專利名稱:將污泥處理為顆粒的處理方法
技術領域:
本發明涉及一種處理污泥的處理方法,尤其涉及一種將來自城市污水廠的污水污泥處理為顆粒尺寸相等的顆粒的處理方法,該方法通過加熱污泥進行預脫水,將預脫水材料形成為顆粒,之后干燥顆粒,所述材料預脫水為大于40%的干燥比例,并且在顆粒化的過程中經過沖孔板饋送。
本發明還涉及一種執行上述處理方法的處理工廠。
背景技術:
EP-B-781741公開了一種前述類型的處理方法,其中,污水污泥在薄膜脫水器中進行預脫水,從而具有40%到60%的干燥比例,隨后經過制粒機的、以篩網形式布置的孔擠壓成大量的股,不再對所述制粒機進行進一步的說明。通常將孔的寬度或直徑定在3到10mm之間,優選5到6mm,但是已經發現,對于相對較高的40到60%的干燥比例以及小于5mm的孔寬度,孔內的流動阻抗很高,因此制粒機的驅動阻抗也很高。此外,由于擠壓位于孔間區域內的泥糊(pasty),會導致出現非常高的驅動阻抗。但是,在要生產的顆粒的顆粒尺寸小于5mm的情況下,已知的處理方法尤其不適于城市污水污泥的處理。在這種情況下,由于城市污水污泥中含有一定比例的毛發,在制粒機的沖孔板上形成類似氈板的阻擋層,防止污泥的進一步傳送。
從DE928686可知一種用于制粒機的實施例,其能夠明顯地擠壓材料,并且具有孔被毛發堵塞的風險。
為了生產出顆粒尺寸小于5mm的小顆粒尺寸顆粒,所述顆粒例如是用作燃料或者草地肥料所需的,已知的處理方法需要在干燥顆粒之后粉碎顆粒,伴隨生成灰塵。由于不能得到均勻的顆粒尺寸,因此需要隨后對該材料進行分類,隨著而來的是額外的設備成本,并且返回到制粒機上游的處理階段的較早階段。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種操作可靠的前述類型的處理方法,該方法適于處理包括纖維組分的污泥,例如來自城市污水系統的污泥,該方法能夠以相對有限的設備成本和較低的操作成本,生成高密度和高阻抗的極精細的顆粒,顆粒的顆粒尺寸小于5mm。
對于前述類型的處理方法,本發明通過以下途徑解決所述技術問題通過至少一個饋送元件經過沖孔板的孔進行饋送,該饋送元件在沖孔板的饋送側面上方行進,并且和該沖孔板之間形成楔狀間隙,這樣,通過在楔狀間隙中的行進運動,生成經沖孔板進行饋送的壓力,從孔中擠出的材料股被刀狀的分離裝置分開,該分離裝置在沖孔板的排放側面上方行進。
以下參照附圖詳細描述本發明,附圖中圖1是用于執行該處理方法的工廠的實施例的示意圖;圖2是圖1所示處理工廠的制粒機的徑向剖視圖;圖3是承載饋送元件的轉子的透視圖;圖4是根據本發明的制粒機的透視圖,其中,該制粒機的部件部分地彼此分開;圖5是圖3所示轉子的平面透視圖;圖6是制粒機外殼的透視圖;圖7是饋送元件和分離裝置之間的連接關系的示意圖,所述連接關系對應于環形路徑上的所述布置的一種分布形式。
具體實施例方式
如圖1所示,處理工廠基本包括薄膜脫水機1、絲杠傳送件2、制粒機3、帶干燥器4和管系5,該管系用于傳送氣流,以便熱回收。
污泥通過例如圖中未示出的沖孔帶壓機進行預增稠,從而具有18%到30%的干燥比例,然后通過連接件5將污泥供應至薄膜脫水機1,并通過和驅動裝置7相連的大面積饋送元件分配到脫水機的加熱鼓面6上。脫水所得的濕氣通過管線9以氣流的形式供應給用作冷凝器的熱交換器10,并被收集在冷凝水箱11中。
