一种太阳能污泥干化组合系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能污泥干化组合系统，包括：组合配置的全自动板框压滤设备及全封闭太阳能热泵干燥设备，全封闭太阳能热泵干燥设备主要由热泵工作循环、烘箱及其上安装的太阳能集热器构成，烘箱内设置干燥污泥用的自上而下分布的多层输送带、位于输送带终点的减少污泥粒度至粉末状的多级粉碎装置和可快速干燥污泥的高压电场；所述热泵工作循环包括热泵干燥系统和热泵供热系统，所述热泵供热系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。本实用新型结构简单、维护方便、运行稳定，脱水干化效果好，自动化程度高，而且投资运行成本较低。
【专利说明】 一种太阳能污泥干化组合系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及污泥处理【技术领域】，尤其涉及一种工业印染污泥的太阳能污泥干化组合系统。
【背景技术】
[0002]印染行业是我国的传统支柱产业，也是污染排放较大的产业之一，由于印染废水有机物浓度高、色度高、组分复杂等特点，所以印染废水常采用物理化学法与生物法相结合的方法进行处理。作为水处理的副产物，印染污泥由于含有燃料、浆料、助剂等，成分非常复杂，其中燃料的结构具有硝基和氨基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的生物毒性，对环境的污染很大，属广东省严控废物(HY13)。随着印染废水排放量和污泥量不断增大，一方面国家及地方环境管理部门对工业污泥的监管力度不断加强，另一方面印染企业又难以承受巨大的污泥处理处置费用，污泥处理处置组件成为印染行业可持续发展的瓶颈。因此，如何将印染废水污泥减量并最终实现资源化利用，对我国印染行业的发展具有重大的意义。
[0003]我国的污水处理行业是上世纪80年代才发展起来的，起步较晚，而且对污泥的处置往往滞后于污水的处理。据有关资料表明，目前我国多数城市都配备了污水处理设施，但对占污水总量1%的污泥处理至今处于空白状态，“二次污染”现象严重。城市污泥的处理尚且如此，而作为工业废物的印染污泥，其处理处置将受更多因素的影响。
[0004]近年来，随着市场机制的发展和竞争的加剧，我国印染行业发展快速，并且大部分以中小型企业为主。为了节省投资，尽量压缩环保投资，大部分印染企业的污泥主要是通过减量处理(浓缩、脱水等)、稳定处理(消化等)，然后集中弃置去填埋坑。但由于设计思想的局限，依然存在处理后污泥含水率过高、附加物过多、耗能巨大、运行成本高等问题。随着我国经济的高速发展，土地资源已经出现严重短缺，能够用于传统污泥处理方法的土地越来越少；同时受现有污泥处理设备技术、成本、效能等因素的限制，我国污泥处理的手段与效能与我国经济高速增长的实际状况形成了极大的反差，污泥的处置成为了一个直接影响我国可持续发展、建设和谐社会和创新性国家的棘手问题。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种不仅结构简单、维护方便、运行稳定，脱水干化效果好，自动化程度高，而且投资运行成本较低的太阳能污泥干化组合系统。
[0006]本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的:太阳能污泥干化组合系统包括泥浆罐、破碎机、送风系统、烘干输送设备、电控系统、热风循环管路系统、保温设施、安全装置，还包括组合配置的全自动板框压滤设备及全封闭太阳能热泵干燥除湿设备，所述太阳能热泵干燥除湿设备主要由热泵工作循环、烘箱及太阳能集热器构成，所述烘箱内设置干燥污泥用的自上而下分布的多层输送带、减少污泥粒度至粉末状的多级粉碎装置和可快速干燥污泥的高压电场。
