一种减量化的污泥处理装置，主要由卧式螺旋卸料沉降离心机、厌氧发酵装置、双螺旋盘污泥脱水装置、换热器、布袋除尘器和焚烧炉组成。本发明还公开了利用上述污泥处理装置进行污泥干化的方法。本发明工作过程所需热量全部来源于焚烧炉产生的热量；同时对污泥进行厌氧发酵处理，产生的沼气通入焚烧炉内作为助燃燃料，对脱水处理的干化泥饼进行燃烧，最大化的利用污泥自身能量削减污泥量。整个工艺采用热量循环，遵循循环经济理念，使用多种工艺组合使用，采用最低能耗对污泥进行减量化处理，最终只存余少量灰渣，为污泥减量化提供了完整的工艺流程。
1.一种减量化的污泥处理装置，主要由卧式螺旋卸料沉降离心机、厌氧发酵装置、双螺旋盘污泥脱水装置、换热器、布袋除尘器和焚烧炉组成，其中：卧式螺旋卸料沉降离心机整体固定在底座上，卧式螺旋卸料沉降离心机的离心机外壳内的底部安装有集水槽和集泥槽，离心机外壳内水平地安装有转鼓，转鼓中间水平地固定有螺旋转轴，该螺旋转轴的一端连接固定在轴承座上的差速器，该螺旋转轴的另一端设有离心机进料口，螺旋转轴上固定有螺旋盘片，螺旋盘片与转鼓为同方向旋转，通过差速器调整螺旋转轴的转速，与转鼓之间形成一定的转速差，转鼓的一端设有溢流口，转鼓的另一端设有出泥口；卧式螺旋卸料沉降离心机的出泥槽连接厌氧发酵装置；
厌氧发酵装置底部布设有纳米曝气盘，厌氧发酵装置的沼气连接至焚烧炉，厌氧发酵装置的污泥进入双螺旋盘污泥脱水装置内；
双螺旋盘污泥脱水装置的外壳固定在支架上，外壳上开设有空气入口、废气出口和出料口；双螺旋盘污泥脱水装置一端安装有电机，电机驱动该双螺旋盘污泥脱水装置内部水平安置两个平行排列的中心轴同向同速运转；两个中心轴均为中空结构，中心轴的一端设有通入蒸汽的进气孔，中心轴的另一端设有排水孔；
两个中心轴上水平安置两个平行排列的螺旋转盘，螺旋转盘的一侧较厚，螺旋转盘靠近支架一段的盘片表面光滑，其余段的盘片的表面布满小孔；
双螺旋盘污泥脱水装置的出料口连接焚烧炉，焚烧炉的烟气通过布袋除尘器连接换热器。
2.根据权利要求1所述减量化的污泥处理装置，其中，螺旋转轴上固定有大螺旋盘片和小螺旋盘片，大螺旋盘片靠近差速器一端，小螺旋盘片靠近离心机进料口一端。
3.根据权利要求1所述减量化的污泥处理装置，其中，双螺旋盘污泥脱水装置的外壳为钢板卷成的椭圆形外壳或8字形外壳。
4.根据权利要求1所述减量化的污泥处理装置，其中，双螺旋盘污泥脱水装置、厌氧发酵装置、换热器外壳外部有保温层，避免热量损失。
5.根据权利要求1所述减量化的污泥处理装置，其中，双螺旋盘污泥脱水装置的螺旋转盘中表面光滑的盘片长度占整个盘片长度的三分之二。
6.利用权利要求1所述污泥处理装置进行污泥干化的方法：
污泥导入卧式螺旋卸料沉降离心机进行离心脱水处理，卧式螺旋卸料沉降离心机排泥槽中的一部分污泥导入焚烧炉内焚烧，另一部分污泥进入厌氧发酵装置进行厌氧发酵；
厌氧发酵装置中污泥在厌氧条件下发酵产沼气，产生的沼气导入焚烧炉内作为助燃燃料使用，发酵后装置内加压加温开启纳米曝气机进行间歇曝气，之后底泥全部碳化后导入双螺旋盘污泥脱水装置进行干化，上清液排除；
双螺旋盘污泥脱水装置中心轴的进气孔通入蒸汽，在蒸汽潜热释放的过程中进行换热，降低污泥的含水率，污泥的水汽自双螺旋盘污泥脱水装置的废气出口排出，空气自空气入孔补入；排水口流出的高温水经过加热成为蒸汽进气口原料循环使用，并使用焚烧炉内产生的热量加热，降低热损失；
由卧式螺旋卸料沉降离心机离心后的污泥与双螺旋盘污泥脱水装置干化的污泥混合，在焚烧炉内沼气的助燃作用下焚烧。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，卧式螺旋卸料沉降离心机的离心速度为
8.根据权利要求6所述的方法，其中，双螺旋盘污泥脱水装置中通入的蒸汽为
