一種活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥方法及系統，該方法是：(1)含水活性污泥消毒滅菌；(2)滅菌污泥輸送至一個轉動內筒，內筒外側套裝蒸汽夾套；排空內筒和蒸汽夾套內的氣體，通過壓縮機向蒸汽夾套通入蒸汽；(3)干燥過程產生的水蒸汽在內筒與蒸汽夾套之間形成循環。該系統包括滅菌室、螺桿泵和回轉干燥器，回轉干燥器包括外筒、內筒、壓縮機和卸料管，滅菌室的污泥出口與螺桿泵的進料口對接；回轉干燥器包括外筒、內筒、壓縮機和卸料管，外筒和內筒之間的密閉空腔形成蒸汽夾套，內筒的進料端與螺桿泵的出料口對接。本發明專利技術減少了污泥干燥的能耗，能合理調節干燥污泥的含水率，降低污泥干燥過程溫室氣體的排放。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥方法及系統，該方法是：(1)含水活性污泥消毒滅菌；(2)滅菌污泥輸送至一個轉動內筒，內筒外側套裝蒸汽夾套；排空內筒和蒸汽夾套內的氣體，通過壓縮機向蒸汽夾套通入蒸汽；(3)干燥過程產生的水蒸汽在內筒與蒸汽夾套之間形成循環。該系統包括滅菌室、螺桿泵和回轉干燥器，回轉干燥器包括外筒、內筒、壓縮機和卸料管，滅菌室的污泥出口與螺桿泵的進料口對接；回轉干燥器包括外筒、內筒、壓縮機和卸料管，外筒和內筒之間的密閉空腔形成蒸汽夾套，內筒的進料端與螺桿泵的出料口對接。本專利技術減少了污泥干燥的能耗，能合理調節干燥污泥的含水率，降低污泥干燥過程溫室氣體的排放。【專利說明】一種活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥方法及系統
本專利技術涉及一種用于活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥的方法及系統，屬于活性污泥處理
。
技術介紹
活性污泥是污水處理過程產生量最大的一種污泥，隨著城鎮化進程的深入，生活廢水、工業廢水產生量不斷增長，廢水處理成為城鎮化過程必不可少的基礎設施。作為最普遍的污水生化處理方法，該法帶來的活性污泥產量呈現出了令人驚異地快速增長，因此污泥的最終處理受到了廣泛的關注。 一般認為，焚燒和填埋是處理污水廠污泥的較為普遍的方法，但其中不可回避的問題是，僅僅用機械壓濾等措施處理后，污泥的含水率仍達不到以上兩種方法的要求。污泥的進一步脫水成為解決問題的關鍵。 應對大量活性污泥的產生，低成本快速的干燥過程是一個必然的要求。蒸汽機械再壓縮工藝是脫水過程的新方法，如中國專利文獻CN102989181A公開的《復合式單體多效蒸汽機械再壓縮蒸發器》和CN102989181A公開的《一種單體式的多效蒸汽機械在壓縮的蒸發器》，可以達到蒸發過程的節能。CN1546386公開的《機械壓縮蒸餾法海水淡化裝置及方法》，提供了一種多效蒸發的蒸汽壓縮再蒸發的過程。 值得指出的是，蒸汽壓縮再蒸發過程涉及到蒸汽由飽和蒸汽，經絕熱壓縮轉換為過熱蒸汽，再經換熱器冷卻重新變成飽和蒸汽冷凝的過程。由圖1可以看到，水的飽和蒸汽壓曲線和蒸汽機械再壓縮的絕熱壓縮曲線，圖中不同初始溫度的蒸汽絕熱壓縮曲線均遠高于飽和蒸汽壓曲線，即At>> Λ T，因此其差值At-Λ T即為機械能轉換過程的顯熱變化，降低了機械能的利用效率。盡管該過程換熱器兩側的溫差ΛΤ是必不或缺的，過熱蒸汽的溫度曲線遠高于飽和蒸汽的曲線，對應同等水蒸汽壓強狀況下，蒸發和冷凝的溫差△ Τ并不大，結果將反映出該換熱過程所需換熱面積的較大需求。同樣的，隨著壓縮比(排氣與進氣的絕對壓強之比)的增加，過熱蒸汽與飽和蒸汽溫差更趨加大，機械能的利用效率大幅下降。 由圖2中同樣看出，絕熱壓縮出口溫度隨壓縮比的增加而增加，引起的機械能理論消耗迅速增加，特別是初始溫度不同，同樣壓縮比和絕熱壓縮溫差對應的機械能消耗不同，初始溫度越高，機械能消耗越小，而且產生同樣的飽和蒸汽溫差ΛΤ對應的壓縮比不同，初始溫度越高，所需要壓縮比越小。 基于以上分析可以看出，經過絕熱壓縮后的水蒸汽具有適當ΛΤ，可用于某些體系的液態水的蒸發過程，自然也可用于水處理產生污泥的干燥過程。CN103708702A公開的《一種蒸汽壓縮回收余熱的節能污泥干燥裝置》，則是利用了其它系統產生的廢蒸汽經過升壓后，加熱干空氣再用于回轉窯污泥的干燥系統。CN103708697A公開的《機械蒸汽再壓縮熱泵MVR污泥干化系統》和CN203212442U公開的《一種用于污泥干化的機械蒸汽再壓縮熱泵系統》則直接利用干燥過程產生的水蒸氣，經壓縮機絕熱壓縮升溫后，直接用于系統的污泥干燥，可以達到污泥干燥節能的目的。但該技術并未注意到初始溫度對系統機械能消耗的影響，盡管系統增加了輔助電加熱功能。這是以上專利文獻之所以尚未大規模應用的主要原因之一。整體上講，由于污泥進出干燥系統的溫度差全部來源于電能，其實際操作成本仍難以與蒸汽、干熱空氣干燥過程相比。更重要的，大部分污水處理過程的污泥含有大量的活性污泥，活性污泥在干燥升溫過程中，會迅速地產生無氧狀態下的沼氣或有氧狀態下的二氧化碳，這些氣體均為不凝性溫室氣體，在蒸汽機械壓縮系統的循環過程中，將嚴重影響系統的循環過程。由于不凝性溫室氣體不斷的積累，在壓縮冷卻循環過程無汽化潛熱釋放，會造成干燥系統無法正常工作，已有的相關專利文獻中均未注意到相關問題。
