[發(fā)明專利]一種污泥干化系統(tǒng)及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910089938.4
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101618930A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜培學(xué);張富珍;曲頌華;袁錫強(qiáng);李星文
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);曲頌華;袁錫強(qiáng);李星文
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12;F24J2/00;F25B30/06
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 徐 寧;關(guān) 暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污泥處理系統(tǒng)及使用方法，特別是關(guān)于一種利用太陽能和雙熱泵循環(huán)裝置輔助供熱的污泥干化系統(tǒng)及使用方法。

背景技術(shù)

據(jù)環(huán)境部最新統(tǒng)計(jì)，截至2007年我國已經(jīng)投入運(yùn)行的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施達(dá)到1178個，總設(shè)計(jì)處理能力7243萬噸/日，平均每天處理污水5320萬噸，據(jù)此2007年全國產(chǎn)生含水率80％的污泥泥餅約為1460萬噸。我國污泥無害化處理率非常低，即使是發(fā)達(dá)城市也僅為20％至25％，成為城市污水處理最主要的二次污染源。污泥產(chǎn)生量的與日俱增與污泥處理能力的嚴(yán)重不足、處理手段的嚴(yán)重落后形成尖銳的矛盾，大量的濕污泥隨意外運(yùn)、簡單填埋或堆放，致使許多城市出現(xiàn)了“污泥圍城”的現(xiàn)象，污泥處理問題已經(jīng)成為我國無法回避的城市環(huán)境問題。

污泥處理應(yīng)遵循的原則是：減量化、穩(wěn)定化和無害化。最有效的減量化方式是熱干化，將污泥含水率從80％降低到10％以下，最終含固率可以在60％-95％；最廉價(jià)的減量方法是堆肥，含水率從80％以上降到30％以下，但占地巨大，臭氣處理難度大；最徹底的減量方式是焚燒，減量至原濕泥體積的15％以下，但是最昂貴的處理方案，一般來說必須與熱干化并行考慮。污泥處理是一個高能耗、高投入的過程，主要在于含水率在80％以后的污泥很難靠機(jī)械脫水機(jī)進(jìn)一步脫水，常見的方法是采用加熱蒸發(fā)將水除掉。這是污泥處理過程中能量消耗最大的環(huán)節(jié)，也是決定污泥處理成本的主要因素。目前的污泥熱干化技術(shù)或采用高溫?zé)煔庵苯痈稍铮虿捎脧U氣預(yù)熱空氣或?qū)嵊透稍铮虿捎糜酂徨仩t產(chǎn)生蒸汽干燥，這些方法的熱源或來自常規(guī)燃料燃燒，或來自添加常規(guī)燃料的干燥污泥的燃燒，熱干化成本都非常高，嚴(yán)重制約了污泥處理技術(shù)的推廣。而且，目前我國污泥處理問題隨著城市化進(jìn)程的加快將更加嚴(yán)峻，10-50萬人口的小城鎮(zhèn)將會如雨后春筍般建設(shè)起來，在這些區(qū)域相對較小的污泥量不宜于建立可行的污泥干化焚燒系統(tǒng)，發(fā)展低能耗的污泥脫水或者干燥方法，成為降低污泥處理成本的關(guān)鍵，也是污泥處理的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種太陽能和熱泵技術(shù)相結(jié)合、能耗較低的污泥干化系統(tǒng)及使用方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種污泥干化系統(tǒng)，其特征在于：它包括一跨臨界熱泵輔助供熱回路、一熱泵輔助供熱回路、一空氣加熱及廢熱回收回路和一熱水循環(huán)回路；所述跨臨界熱泵輔助供熱回路包括一蒸發(fā)器、一內(nèi)部換熱器、一氣體冷卻器和一壓縮機(jī)，所述蒸發(fā)器的熱泵工質(zhì)出口通過所述內(nèi)部換熱器依次連接所述壓縮機(jī)和氣體冷卻器的一進(jìn)口，所述氣體冷卻器對應(yīng)的一出口通過所述內(nèi)部換熱器連接所述蒸發(fā)器的熱泵工質(zhì)入口；所述熱泵輔助供熱回路包括另一蒸發(fā)器、一污水廢熱回收蒸發(fā)器、另一內(nèi)部換熱器、另一壓縮機(jī)和一冷凝器，所述蒸發(fā)器的熱泵工質(zhì)出口和污水廢熱回收蒸發(fā)器的出口通過所述另一內(nèi)部換熱器依次連接所述另一壓縮機(jī)和冷凝器的一進(jìn)口，所述冷凝器對應(yīng)的一出口通過所述內(nèi)部換熱器并聯(lián)到所述蒸發(fā)器的熱泵工質(zhì)入口和污水廢熱回收蒸發(fā)器的入口，所述蒸發(fā)器上設(shè)置有一冷凝水出口，所述污水廢熱回收蒸發(fā)器設(shè)置在一污水池內(nèi)；所述空氣加熱及廢熱回收回路包括一溫室和一空壓機(jī)，所述溫室的載氣出口通過所述跨臨界熱泵輔助供熱回路中所述蒸發(fā)器連接所述熱泵輔助供熱回路中所述另一蒸發(fā)器，所述另一蒸發(fā)器連接一設(shè)置在所述污水池內(nèi)的排載氣口，所述空壓機(jī)通過所述跨臨界熱泵輔助供熱回路中所述冷凝器連接所述溫室的載氣入口；所述熱水循環(huán)回路包括一水泵，所述水泵的入口連接所述溫室的出水口，所述水泵的出口通過所述熱泵輔助供熱回路中的所述冷凝器連接溫室的入水口。

所述跨臨界熱泵輔助供熱回路中，所述蒸發(fā)器的熱泵工質(zhì)入口與所述內(nèi)部換熱器之間設(shè)置有一節(jié)流閥。

所述熱泵輔助供熱回路中，所述內(nèi)部換熱器的出口連接另一節(jié)流閥，所述節(jié)流閥出口分成兩路，分別通過一截止閥連接所述另一蒸發(fā)器和所述污水廢熱回收蒸發(fā)器的入口。

所述溫室底層上設(shè)置有一保溫層，所述保溫層的頂部設(shè)置有一加熱盤管，所述加熱盤管的頂部設(shè)置有導(dǎo)熱地板，所述溫室的房頂和墻體采用易于產(chǎn)生溫室效應(yīng)的材料。

所述跨臨界熱泵輔助供熱回路的熱源為廢熱濕載氣，所述熱泵輔助供熱回路的熱源為廢熱濕載氣和所述污水池中的污水。