9.根据权利要求6所述的方法，其中，厌氧发酵装置内温度不低于35℃。
一种减量化的污泥处理装置及污泥干化方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种减量化的污泥处理装置。
[0002] 本发明还涉及利用上述装置进行污泥减量化的方法。
背景技术
[0003] 2009年，我国城镇污水处理量达280亿吨，湿污泥(含水量80％，下同)产生量为2005万吨，相当于日产湿污泥5.5万吨。按“十一五”期间污水处理量年均增长12％计算，
2010年我国污水处理厂湿污泥产生量将达2300万吨。而且随着建污水处理厂大批投运，保守估计我国城镇污水处理厂湿污泥产量将达到年均增长15％，所以对于污泥的减量化处理刻不容缓。
[0004] 现有污泥减量化处理技术对能源消耗较大，单独采用潜热交换虽然可以大幅度去除污泥中水份，但对污泥减量化效果不佳；单独采用焚烧法处理污泥，对能源消耗又过大。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种减量化的污泥处理装置。
[0006] 本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置进行污泥干化的方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供的减量化的污泥处理装置，主要由卧式螺旋卸料沉降离心机、厌氧发酵装置、双螺旋盘污泥脱水装置、换热器、布袋除尘器和焚烧炉组成，其中：
[0008] 卧式螺旋卸料沉降离心机整体固定在底座上，卧式螺旋卸料沉降离心机的离心机外壳内的底部安装有集水槽和集泥槽，离心机外壳内水平地安装有转鼓，转鼓中间水平地固定有螺旋转轴，该螺旋转轴的一端连接固定在轴承座上的差速器，该螺旋转轴的另一端设有离心机进料口，螺旋转轴上固定有螺旋盘片，螺旋盘片与转鼓为同方向旋转，通过差速器调整螺旋转轴的转速，与转鼓之间形成一定的转速差，转鼓30的一端设有溢流口，转鼓的另一端设有出泥口；卧式螺旋卸料沉降离心机的出泥槽连接厌氧发酵装置；
[0009] 厌氧发酵装置底部布设有纳米曝气盘，厌氧发酵装置的沼气连接至焚烧炉，厌氧发酵装置的污泥进入双螺旋盘污泥脱水装置内；
[0010] 双螺旋盘污泥脱水装置的外壳固定在支架上，外壳上开设有空气入口、废气出口和出料口；双螺旋盘污泥脱水装置一端安装有电机，电机驱动该双螺旋盘污泥脱水装置内部水平安置两个平行排列的中心轴同向同速运转；两个中心轴均为中空结构，中心轴的一端设有通入蒸汽的进气孔，中心轴的另一端设有排水孔；
[0011] 两个中心轴上水平安置两个平行排列的螺旋转盘，螺旋转盘的一侧较厚，螺旋转盘靠近支架一段的盘片表面光滑，其余段的盘片的表面布满小孔；
[0012] 双螺旋盘污泥脱水装置的出料口连接焚烧炉，焚烧炉的烟气通过布袋除尘器连接换热器。
[0013] 所述减量化的污泥处理装置，其中，螺旋转轴上固定有大螺旋盘片和小螺旋盘片，大螺旋盘片靠近差速器一端，小螺旋盘片靠近离心机进料口一端。
[0014] 所述减量化的污泥处理装置，其中，双螺旋盘污泥脱水装置的外壳为钢板卷成的椭圆形外壳或8字形外壳。
[0015] 所述减量化的污泥处理装置，其中，双螺旋盘污泥脱水装置、厌氧发酵装置、换热器外壳外部有保温层，避免热量损失。
[0016] 所述减量化的污泥处理装置，其中，双螺旋盘污泥脱水装置的螺旋转盘中表面光滑的盘片长度占整个盘片长度的2/3。
[0017] 本发明提供的利用上述污泥处理装置进行污泥干化的方法：
[0018] 污泥导入卧式螺旋卸料沉降离心机进行离心脱水处理，卧式螺旋卸料沉降离心机排泥槽中的一部分污泥导入焚烧炉内焚烧，另一部分污泥进入厌氧发酵装置进行厌氧发酵；
