本发明涉及从废水处理产生的污泥中生产植物营养束(strings)或颗粒的方法和装置。 尽管污泥中含有价值的植物营养素,可是,废水处理工厂中产生的污泥大部分沉积在垃圾场上。究其原因主要不是担心污泥中的重金属,而主要的是农民难以连续地处置这样的污泥。早先曾试图使污泥直接形成颗粒,但却发现这是不可能的,原因是污泥含水量高(70-80%)因而结构疏松。要想在污泥处置过程中降低水的百分含量也是不可能的,因为污泥中大部分的水处于包束状态。此外,污泥很粘导致所生成的颗粒很快粘结在一起而形成很大的聚集体。几乎不可能将这些大块干透,使水含量降低到足以贮存的程度。成批的污泥还是一种传染疾病的公害,因为其中始终含有传染性的物质,例如沙门氏菌、各种病毒以及寄生虫卵。
本发明旨在提供上述这种污泥处置的方法和装置,该方法可以直接将污泥制成束状或颗粒,避免产生聚集体,这样就可以有效地干燥污泥束或颗粒,使其水含量降低到约10-15%而适于贮存,在处置过程中还可同时消除传染疾病的危害。本发明的特点已在所附权利要求书中公开。
根据本发明,现已提供了一种方法和装置,可以按极佳的方式实现本发明的目的。通过造粒可以获得以下效益。当污泥束或颗粒从压出机中挤出时,用优选的吸湿性粉末喷洒,可使污泥变硬从而保持其形状。涂敷干粉末还可防止其粘结在一起而形成聚集体,并可使其易于快速干燥。可吸湿的干粉从刚制成的束或颗粒地表面上迅速吸收水分,然后,这些水分在转鼓的热干气氛下被迅速地带走。当粉末干透后,即从束或颗粒上散落,从而可以在过程中循环利用。颗粒或自行裂开的束可以像谷物一样通过常规的干燥使水分降低到约10-15%而适于贮存。这样,根据本发明生产的颗粒由于能贮存,就可以在适合于农业需要的时间输送。此外,可以采取类似施用人造肥料的方式喷洒,从而取代大量的肥料。通过将颗粒加热到80℃,时间15秒,可防止传染疾病的危险。根据本发明采用现代的热交换技术进行干燥和造粒能源需用量很低。
借助优选的实施方案和参阅附图,对本发明作详细说明如下,其中,
图1是用以实现本发明方法的装置示意图,和
图2是压出机喷嘴和孔口截面的放大比例示意图,其中,装有环形的、沿圆周的开缝喷嘴用以吹出压缩空气。
图1是用于从废水处理而产生的污泥中生产植物营养束或颗粒的装置示意图。采用压出机1进行造粒,污泥2通过压出机被推挤到至少一个喷嘴3,该喷嘴3至少有一个喷嘴口4。在说明性的实施例中,喷嘴3有许多彼此靠接排列的喷嘴口4,污泥通过喷嘴口后可以挤压成许多相互平行的颗粒束5。切割装置(图中未详细示出)用于当颗粒束5即将造粒的情况下,将其切割成分开的颗粒6。在某些情况下,颗粒束生成后未被切割成分开的颗粒,它们会由于具有脆性而自行破裂。如图2横截面示意图所示,该切割装置可以包括来自环形的、沿圆周的开缝喷嘴29的压缩空气流。按排该喷嘴装置使其便于引导空气流会聚到喷嘴3的中央。细金属丝也可以用来切割颗粒,或可采用任何其它适宜的设备。然而,空气流喷嘴可以起排除由于粘性物质而产生沉积物危害的作用,而采用其它的方法时特别会在刮刀上产生沉积。在喷嘴口4附近至少有一个喷嘴14用于将粉末9喷洒在颗粒上。喷嘴14按适宜的方向导向喷嘴3,以便吹送夹带在空气流7中的粉末9,使之充分涂盖在挤出的颗粒束5和/或分开的颗粒6上。在根据本发明优选实施方案的实施例中,规定可以连续或间断地用粉末喷洒。对其它发明实施方案而言,可以自然地在颗粒束5被切割之前、切割时或切割成分开的颗粒6后进行喷洒。