[0007]作为上述方案的改进，所述烘箱内自上而下设置四层输送带，相邻的输送带运动方向相反，所述多级粉碎装置分设于每层输送带终点。
[0008]进一步，所述输送带穿过所述高压电场。
[0009]作为上述方案的改进，所述热泵工作循环包括热泵干燥系统和热泵供热系统，所述热泵供热系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。
[0010]作为上述方案的改进，所述蒸发器还设有旁通路。
[0011]作为上述方案的改进，所述热泵供热系统还包括辅助冷凝器，所述辅助冷凝器的两端分别连通所述压缩机出口及所述冷凝器入口。
[0012]作为上述方案的改进，所述热泵供热系统还包括气液分离器，所述气液分离器的两端分别连通所述蒸发器出口及所述压缩机入口。
[0013]进一步，所述蒸发器下方设有接水盘。
[0014]实施本实用新型，具有如下有益效果:
[0015]1，本实用新型所述的太阳能污泥干化系统采用高压双隔膜板框压滤机及全封闭太阳能污泥干燥烤房，实现了全自动中央控制系统，能够一次性将含水率98%的工业印染污泥处理到含水率45%以下，能耗非常低，亦避免外运水泥厂过程中泄漏，到水泥厂后直接可掺到燃煤里焚烧，最终做到资源化及无害化。
[0016]2，从含水率98%的污泥处理到含水率低于45%的过程中，整个系统处于封闭状态，是极大改善了污泥处理的生产环境，对周遍环境的影响处于最低。
[0017]3，太阳能热泵烘箱内设置污泥多级粉碎装置。污泥由于成块状和团状，在太阳能热泵烘箱内水分很难挥发，脱水难度大。通过大量的实验，在污泥的传输过程中，在多层带式传送装置上配置污泥多级粉碎装置，扩大污泥的接触面积，加快干化的速度，使干化后的污泥成粉末状。
[0018]4，用太阳能热泵干化污泥，采用太阳能和热泵技术，这些都是节能产品，实现了高效节能的目的。大大降低了污泥干化的成本，从而节约了开支。设备可以在污水处理厂内直接与污泥沉淀池对接，将含水率93%~99%的污泥在污水处理厂处理至含水量45%以下后外运，极大地减小污泥的体积和重量，从而大幅度减少外运的费用并杜绝遗撒。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型污泥处理实施例流程示意图。
[0020]图2是本实用新型热泵干燥系统实施例结构示意图。
[0021]图3是本实用新型热泵干燥系统实施例二结构示意图。
[0022]图4是本实用新型热泵干燥系统实施例三结构示意图。
[0023]图5是本实用新型热泵干燥系统实施例四结构示意图。
[0024]附图标记说明:1、热泵工作循环2、烘箱3、太阳能集热器4、高压电场5、辅助蒸发器6、膨胀阀7、压缩机8、冷凝器9、气液分离器10、蒸发器11、旁通路12&13、电磁阀
14、多级粉碎机15、风机16、接水盘
【具体实施方式】[0025]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0026]如图1所示，本实用新型一种太阳能污泥干化组合系统，主要由组合配置的全自动板框压滤设备及全封闭太阳能热泵干燥除湿设备构成，具体包括泥浆罐、高效双隔膜板框压滤机、破碎机、送风系统、太阳能集热器3、高压电场4、烘干输送设备、多级粉碎装置14、电控系统、热风循环管路系统、热泵加热装置、保温设施、安全装置等。泥浆罐从污泥池中提取定量泥浆，输送到高效双隔膜板框压滤机，经压滤后由破碎机破碎、经预干燥后或直接输送到太阳能热泵干燥设备进行干燥，处理后装车。从太阳能热泵烘箱2出来的污泥含水率低于45%，呈粉末状，装车后的污泥经自然堆积成锥形。此烘箱每小时处理污泥I吨，耗电60-70度。