經過如上預脫水的污泥通過出口連接管12離開薄膜脫水機1,所得到的泥糊稠度(pasty consistency)對應于40%到75%的干燥比例,所述出口連接管12導向絲杠傳送件2,絲杠傳送件2將污泥傳送到制粒機3中。由于所述傳送,會在制粒機3中產生堆積,因此,在制粒機3中累積壓力。但是,制粒機3中壓力也可以是由于薄膜脫水機1的過壓操作而導致或額外產生的。根據本發明,由污泥形成并以具有均勻顆粒尺寸的形式離開制粒機3的材料的顆粒尺寸明顯小于5mm,例如是3mm。
在材料滴落到帶干燥器4的第一帶3上之前,其向熱空氣流暴露,以便進一步得到干燥,所述空氣流例如是通過管線14從帶干燥器4的干燥空氣流入管線25’分流而來的,并且該空氣流隨后和顆粒流一起進入帶干燥器4。
帶干燥器4包括從上疊加的、可透過空氣的傳送帶13至17。可透過空氣傳送帶13至17的最下方一個17位于由分隔件18和未示出的鎖定件19分開的冷卻區域20,經管線21循環的冷卻空氣穿過該區域。
離開帶干燥器4的產品的干燥比例大約是90%。其顆粒具有小至例如2mm的均勻尺寸,這樣,污水污泥干燥所得的產品具有新的使用途徑,例如,高爾夫球場的肥料或者氣動饋送的燃料材料。該顆粒具有足夠的硬度,從而防止產生不希望的灰塵。
對于將在下文中詳細描述的制粒機,優選地將污泥預脫水至具有相對較高的稠度,其干燥比例高達75%。其可以有限的能量消耗而達到,因為提取的熱能和經過管線9的蒸汽一起通過熱交換器10供應給帶干燥器4,其中,與在冷卻器26中冷卻的帶干燥器4的干燥氣流進行熱交換。
用于在帶干燥器4的較熱靠上部分進行干燥的空氣通過風機24經過管線25循環,其中,流經冷卻器26和熱交換器20,用作來自薄膜脫水機1的空氣流的冷凝劑,以及加熱器27。通過風機經由空氣冷卻器29在管線21中循環冷卻氣流。
顆粒化的最佳干燥度有賴于材料的性質,因此,應針對不同的情況對其進行確定。較高的干燥度對制粒機3的操作也有幫助,有助于切斷從制粒機出來的纖維或毛發。還有一個驚人的發現即使在60到75%的很低的濕度下,仍然可以以2至4mm的孔寬度進行制粒,而不會阻塞孔。這是因為移動到楔形間隙61中的污泥的觸變特性(thixotropicbehavior)。
制粒機3具有鐘形外殼30,該外殼帶有側向定位的上入口連接部分31,用于接收從預脫水機1供應的污泥。連接件32從外殼30的中部向上延伸,用以借助端部凸緣33和旋轉驅動裝置34相連,該旋轉驅動裝置在圖1中概要示出,用于驅動被外殼30包圍的轉子35并且通過兩個軸承37、38引導驅動軸36。
鐘形外殼30向下終止于凸緣40。在凸緣40和凸緣環41之間保持著環形沖孔板或盤42,其在下方封閉(bounds)污泥腔43,該污泥腔由鐘形轉子35限定出。沖孔板42的內緣44被保持在一對凸緣45和45’之間。該對凸緣中的一個通過徑向導向的支持臂46和轂47(hub)相連,該轂通過徑向軸承48和48’支持在圍繞中心驅動軸36的箍圈49上。但是,可以通過沖孔板42的抗撓剛性結構省略對沖孔板的內部支持,例如,通過其沿軸36的方向稍微向上呈現錐形。
在內部限定出污泥腔43的轉子35在鐘形轂體60的周圍上帶有例如三個轉子刃狀饋送元件50、51和52,所述饋送元件的刀刃狀推進邊緣53、54和55在彈簧機構56的張力的作用下壓配在沖孔板42的饋送側面上,該彈簧機構例如構造成杯形彈簧。該推進邊緣53-55在沖孔板42面向污泥腔43的表面的整個寬度上延伸,在沖孔板上設置孔62。轉子35的鐘形轂體60的下周邊緣57壓配在沖孔板42和凸緣45上,從而在內部徑向密封污泥腔43。通過環形密封件58進一步密封污泥腔43,該環形密封件58例如以填塞盒的形式圍繞圓柱形轂體部件59的周圍,轉子35的鐘形轂體60延伸到該圓柱形轂體部件59中。
