一种市政污泥的微波干化方法与流程

1.本发明涉及污泥干化技术领域，具体为一种市政污泥的微波干化方法。


背景技术：

2.在城市生活和与城市生活活动相关的城市市政设施运行与维护过程中会 产生的污泥，这些污泥被称为市政污泥，市政污泥中含有大量的无机颗粒、 细菌菌体、胶体、水分等物质。市政污泥可以用于堆肥以及燃烧发电，但是 其占地面积较大，为了方便运输需要对其进行脱水干化，通过脱水干化对其 浓缩，从而方便对其进行运输及进一步处理。污泥干化有自然蒸发法和机械 脱水法两种，习惯上称机械脱水法为污泥脱水，称自然蒸发法为污泥干化。 方法虽异，但都是进一步降低污泥含水率的措施。
3.污泥干化中的自然蒸发法一般是以燃煤热风炉产生的热风作为烘干热源， 这种方法在烘干时需要先加热周围的环境，然后以热量的辐射或通过热空气 对流的方式使污泥的表面先得到加热，然后通过热传导的方式进入污泥的内 部，这导致其烘干效率较低，污泥的干化成本也随之升高。
4.而微波具有选择性加热的能力，物质吸收微波的能力，主要由其介质损 耗因数来决定，介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质 损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱，由于各物质的损耗因数存在差异， 微波加热就表现出选择性加热的特点。而水分子属于极性分子，介电常数较 大，其介质损耗因数也很大，对微波具有强吸收能力，因此通过微波对污泥 进行加热可以快速的将污泥中的水分蒸发出来，从而提高污泥干化时的烘干 效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种市政污泥的微波干化方法，以解决上述背景 技术中提出的现有的污泥干化方式中对污泥进行加热的速度缓慢的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种市政污泥的微波干化 方法，该市政污泥的微波干化方法如下：
7.步骤一：使用污泥泵将沉淀的待处理污泥抽到皮带送料机上，然后使用 整平设备将皮带送料机上的待处理污泥整平；
8.步骤二：皮带送料机将整平的待处理污泥送入微波干化室，然后微波干 化室发射微波对待处理污泥进行加热；
9.步骤三：使用抽风机抽出微波干化室中水蒸气，同时皮带送料机将干化 后的污泥输送出来。
10.优选的，所述步骤一中在整平待处理污泥时，整平后的待处理污泥厚度 小于2cm。
11.优选的，所述待处理污泥在微波干化室前，先对待处理污泥的含水量进 行测试，然后根据待处理污泥的含水量，对皮带送料机的输送速度进行调整， 所述含水量的数值与皮带送料机的输送速度的数值呈反比。
12.优选的，当所述待处理污泥的含水量为50％～80％时，所述皮带送料机的 输送速度为1～2m/min。
13.优选的，当所述待处理污泥的含水量为80％～140％时，所述皮带送料机的 输送速度为0.5～1m/min。
14.优选的，所述待处理污泥在微波干化室内的时间不低于2min。
15.优选的，所述微波干化室内微波的频率为1.2ghz～2.4ghz，所述微波干 化室内微波的功率密度为18～22mw/cm2。
16.优选的，所述步骤三中对皮带送料机传送出的干化后的污泥进行含水量 测试，当其含水量小于3％，则进行正常干化，当其含水量为3％～10％时，微 波的功率密度的数值与含水量的数值呈正比。
17.优选的，所述抽风机通过管道与与微波干化室的上侧连通，抽出的空气 经过冷凝干燥后再次通入微波干化室，同时对进入微波干化室空气的风力进 行测试，确保其风力小于6km/h。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1)本发明通过微波对污泥进行加热，污泥中水分子的介电常数较大，对 微波具有强吸收能力，这使得污泥中水分会先被微波加热，被加热的水在高 温下会化为水蒸气，然后将微波干化室中水蒸气抽走，即可达到干化污泥的 目的，由于微波直接对水分子进行加热，从而使得污泥可以在短时间内被干 化，进而可以达到快速干化污泥的目的；
20.2)在污泥被干化时，污泥也会获得部分微波能量，获得能量的污泥会振 动，振动的污泥不会结块，可以避免后期对污泥进行粉碎，进而可以减少污 泥处理的工艺步骤。
附图说明
21.图1为本发明工艺流程示意图；
22.图2为本发明微波干化室结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
ꢀ“
右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示 的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗 示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此 不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
ꢀ“
安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”， 可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接， 也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解 上述术语在本发明中的具体含义。
26.实施例：