[0027]如图2所示，本实用新型热泵干燥系统实施例结构示意图，太阳能热泵干燥除湿设备包括热泵工作循环1、烘箱2及太阳能集热器3，其中所述烘箱2内设置干燥污泥用的自上而下分布的多层输送带、减少污泥粒度至粉末状的多级粉碎装置14和可快速干燥污泥的高压电场4，烘箱2表面设置太阳能集热器3，收集热量进入烘箱2内。控制柜自动控制调节烘箱2的温度和湿度，温度控制在50-85度之间，湿度控制在40°C以下，对污泥进行加热和抽湿。吸热板是太阳能集热器3中将太阳能转换为热能的关健部件，它对太阳能集热器3性能起重要作用，吸热板的材料种类很多，有铜、铝合金、铜铝复合、不锈钢、镀锌钢、塑胶、橡胶等。在烘箱2内，自上而下设置四层输送带，相邻的输送带的运动方向相反，每层输送带的终点设有多级粉碎装置14，在烘箱2内对污泥再进行多次粉碎，使污泥成粉末状，在烘箱2内设置高压电场4，对污泥进行干燥。烘箱2内设有风机15，可使空气(干燥介质)在烘箱2中不断循环，自下而上穿透污泥层，使污泥表明增加与热空气接触的机会，形成对流换热，强化干燥效果。
[0028]烘箱内的输送带穿过所述高压电场4，对污泥进行干燥，这里高压电场是一综合效应场，它具有离子束(电子束，负离子束一提供电荷、也提供较多的自由电子)的作用，同时又存在电磁场辐射和恒定电场的作用.这些离子束是低能离子，与生物体相互作用过程是三因子合一的效应，即能量沉积效应，质量沉积效应和电荷交换效应。高压电场干燥污泥主要是离子束注入，实现在水分子上能量沉积，电荷交换。一方面离子和水分子发生能量交换，使水分子的能量加大，促进水分子中氢键的断开，使分子团变成单个的水分子，减小单个水集团的体积，为水分子脱出时减小阻力；另一方面离子和水分子发生电荷交换，使水分子的电荷数增加，在电场作用下，水分子所受的电场力增加，这两方面的作用使种子内水分子团的动态平衡向右发展，且在电场力的作用下，污泥内部的自由水向表面移动，污泥表皮中的水分子将直接被拉到空气中去，从而加速了污泥的干燥。由上面可以看出，水分子从污泥内部脱出不发生液态到气态的转化，就能量方面来说，省了汽化的能量，从而节省了能量。
[0029]污泥干燥采用热泵工作循环1，热泵工作循环I包括热泵干燥系统和热泵供热系统。热泵供热系统由压缩机7、冷凝器8、膨胀阀6、蒸发器10构成，利用了设备内液态的吸热制冷剂(冷媒)，通过蒸发器10沸腾汽化，从空气或其它环境介质中采集热能，再通过压缩机7压缩至高温高压状态，通过热交换在冷凝器8中将热能传递至热风中，同时制冷剂冷凝为液态，经膨胀阀6降压后，再次进入蒸发器10，周而复始，不断将外界热能“搬运”至热风中，由于输给压缩机7 —份能量，往往能够搬运2~6份热能，所以更加高效节能。
[0030]本实用新型的热泵干燥系统实施例二，如图3所示。热泵干燥系统有内外两个工作循环，即制冷剂在热泵系统内的循环和干燥介质的干燥循环。制冷剂在蒸发器10中吸收由干燥系统排出的废气中的热量后，使液体蒸发为蒸气；经压缩机7压缩后，送到冷凝器8中，在高压下，热泵制冷剂冷凝液化，放出的高温冷凝热去加热来自蒸发器10的降温除湿的低温干空气，把低温干空气加热到要求的温度后，排入烘箱2作为干燥介质循环使用；液化后的热泵制冷剂经膨胀阀6再次返回到蒸发器10内，如此循环往复。另外，蒸发器10下方设有接水盘16，废气中的大部分水蒸汽在蒸发器10中被冷凝下来，进入接水盘16直接排掉。
[0031]图4是本实用新型热泵干燥系统实施例三结构示意图，在蒸发器10处设置旁通路11，一部分空气可不经过 蒸发器10直接抵达冷凝器8进行热交换，通气量可由控制柜自动控制。在蒸发器10设置旁通路11的目的在于使通过蒸发器10的湿热空气能较好地与蒸发器10中的制冷量相匹配，充分地发挥蒸发器10的除湿能力；同时，还可以调节冷凝器8和蒸发器10的热负荷，使之较好地匹配，以减少损失和强化冷凝器8的换热。
[0032]更优的，在热泵供热系统上增加辅助冷凝器5，辅助冷凝器5的两端分别连通所述压缩机7出口及所述冷凝器8入口，辅助蒸发器5亦设有旁通路，且设有电磁阀12和电磁阀13，可通过控制柜自动控制电磁阀12和电磁阀13的开闭，可以自由选择是否启用辅助冷凝器5。此结构的优势在于控制干燥温度灵活方便，且辅助冷凝器5的换热系数较高，不需要特殊技术的换热器。另外，若采用辅助冷凝器5加热外界空气对污泥进行预干，可以回收这部分温度比较高的冷凝热，节约能源，提高系统效率。