由于轉子刃狀饋送元件50、51和52具有很小的螺旋上升角、尤其是在最狹窄的楔間隙區域附近,所以其和沖孔盤42的饋送側面形成銳角,這樣,它們和沖孔盤42一起形成楔形的狹窄饋送室61。污泥糊沿著由于饋送元件50、51和52與沖孔板42之間的相對運動而逐漸變窄的間隙的方向移動,并隨后受到足夠的壓力而經過沖孔板42的相對較小的孔62。由于污泥的觸變特性,饋送室61中發生的攪拌運動可以改進污泥的流動特性,因此,盡管污泥具有對應于60至70%的優選干燥比例的、較高的污泥稠度,上述攪拌有助于經過窄孔進行饋送,并且這種饋送以相對較低的壓力梯度進行。由于污泥的經過徹底的預脫水而具有高達75%的干燥比例,穿過孔62的材料股63具有一定的強度,該強度有助于利用分離裝置64從沖孔板42的其成粒分離,包括切斷材料中包含的纖維。
所述至少一個分離裝置64以刮板刃的形式壓配在沖孔板42的傳送側面上,其在各種情況下通過分離臂65、66和67連接在轂體部件68上,該轂體部件68與驅動軸36和圍繞軸36的箍圈49可移動地驅動配合。彈簧機構56將刀狀分離裝置64彈性地壓靠在沖孔板42的傳送側面上,該彈簧機構例如包括壓配到螺絲箍70上的杯形彈簧,該螺絲箍的螺紋和箍圈49配合。彈簧機構56的力通過箍圈49和箍圈49的上凸緣69傳遞給轉子35的轂,這樣,沖孔板42在彈簧機構56的張力作用下卡緊在轉子刃狀饋送元件50、51和52和分離裝置64之間。
為了防止經過饋送元件50、51和52的污泥糊填充在污泥腔43中,在該污泥腔43固定隔板狀引導件72,其傾斜位置將流入的污泥偏轉到沖孔板42的方向上,以便污泥通過饋送元件50、51和52與沖孔板42之間的間隙空間61。
與所述實施例不同,以一種運動學相反的方式,將饋送元件以未示出的方式固定到制粒機3的外殼30上,而且代替地,可以將沖孔板42連接到驅動軸36上。在這種情況下,仍然可以將分離裝置64牢固地連接在外殼30上。
還可以獨立于饋送元件通過驅動分離裝置來切斷從沖孔板42饋送出來的顆粒股63,例如,其可以包括12個徑向布置的刀元件,其設置在公共的刀架上,并且通過定位在外部的提升裝置沿著沖孔板的周向在各情況下前后運動30。
權利要求
1.一種處理污泥的處理方法,該方法尤其適于將城市污水工廠的污水污泥處理成具有相同顆粒尺寸的顆粒,通過加熱污泥而進行預脫水,從預脫水材料生產顆粒,并且之后對所生產的顆粒進行干燥,所述材料經預脫水而具有高于40%的干燥比例,然后在經過沖孔板的孔進行粒化的過程中饋送所述材料,其中,通過至少一個饋送元件(50、51、52)經過沖孔板(42)的孔(62)進行饋送,該饋送元件在沖孔板(42)的饋送側面上方行進,并與其形成楔形間隙空間(61),這樣,通過所述楔形間隙空間(61)中的行進運動產生經過沖孔板(42)進行饋送的壓力,從孔(62)擠壓出來的材料股(63)被刀狀分離裝置(64)切斷,該分離裝置在沖孔板(42)的釋放側面上方行進。
2.如權利要求1所述的處理方法,其中,將所述材料制成干燥比例為40至75%的顆粒。
3.如權利要求2所述的處理方法,其中,將所述材料制成干燥比例為60至70%的顆粒。
4.如權利要求1所述的處理方法,其中,經過沖孔板(42)的孔(62)進行饋送時,該孔具有在2mm至4mm范圍內的相同的孔寬度。
5.如權利要求4所述的處理方法,其中,所述材料股(63)被切割成具有2mm至4mm的長度。
6.如權利要求1所述的處理方法,其中,除了將所述材料供應給所述至少一個饋送元件(50、51、52)的壓力之外,在所述楔形間隙空間(61)內形成饋送壓力,這樣,在沖孔板(42)的饋送側面和釋放側面之間還存在壓力差,該壓力差加到所述供應壓力上。