[0019] 厌氧发酵装置中污泥在厌氧条件下发酵产沼气，产生的沼气导入焚烧炉内作为助燃燃料使用，发酵后装置内加压加温开启纳米曝气机进行间歇曝气，数小时之后底泥全部碳化后导入双螺旋盘污泥脱水装置进行干化，上清液排除；
[0020] 双螺旋盘污泥脱水装置中心轴的进气孔通入蒸汽，在蒸汽潜热释放的过程中进行换热，降低污泥的含水率，污泥的水汽自双螺旋盘污泥脱水装置的废气出口排出，空气自空气入孔补入；排水口流出的高温水经过加热成为蒸汽进气口原料循环使用，并使用焚烧炉内产生的热量加热，降低热损失；
[0021] 由卧式螺旋卸料沉降离心机离心后的污泥与双螺旋盘污泥脱水装置干化的污泥混合，在焚烧炉内沼气的助燃作用下焚烧。
[0022] 所述的方法，其中，卧式螺旋卸料沉降离心机的离心速度为2000-7000r/min。
[0023] 所述的方法，其中，双螺旋盘污泥脱水装置中通入的蒸汽为120-240℃。
[0024] 所述的方法，其中，厌氧发酵装置内温度不低于35℃。
[0025] 本发明是基于潜热交换、焚烧法的耦合工艺，提供的双螺旋盘污泥脱水装置，无需设置刮泥板、推进器，其工作过程所需热量全部来源于焚烧炉产生的热量；同时对污泥进行厌氧发酵处理，产生的沼气通入焚烧炉内作为助燃燃料，对双螺旋盘污泥脱水装置处理的干化泥饼进行燃烧，最大化的利用污泥自身能量削减污泥量。整个工艺采用热量循环，遵循循环经济理念，使用多种工艺组合使用，采用最低能耗对污泥进行减量化处理，为污泥减量化提供了完整的工艺流程。
附图说明
[0026] 图1是本发明减量化的污泥处理装置的结构示意图。
[0027] 附图中主要组件符号说明：
[0028] 1差速器；2卧式螺旋卸料沉降离心机；3离心机外壳；4大螺旋盘片；5小螺旋盘片；6离心机进料口；7厌氧发酵装置；8电机；9脱水装置进口；10螺旋转盘；11双螺旋盘污泥脱水装置；12空气入口；13双螺旋盘污泥脱水装置外壳；14中心轴；15废气出口；16换热器；17布袋除尘器；18过滤袋；19焚烧炉；20隔栏；21集灰槽；22灰斗；23进气孔；24出料口；25支架；26排水孔；27集泥槽；28出泥口；29分料口；30转鼓；31底座；32集水槽；33溢流口；34轴承座；35螺旋转轴。
具体实施方式
[0029] 请参阅图1。本发明提供的减量化的污泥处理装置，主要由卧式螺旋卸料沉降离心机、厌氧发酵装置、双螺旋盘污泥脱水装置、换热器、布袋除尘器和焚烧炉组成，其中：
[0030] 卧式螺旋卸料沉降离心机2整体固定在底座31上。卧式螺旋卸料沉降离心机2的离心机外壳3内的底部安装有集水槽32和集泥槽27，离心机外壳3内水平地安装有转鼓30，转鼓30中间水平地固定有螺旋转轴35，该螺旋转轴35的一端连接固定在轴承座34上的差速器1，该螺旋转轴35的另一端设有离心机进料口6，螺旋转轴35上固定有大螺旋盘片4和小螺旋盘片5，大螺旋盘片4靠近差速器1一端，小螺旋盘片5靠近离心机进料口6一端。大螺旋盘片4和小螺旋盘片5与转鼓30为同方向旋转，通过差速器1调整螺旋转轴35的转速，与转鼓之间形成一定的转速差，使大螺旋盘片4和小螺旋盘片5的转速高于或低于转鼓30的转速。螺旋转轴35上设有分料口29，污泥自离心机进料口6进入螺旋转轴35并流动至分料口29后进入离心机进行离心处理。