[0033]如图5所示，为本实用新型热泵干燥系统实施例四结构示意图，在压缩机7和蒸发器10之间设有气液分离器9，气液分离器9的两端分别连通蒸发器10出口及所述压缩机7入口。气液分离器9设于压缩机7入口，将制冷剂气液分离，液分离器9的作用是将经过蒸发器10后制冷剂的气体和液体分开，将制冷剂气体送入压缩机7进行再升温，由于制冷剂的压缩比很小，若是液体制冷剂吸进压缩机7中，容易损压缩机7阀片甚至压缩机7的动力部件，起到保护压缩机7的作用，从而在蒸发器10和压缩机7之间设有气液分离器9，减少机组的故障率，同时提闻系统的能效。
[0034]本实用新型与现有技术相比，有如下创新点:
[0035]1、用太阳能热泵干化污泥，采用太阳能和热泵技术，这些都是节能产品，实现了高效节能的目的，大大降低了污泥干化的成本，从而节约了开支。
[0036]2、设备可以在污水处理厂内直接与污泥沉淀池对接，将含水率93%~99%的污泥在污水处理厂处理至含水量45%以下后外运，极大地减小污泥的体积和重量，从而大幅度减少外运的费用并杜绝遗撒。
[0037]3、设备的造价降低，使用维护成本降低，无温室气体排放，更加符合环保要求。
[0038]4、设备实现自动控制方式，自动采集数据，远程监控，操作人员通过远程客户端登录掌握设备各种信息，了解每日处理污泥总量、耗电量、设备各部件运转状态、事故情况；可以24小时连续运转，改善了操作人员的工作条件。
[0039]5、设备可以根据各个污水处理厂的产能和污泥特性配置参数，达到最佳配置。
[0040]6、设备模块化搭建，考虑地区差异，根据不同污泥处理中心的处理量对设备进行合理配置，达到按需定制的目的。此外，模块化结构使得运输极其便利。
[0041]以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种太阳能污泥干化组合系统，包括泥浆罐、破碎机、送风系统、烘干输送设备、电控系统、热风循环管路系统、保温设施、安全装置，其特征在于:还包括组合配置的全自动板框压滤设备及全封闭太阳能热泵干燥除湿设备，所述太阳能热泵干燥除湿设备主要由热泵工作循环、烘箱及太阳能集热器构成，所述烘箱内设置干燥污泥用的自上而下分布的多层输送带、减少污泥粒度至粉末状的多级粉碎装置和可快速干燥污泥的高压电场。
2.如权利要求1所述的太阳能污泥干化组合系统，其特征在于:所述烘箱内自上而下设置四层输送带，相邻的输送带运动方向相反，所述多级粉碎装置分设于每层输送带终点。
3.如权利要求2所述的太阳能污泥干化组合系统，其特征在于:所述输送带穿过所述高压电场。
4.如权利要求1所述的太阳能污泥干化组合系统，其特征在于:所述热泵工作循环包括热泵干燥系统和热泵供热系统，所述热泵供热系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。
5.如权利要求4所述的太阳能污泥干化组合系统，其特征在于:所述蒸发器还设有旁通路。
6.如权利要求5所述的太阳能污泥干化组合系统，其特征在于:所述热泵供热系统还包括辅助冷凝器，所述辅助冷凝器的两端分别连通所述压缩机出口及所述冷凝器入口。
7.如权利要求6所述的太阳能污泥干化组合系统，其特征在于:所述热泵供热系统还包括气液分离器，所述气液分离器的两端分别连通所述蒸发器出口及所述压缩机入口。
8.如权利要求4-7任一项所述的太阳能污泥干化组合系统，其特征在于:所述蒸发器下方设有接水盘。
【文档编号】C02F11/12GK203794763SQ201420070498
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日
【发明者】杜道洪, 李珍珍, 冯智星, 罗志荣 申请人:广州新滔水质净化有限公司