本发明的装置包括位于压出机1之下的可旋转转鼓12,该转鼓内设有凹坑10用以收集相当量的过量粉末11,其中,可以收集一定量8的颗粒6。凹坑10位于转鼓12的密闭段16中,该密闭段是为了在本装置的固定构件13中旋转而装配的。固定构件13可容纳压出机1、粉末喷嘴14、用于夹带粉末9的空气流7、用于抽吸过量粉末的抽吸管15以及环状的开缝喷嘴29。远离凹坑10的转鼓12末端,与辊缝17协同运行,涂敷后的颗粒6由此处通过,其下是运输机18用以将颗粒6输送到运输机19,并将其送往常规操作的干燥窑。颗粒在转鼓12中进行预热直到涂敷的粉末散落,在窑中按照其已知的方式最终干燥之后,颗粒的强度得到一定程度的增强。
从图1可以看出,本发明的造粒装置还可包括石灰粉9的进料斗21,它可通过管道22装料。石灰粉9卸到运输机23上,并从此处通过进口24供入管道26。可以设想采用不同的方式喷洒粉末,例如使用压缩空气。采取这种方式时,用特制的真空喷嘴直接从进料斗21吸取粉末,以便随后将粉末喷洒在压出机的喷嘴3上。图1示出了管道26中的鼓风机25,用于将空气和石灰粉9混合,以便在空气流7中夹带粉末通过管道26送到喷嘴14。粉末9在转鼓中环绕着旋转或在凹坑10中生成物料11,可以返回利用,借助鼓风机27通过管道15抽出,进而上升到旋风分离器20(装有过滤器,未示出)。粉末9通过旋风分离器20卸入进料斗21。从旋风分离器返回的空气通过管道28流入制冷管组30,以便冷却和脱水,然后通过加热管组31,随后进入转鼓12,这样,就可以保证进入转鼓的空气所含的水分很低。这样做的意图是这些空气可在转鼓中产生强烈的湍流,以使颗粒上过量的粉末松落,从而能将其重复利用。
借助上述装置,本发明采取的方法如下:来自废水处理工厂的污泥按一定的方式供入(在此不作详细说明),通过压出机1,将其挤压通过压出机的喷嘴3,后者装有许多喷嘴口4,通过该喷嘴口,污泥转而形成分开的、相互平行的颗粒束5。当其从喷嘴口4卸出后,借助来自环形的、沿圆周的开缝喷嘴29,将这些束5切割成单个的颗粒6,在颗粒束从喷嘴口凸出的同时,和/或切割成颗粒后,用夹带在空气中的粉末连续对其喷涂。喷涂的目的是使其容易干燥,使颗粒束变硬,避免来自喷嘴口4的颗粒形成聚集体。在喷涂进行的同时,转鼓12仍在转动,于是,掉进其中的颗粒6即可有效地被凹坑10中以及转鼓底部的粉末不断地涂敷在其整个表面上。颗粒6离开凹坑10,沿着转鼓12的内壳表面向前移动并到达远离凹坑的转鼓12的末端,然后,通过开缝17下落在运输机18上,并被输送到运输机19将其送入干燥窑(图中未示出)。采用已知的技术在窑中按预定的时间将其干燥,使其水含量达到约10-15%,以适于贮存。在优选的方法实施中,将该颗粒在干燥过程的的一个工序中例如用微波炉加热至约80℃,时间为15秒。喷涂粉末适宜用量的计量与压出机的能力和循环的过量粉末有关,可根据需要调整。由于使用干石灰粉,使干燥过程变得易于进行,通过撒粉使颗粒中的水含量降低。
添加石灰粉不会明显地使污泥的处置费用更贵,因为废水处理工厂通常要加石灰(约200-300千克/吨污泥干料)。从植物营养的角度来看,原来缺少石灰的污泥添加石灰后,可使其对农业更有利。然而,添加石灰也可能有问题,因为由于碱化作用使铵水合物转移而造成氮的损失。用石灰粉涂敷颗粒的表面不会像将石灰混入全部物料那样产生大量的氮损失。用粉末涂敷仅仅使有效作用的表面碱化,而且干颗粒在贮存期间不会发生氮的损失因为在低水分含量下化学过程实际上停止进行。因此可以认为,与未处理的污泥相比,造粒后的污泥含氮量较高。