[发明专利]基于太阳能半导体制冷制热技术的污泥冻融脱水系统及方法

说明书

基于太阳能半导体制冷制热技术的污泥冻融脱水系统及方法，属于污泥处理技术领域，解决了现有污泥冻融脱水方法耗能高和脱水效率低的问题。本发明所述的污泥冻融脱水系统不仅采用太阳能半导体制冷制热装置来实现污泥冻融过程中的冷、热量供应，而且利用太阳能半导体制冷制热装置工作中产生的余热和余冷对污泥进行加热和冷冻，进而解决了现有污泥冻融脱水方法耗能高的问题。另一方面，本发明所述的污泥冻融脱水系统采用太阳能半导体制冷制热装置和相应的仓体来人为营造污泥的冻、融环境，这种依靠人工冷、热源来实现污泥冻融的方式不受季节限制，可以人为设定冻、融周期，进而解决了现有污泥冻融脱水方法脱水效率低的问题。

技术领域

本发明涉及一种污泥冻融脱水系统及方法，属于污泥处理技术领域。

背景技术

污泥处理是对污泥进行减量化、稳定化和无害化处理的过程。污水处理程度越高，就会产生越多的污泥残余物需要加以处理。除非是利用土地处理或污水塘处理污水，否则一般的污水处理厂必须设有污泥处理设施。对现代化的污水处理厂而言，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂且花费最高的一部分。

污泥脱水是污泥处理的重要环节，主要用于实现污泥的减量化。现有的污泥脱水方法主要包括热处理法、冻融法、超声波法、微波法、化学处理法和生物处理法。这其中，冻融法因能够改变污泥中的絮体结构，促进污泥胞内冰晶的生长，促使细胞膜和细胞质的破坏，有效地降低污泥含水率而受到了越来越多的关注和应用。

然而，现有的污泥冻融脱水方法仍然存在以下问题：

一、在污泥冻融的过程中需要大量的冷、热量供应，由此引发的高能耗问题严重制约了现有污泥冻融脱水方法的推广、普及和规模化应用。

二、现有的污泥冻融脱水方法通常借助自然环境来实现污泥的冻与融，这种依赖自然环境来实现污泥冻融的方式不仅受季节限制而且冻、融周期较长，无法高效地实现污泥的冻融脱水。

发明内容

本发明为解决现有污泥冻融脱水方法耗能高和脱水效率低的问题，提出了一种基于太阳能半导体制冷制热技术的污泥冻融脱水系统及方法。

本发明所述的基于太阳能半导体制冷制热技术的污泥冻融脱水系统包括太阳能半导体制冷制热装置和污泥冻融脱水装置；

太阳能半导体制冷制热装置包括第一半导体制冷单元和第二半导体制冷单元；

污泥冻融脱水装置包括污泥预处理单元和污泥深度处理单元；

污泥预处理单元用于对添加有秸秆碎片、沸石颗粒、活性炭颗粒或者废铁屑的污泥进行搅拌，进而使污泥与添加物充分混合；

污泥深度处理单元包括一级冷冻仓、二级冷冻仓、一级加热仓和二级加热仓；

第一半导体制冷单元工作于制冷模式，其冷端和热端分别为二级冷冻仓的冷源和一级加热仓的热源；

第二半导体制冷单元工作于制热模式，其冷端和热端分别为一级冷冻仓的冷源和二级加热仓的热源；

一级冷冻仓、二级冷冻仓、一级加热仓和二级加热仓按照预定的污泥深度处理顺序对预处理后的污泥进行冷冻或加热，进而实现污泥的循环冻融脱水。

作为优选的是，污泥预处理单元包括预处理仓和搅拌机构；

搅拌机构包括电动机、搅拌轴、多个搅拌桨、第一轴承和第二轴承；

在预处理仓内设置有竖直隔板，竖直隔板将预处理仓自前向后分隔为电动机放置仓和污泥搅拌仓；

电动机设置在电动机放置仓内，搅拌轴与电动机的转轴联动；

第一轴承水平固设在竖直隔板上，并贯穿竖直隔板；

第二轴承水平固设在预处理仓的后端板上；