27.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种市政污泥的微波干化方法， 该市政污泥的微波干化方法如下：
28.步骤一：使用污泥泵将沉淀的待处理污泥抽到皮带送料机上，然后使用 整平设备将皮带送料机上的待处理污泥整平，整平可以降低待处理污泥的高 度，待处理污泥高度过高会导致微波难以穿透；
29.步骤二：皮带送料机将整平的待处理污泥送入微波干化室，然后微波干 化室发射微波对待处理污泥进行加热，待处理污泥平整的进入微波干化室， 可以便于微波对待处理污泥进行加热；
30.步骤三：使用抽风机抽出微波干化室中水蒸气，水蒸气的产生会导致微 波干化室内空气湿度增大，抽出水蒸气可以降低微波干化室的湿度，从而便 于待处理污泥中的水分蒸发，同时皮带送料机将干化后的污泥输送出来，然 后对干化后的污泥进行包装。
31.步骤一中在整平待处理污泥时，整平后的待处理污泥厚度小于2cm，待处 理污泥厚度低可以方便微波快速穿透，从而方便微波对待处理污泥进行整体 加热，皮带送料机的输送速度在调整时，需要调整系数，调整系数k＝(h-0.375) /2，h＞1cm，h表示污泥厚度。
32.待处理污泥在微波干化室前，先对待处理污泥的含水量进行测试，然后 根据待处理污泥的含水量，对皮带送料机的输送速度进行调整，含水量的数 值与皮带送料机的输送速度的数值呈反比，待处理污泥的含水量越大所需能 量就越多，因此需要减慢皮带送料机的输送速度来时待处理污泥获取更多的 能量。
33.当待处理污泥的含水量为50％～80％时，在污泥沉淀池中沉淀的污泥其含 水量大于60％，使用污泥泵将其抽出输送到皮带送料机上，皮带送料机的输送 速度为1～2m/min，皮带送料机的输送速度vi＝0.5v0 k
×
(1-wg)v0，v0表示皮 带送料机的最高输送速度，本发明所用皮带送料机的最高输送速度v0为 2m/min，wg表示待处理污泥的含水量，k表示调整系数，由于设备问题皮带送 料机的输送速度无法与计算出的实际值完全相符，在对皮带送料机的输送速 度进行调整时，舍去无法调整的部位，例如：当计算出的输送速度为 1.8125m/min时，则将皮带送料机的输送速度调整为1.8m/min。
34.当待处理污泥的含水量为80％～140％时，皮带送料机的输送速度为0.5～ 1m/min，皮带送料机的输送速度vi＝(1.5-k
×
wg)v0/2，v0表示皮带送料机的 最高输送速度，本发明所用皮带送料机的最高输送速度v0为2m/min，wg表示 待处理污泥的含水量，k表示调整系数，由于设备问题皮带送料机的输送速度 无法与计算出的实际值完全相符，在对皮带送料机的输送速度进行调整时， 舍去无法调整的部位，例如：当计算出的输送速度为0.7875m/min时，则将 皮带送料机的输送速度调整为0.7m/min；
35.当待处理污泥的含水量为140％～200％时，此时的待处理污泥会偏稀，从 而导致无法对待处理污泥的厚度进行测量，此时皮带送料机以0.3m/min的输 送速度对待处理污泥进行输送，当待处理污泥的含水量大于200％时，此时待 处理污泥需要先使用脱水设备，对其进行预脱水，将其含水量降低到140％以 下，待处理污泥的含水量大于200％时，无法使用皮带送料机进行输送。
36.待处理污泥在微波干化室内的时间不低于5min，皮带送料机的最高输送 速度＝微波干化室的长度/5min。
37.微波干化室内微波的频率为1.2ghz～2.4ghz，此频率下微波的波长为 12.5～25cm，该波段的厘米波容易被水吸收，同时待处理污泥中的细胞会因 为被加热而失活，进而便于细胞内的水分释放出来，微波干化室内微波的功 率密度为18～22mw/cm2。
38.步骤三中对皮带送料机传送出的干化后的污泥进行含水量测试，正常状 态下，测量结果会小于3％，这表明污泥已被干化，当干化后的污泥的含水量 为3％～10％时，这表明待处理污泥中的水分没有获取足够的热量，此时需要加 大微波的功率密度，微波的功率密度的计算公式ti＝tc wb/3％，ti表示此时需要 的微波的功率密度，tc表示常态下需要的微波的功率密度，本装置中常态下微 波的功率密度为18mw/cm2，wb表示干化后的污泥的含水量，当干化后的污泥的 含水量大于10％时，此时可能是微波干化室或皮带送料机出现问题，需要对微 波干化室和皮带送料机进行检查及维修。
39.抽风机通过管道与微波干化室的上侧连通，被抽出的空气中含有水蒸气 和微尘颗粒，抽出的空气经过冷凝干燥后再次通入微波干化室，冷凝干燥后 的空气从微波干化室的侧面通过管道进入微波干化室，冷凝干燥后可以去除 空气中的水蒸气，同时空气中含有的微尘颗粒再次进入微波干化室，同时对 进入微波干化室空气的风力进行测试，确保其风力小于6km/h，风力较小时， 微尘颗粒会在重力的作用下落入微波干化室。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于 本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限 制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落 在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将 权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
41.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。