7.如權利要求1所述的處理方法,其中,所述切斷的顆粒暴露給經過導向到后干燥器(4)的下降路徑的加熱氣流。
8.一種用于執行如權利要求1所述的處理方法的處理工廠,包括具有入口導管(5)和出口導管(12)的預脫水機(1);通過傳送件(12、2)和預脫水機(1)相連的制粒機(3),該制粒機帶有位于其下方的后干燥器(4),該制粒機具有至少一個被包圍在其外殼(30)中的饋送元件(50、51、52)以及設置有饋送側面和釋放側面的沖孔板(42),其中,至少一個饋送元件(50、51、52)從以淺角(shallow angle)(60)壓配在沖孔板(42)的饋送側面上的推進邊緣(53、54、55)延伸,從而,其和沖孔板(42)的表面一起形成生成饋送壓力的楔形間隙(61),刮板刃狀分離裝置(64)壓配在沖孔板(42)的釋放側面上,以便分離從沖孔板(42)的顆粒股(63),為了使饋送元件和沖孔板之間產生相對運動,將驅動裝置連接在兩者中的一個上。
9.如權利要求8所述的處理工廠,其中,至少一個饋送元件(50、51、52)以轉子刃狀的形式設置在轉子(35)的轂體(60)上,并且該饋送元件的徑向延伸推進邊緣(53、54、55)壓配在環形沖孔板(42)上,該沖孔板以一定的距離圍繞轉子(35)的驅動軸(36),引導件(72)以擋板狀的形式固定地布置在圍繞轉子(35)的制粒機外殼(30)上。
10.如權利要求9所述的處理工廠,其中,至少一個壓配在沖孔板(42)的釋放側面上的刮刀狀分離裝置(64)和轂體部件(68)相連,該轂體部件和驅動軸(36)驅動相連。
11.如權利要求10所述的處理工廠,其中,帶有饋送元件(51、52、53)的轉子(35)的圓柱形轂體部件(59)和分離裝置(64)的轂體部件(68)可以克服圍繞驅動軸(36)的彈簧機構(56)的壓力沿著驅動軸軸向移動,這樣,饋送元件(50、51、52)和分離裝置(64)可以在所述彈簧機構(56)的壓力作用下壓配在沖孔板(42)的兩側上。
12.如權利要求11所述的處理工廠,其中,轉子(35)的圓柱形轂體部件(59)和分離裝置(64)的轂體部件(68)通過公用的箍圈(49)支持,并且被夾持在該箍圈(49)的端部凸緣(69)和彈性機構(56)之間。
13.如權利要求10所述的處理工廠,其中,刮刀刃狀的配合分離裝置(64)的切割邊緣相對饋送元件(50、51、52)的推進邊緣(53、54、55)以推進的方式運動,這樣,可以通過推進距離的大小來確定通過切割而形成的顆粒的切割長度。
14.如權利要求8所述的處理工廠,其中,推進長度對應于小于5mm的切割長度。
15.如權利要求8所述的處理工廠,其中,沖孔板(42)的孔(62)具有小于5mm的均勻寬度。
16.如權利要求8所述的處理工廠,其中,沖孔板(42)的孔(62)具有3mm的均勻寬度。
全文摘要
在處理糊狀材料時,將具有40%到75%的相對較高干燥比例的材料經過制粒機的沖孔板(42)的孔(62)運送,其中,饋送元件(50)和該沖孔板(42)一起形成楔形間隙空間(61),該饋送元件的推進邊緣(53)在沖孔板(42)的上方行進。利用在沖孔板(42)的釋放側面上方行進的刀狀分離裝置(64)切割從孔(62)中擠壓出來的材料股(63)。所以,能夠以相對較小的能量消耗從污泥中生產出尺寸非常小的顆粒,并且制粒機不會由于纖維的堆積而被堵塞,所述纖維例如是包含在污泥中的毛發。
文檔編號C02F11/00GK1733626SQ20041005658
公開日2006年2月15日 申請日期2004年8月11日 優先權日2004年8月11日
發明者彼得·克內爾 申請人:伊諾普拉納環境技術股份公司