，所述污泥泵用于將污泥混合裝置內(nèi)的污泥原料輸送至電化學(xué)裝置內(nèi)。提高電化學(xué)反應(yīng)的效率，降低成本。
作為優(yōu)選，所述污泥混合裝置和壓干裝置均布局在一樓，一樓還設(shè)置有污水罐，所述壓干籠內(nèi)壓出的污水排至污水罐中；所述出泥裝置和帶式干燥裝置均設(shè)置在二樓。該污泥干化設(shè)備的整體布局合理緊湊，安全可靠。
本申請(qǐng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，存在以下有益效果：
(1)技術(shù)先進(jìn)：采用電化學(xué)破壁加薄層、多層壓干，可一步到位的完成污泥含水率從80％左右干化到40％以下，片狀干泥致密，即便浸泡在水中48小時(shí)也不會(huì)變形或松散，實(shí)現(xiàn)常溫不加藥劑就能干化到含水率40％以下，壓干脫水能耗特別低，是國(guó)內(nèi)的低成本污泥干化難題的較優(yōu)方案，填補(bǔ)了行業(yè)空白。與深度烘干形成優(yōu)化組合，可以獲得含水率30％以下甚至可以到含水率10％以下的片狀干泥，具有更廣闊的利用價(jià)值；
(2)無(wú)干基增重：污泥薄層、多層壓干脫水過(guò)程中不添加藥劑和材料，不改變?cè)嘈再|(zhì)或變相降低熱值，不增加干泥重量；并且不增加石灰，大幅度減量，產(chǎn)生的干泥熱值高，可作為低值燃料使用；
(3)項(xiàng)目技術(shù)成熟穩(wěn)定：項(xiàng)目成套裝備實(shí)現(xiàn)單元化、模塊化制作，并且已成熟應(yīng)用，效果穩(wěn)定；
(4)運(yùn)行成本低：主要的脫水部分采用薄層、多層壓干不加藥劑和其它耗材、不加熱、電耗低，主要成本是電費(fèi)和人工工資，直接運(yùn)行成本最低；
(5)低碳節(jié)能：如含水80％的污泥從100噸減量到含水40％時(shí)，污泥減量66.7％。繼續(xù)深度脫水，與深度烘干技術(shù)耦合，只需要簡(jiǎn)單烘干即可(如滾筒烘干機(jī)、網(wǎng)帶式烘干機(jī)，甚至自然風(fēng)干)，因?yàn)閴焊珊竽鄩K中的水分更容易烘干，對(duì)比其它污泥干化工藝可節(jié)能60％-90％；
(6)設(shè)備占地面積小：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，設(shè)備可多臺(tái)套科學(xué)合理組合布置，污泥進(jìn)料與出料同方位布置，方便污泥輸運(yùn)；設(shè)備占地小，結(jié)構(gòu)緊湊；
(7)二次污染小：壓干環(huán)節(jié)的出水澄清透明，臭氣量小；深度烘干階段對(duì)外排氣很小，同時(shí)待烘干泥塊的表面積很小使有害物質(zhì)揮發(fā)少、粉塵量更小，基本無(wú)味。因此二次污染小且治理效果好，基本不對(duì)外環(huán)境造成影響。