[0031] 转鼓30靠近大螺旋盘片4的一端设有溢流口33，转鼓30靠近小螺旋盘片5的一端设有出泥口28。物料由螺旋转轴35的进料口6进入进行离心脱水处理，在转鼓30与大、小螺旋盘片的作用下，转鼓产生强大的离心力把比液相密度大的固相颗粒沉降到转鼓内壁，分离出的清液从溢流口33排出，收集在集水槽32中。由于大、小螺旋盘片和转鼓的转速不同，二者存在有相对运动(即转速差)，把沉积在转鼓内壁的固相推向出泥口28排出落入集泥槽27内，一部分污泥导入后续的焚烧炉19内焚烧，另一部分污泥进入厌氧发酵装置7内发酵产气，发酵产生的沼气导入焚烧炉19内，发酵后装置内加压加温(温度为120～200℃，压力为2～6Mpa)开启纳米曝气机进行间歇曝气，4小时后底泥导入双螺旋盘污泥脱水装置11进行干化，上清液排除。厌氧发酵装置7外部有一保温层。本发明利用纳米曝气装置达成低温低压有机污泥碳化工艺，纳米气泡的爆破性产生的局部高温功能、ζ电位和羟基自由基可以促使有机物快速碳化，使污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，可以同时改善脱水性能。随水热反应温度和压力的增加，颗粒碰撞增大，颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏，使束缚水和固体颗粒分离。
[0032] 双螺旋盘污泥脱水装置11的外壳13为钢板卷成的椭圆形外壳或8字形外壳，外壳外部有一保温层，外壳上开设有空气入口12、废气出口15和出料口24。双螺旋盘污泥脱水装置11的外壳固定在支架25上，该双螺旋盘污泥脱水装置11一端安装有电机8，电机8驱动该双螺旋盘污泥脱水装置11内部水平安置两个平行排列的中心轴14同向同速运转，并可以根据污泥所需干化程度调节中心轴14的转速。两个中心轴14均为中空结构，中心轴14的一端设有通入蒸汽的进气孔23，中心轴14的另一端设有排水孔26。
[0033] 两个中心轴14上水平安置两个平行排列的螺旋转盘10，螺旋转盘10的一侧较厚，较厚的盘片可以通过在该侧的盘片上加设固定若干个加厚片来实现加厚，固定有加厚片一侧与未固定有加厚片的一侧相合后留有较大有缝隙，相互之间可以起到刮泥作用，防止污泥淤积在螺旋转盘表面，影响热量传递。螺旋转盘10靠近支架25一段的盘片表面光滑(表面光滑的盘片长度约占整个盘片长度的2/3)，其余段的盘片的表面布满小孔。污泥在双螺旋盘污泥脱水装置11进行最终干化，使污泥含水率可降至30％-40％乃至全干。
[0034] 经双螺旋盘污泥脱水装置11干化后低含水率的污泥进入焚烧炉19内与卧式螺旋卸料沉降离心机2处理后污泥混合，在厌氧发酵装置产生的沼气助燃作用下同时焚烧，进行污泥减量化，焚烧后的灰渣直接填埋处理。
[0035] 焚烧炉19的烟气通过布袋除尘器17的过滤袋18去除其中烟尘，并通过换热器16利用烟尘中的热量加热蒸汽，避免能量损失。换热器外壳外部有一保温层，避免热量损失。焚烧炉19的下部设有一隔栏20，隔栏20的下方为集灰槽21，用于收集焚烧后的灰份。过滤袋18的下部设有灰斗22，用于收集过滤的灰份。
[0036] 本发明的减量化的污泥处理装置用于污泥干化的方法中，其主要过程包括：
[0037] 将污泥导入卧式螺旋卸料沉降离心机进行离心脱水处理，卧式螺旋卸料沉降离心机右侧排泥槽中的污泥一部分导入后续焚烧炉内焚烧，另一部分进入厌氧发酵装置进行厌氧发酵。
[0038] 厌氧发酵装置中污泥在厌氧条件下发酵产沼气，产生的沼气导入后续的焚烧炉内作为助燃燃料使用，发酵后的污泥直接导入双螺旋盘污泥脱水装置进行干化；
[0039] 双螺旋盘污泥脱水装置中心轴的一端通入蒸汽，在蒸汽潜热释放的过程中进行换热，降低污泥的含水率，污泥的水汽自双螺旋盘污泥脱水装置的废气出口排出，空气自空气入孔补入；排水口流出的高温水经过加热成为蒸汽进气口原料循环使用，并使用焚烧炉内产生的热量加热，最大程度降低热损失。
[0040] 双螺旋盘污泥脱水装置的脱水污泥与卧式螺旋卸料沉降离心机的离心污泥混合导入后续的焚烧炉，在厌氧发酵产生沼气的助燃作用下焚烧，进行污泥减量化。
[0041] 在上述方法中：
[0042] 卧式螺旋卸料沉降离心机的离心速度为2000-7000r/min。双螺旋盘污泥脱水装置中通入的蒸汽为120-340℃。厌氧发酵装置内温度不低于35℃。