技術實現思路
本專利技術針對現有活性污泥蒸汽機械壓縮干燥技術存在的不足，提供一種成本低、干燥效果好的活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥方法，同時提供一種實現該方法的系統。 本專利技術的活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥方法，具體步驟如下: (1)含水活性污泥先進入滅菌室，通過循環熱風將污泥加熱至80-100°C，消毒滅菌，防止后續干燥過程污泥中的微生物產生不凝性溫室氣體； (2)滅菌后的污泥輸送至一個轉動內筒，該內筒外側套裝一個外筒，內筒與外筒之間形成蒸汽夾套；運行前，應首先排空內筒和蒸汽夾套內的空氣以及其它不凝性氣體，通過向蒸汽夾套通入蒸汽保證內筒溫度為60-100°C，并使內筒轉動； (3)內筒中污泥干燥過程產生的水蒸汽通過壓縮機在內筒與蒸汽夾套之間形成循環，壓縮機的壓縮比根據內筒的內外溫差調節，壓縮機的壓縮比控制在1.5-2.1，以保證蒸汽壓縮再循環系統的能效比大于10 ； (4)含水率達到要求的污泥由內筒的尾部卸出。 實現上述方法的活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥系統，采用以下技術方案: 該系統，包括滅菌室、螺桿泵和回轉干燥器；滅菌室的上部設有污泥進口，底部設有污泥出口，滅菌室的頂部設有排氣口，該排氣口與除臭設備連接，滅菌室的外側設有連接滅菌室頂部與底部的循環管道，循環管道上設有循環泵和蒸汽換熱器，滅菌室底部的污泥出口與螺桿泵的進料口對接；回轉干燥器包括外筒、內筒、壓縮機和卸料管，內筒套裝在外筒內，內筒的進料端和出料端均伸出外筒，外筒和內筒之間的密閉空腔形成蒸汽夾套，內筒的內部通過蒸汽管道與壓縮機的入口連接，壓縮機的出口與外筒連接，內筒的進料端與螺桿泵的出料口對接，出料端與卸料管對接，外筒的上部設有排空管，排空管上設有排空閥，外筒的下部設有冷凝疏水管。 螺桿泵上設置有套筒，套筒與螺桿泵之間形成間隙，蒸汽管道連接在該套筒上并與套筒與螺桿泵之間的間隙連通，內筒的進料端套裝在套筒上。內筒中污泥干燥蒸發產生的蒸汽通過套筒與螺桿泵之間的間隙進入蒸汽管道，由壓縮機壓入蒸汽夾套。內筒的進料端與套筒之間設置有密封裝置(密封圈)，以防止外部空氣進入內筒。 內筒的進料端和出料端與外筒之間均設置有密封裝置(密封圈)，以防止外部空氣進入內筒和蒸汽夾套。 卸料管上設置有兩道卸料閥。 內筒與傳動機構連接，實現內筒的旋轉，以保證污泥干燥過程的均勻。 本專利技術在活性污泥干燥之前首先滅菌，防止干燥過程中產生不凝性溫室氣體，同時合理控制干燥過程產生的水蒸汽進出壓縮機的壓縮比，保證了蒸汽壓縮再循環系統的能效，加快了污泥干燥進程，提高了干燥效果。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是水蒸汽絕對壓強與水蒸汽溫度關系圖。 圖2是絕熱壓縮出口溫度與機械能消耗理論值的關系圖。 圖3是本專利技術活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥系統本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種活性污泥滅菌與蒸汽機械壓縮干燥方法，其特征是，包括以下步驟：(1)含水活性污泥先進入滅菌室，通過循環熱風將污泥加熱至80?100℃，消毒滅菌，防止后續干燥過程污泥中的微生物產生不凝性溫室氣體；(2)滅菌后的污泥輸送至一個轉動內筒，該內筒外側套裝一個外筒，內筒與外筒之間形成蒸汽夾套；運行前，應首先排空內筒和蒸汽夾套內的空氣以及其它不凝性氣體，通過壓縮機向蒸汽夾套通入蒸汽保證內筒溫度為60?100℃，并使內筒轉動；(3)內筒中污泥干燥過程產生的水蒸汽通過壓縮機在內筒與蒸汽夾套之間形成循環，壓縮機的壓縮比根據內筒的內外溫差調節，壓縮機的壓縮比控制在1.5?2.1，以保證蒸汽壓縮再循環系統的能效比大于10；(4)含水率達到要求的污泥由內筒的尾部卸出。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇繼新，高雪，孫明明，肖煜昕，張林，孫越，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：發明
國別省市：山東;37
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