CN101376536A

CN101376536A - 污泥水处理系统

Info

Publication number: CN101376536A
Application number: CNA2008101611469A
Authority: CN
Inventors: 畑山荣; 皆川浩章
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2009-03-04
Also published as: JP2009056346A

Abstract

为了提供一种采用混合软管或混合管的小型或中型污泥水处理系统。公开了一种污泥水处理系统，它包括采用容纳有污泥水处理药剂的一个或多个固液分离器来处理污泥水，并在沉淀池中处理被处理后的混合物，随后如所需的在化粪池中将它分离成沉淀物和澄清水，其中经固液分离器处理后的污泥水在混合软管或混合管中进行絮凝反应。该混合软管或混合管是一个长的延长管，并且采用之字形或卷曲状。

Description

污泥水处理系统

技术领域

本发明涉及一种污泥水(polluted muddy water)固液分离处理系统。

背景技术

迄今为止所知的，用于污泥水如疏浚底部沉淀泥水的固液分离有采用离心分离机、板式压滤机或带式压滤机的脱水处理设备。近年来，本发明人提出(专利文件1，专利文件2和专利文件3)通过采用水质净化剂、中和剂和有机聚合絮凝剂进行固液分离的方法。另外，最近提出一种通过将一种污泥水处理剂和一种专用混合器结合在一起的疏浚底部沉淀污泥水的处理方法和一种固液分离器(专利文件4)。

[专利文件1]JP-B-8-240

[专利文件2]JP-B-7-112560

[专利文件3]JP-B-7-75720

[专利文件4]JP-A-10-499

发明内容

本发明解决的技术问题

依照通过采用上述离心分离或压滤分离设备等传统的脱水处理装置的处理方法，尽管因此花费了一大笔钱，但仅仅是将水从污泥中挤压出来从而降低了含水率，去除了异味，而污泥质量和出水质量并没有改善。另外，由于污泥固化不完全，因此很难作为土壤用于填埋处理或筑堤。

另外，在所有上述通过采用水质净化剂、中和剂、有机聚合絮凝剂等，进行污泥固液分离的方法，由于搅拌混合不充分导致固液分离不充分，且花费时间长。此外，由于对细菌和重金属的去除以及除臭不充分，因此不可避免的产生如环境污染的污染问题。

因此，作为一种在短时间内高效的完成疏浚底部沉淀污泥水的固液分离，得到改善的污泥质量和分离水，而不会产生环境污染的固液分离方法和设备，已经研制出了上述JP-A-10-499的处理方法和设备。作为对上述发明的改进，本发明研究出一种污泥水处理系统。

解决问题的方法

为解决高效处理污泥水的问题，本发明人进行了潜心的研究。结果，本发明人发现了一个处理系统，包括通过固液分离器(螺旋混合器或管路混合器)处理污泥水，并在沉淀池中处理被处理后的混合物，随后在化粪池中将它分离成沉淀物和澄清水，固液分离器中处理后的污泥水在混合软管或混合管中进行絮凝反应，借此在中规模或小规模系统中高效并稳定的完成了泥水的固液分离和絮凝沉淀，能够高效的得到污泥质量改善并能够有效利用的沉淀物和分离的澄清水，从而完成本发明。

即本发明涉及：

(1)一种污泥水处理系统，包括：采用一个或多个含有一种泥水处理剂的固液分离器处理污泥水，并在沉淀池中处理被处理后的混合物，随后如所需的在化粪池中将它分离成沉淀物和澄清水，其中经固液分离器处理后的泥水在混合软管或混合管里进行絮凝反应；

(2)一种(1)中所述的污泥水处理系统，其中固液分离器是包括圆柱主体的混合器21；所述混合器的主体有污泥水引入口22和混合的处理后产物的排出口23，由比所述主体细(具有较小直径)的短管组成；所述混合器21含有药剂供应管36，用于通过插入药剂注入口28在该引入口处引入污泥水处理剂；在主体的进出口附近，由平板构成的隔板从侧面朝向中心而被固定到进出口附近内侧面上四个部分的每一个上；在位于进出口附近内侧的均由平板构成的所述四个隔板的中间部位，“弯曲形”隔板被固定到该混合器圆柱主体的圆形横截面的中间部位，其尖端朝向引入口；根据需要将引入至少一种药剂的两个或更多相似的混合器连接在一起；

(3)一种(2)中所述的污泥水处理系统，其中固液分离器圆柱主体中心扩大部分的直径为出口直径的两倍，并且圆柱主体的长度为出口直径的四倍；

(4)一种(2)或(3)中所述的污泥水处理系统，其中混合器主体横向放置；

(5)一种(1)中所述的污泥水处理系统，其中污泥水处理剂选自水质净化剂、中和剂和絮凝剂中的至少一种；

(6)一种(1)中所述的污泥水处理系统，其中混合软管或混合管是长的延长管；

(7)一种(1)或(6)中所述的污泥水处理系统，其中混合软管或混合管折叠成之字形或卷曲状。

(8)一种(1)、(6)或(7)中所述的污泥水处理系统，其中混合软管或混合管长为10至100m；并且

(9)一种(1)、(6)、(7)或(8)中所述的污泥水处理系统，其中固液分离器包括含有水质净化剂的分离器(i)、含有中和剂的分离器(ii)和/或含有絮凝剂的分离器(iii)，并且分离器(i)的混合软管或混合管长度为20m，分离器(ii)的混合软管或混合管长度为30m，以及分离器(iii)的混合软管或混合管长度为40m。

本发明的优势

引起污染问题的污水持续进入含有水质净化剂的挡板型螺旋或管路混合器，搅拌混合处理后的混合液被引入混合长管或混合长软管中，并且该处理后的混合液在软管或管中进行絮凝，借此泥水迅速得到净化，污泥颗粒彼此聚合在一起形成泥块，从而得到改良的污泥和分离的澄清水。此外，依照本发明，采用混合软管或混合管，并且该混合软管或混合管可以构成之字形或卷曲状，从而可任意的并容易的制造出中规模至小规模系统。

附图说明

图1为本发明污泥水处理的流程图；

图2为本发明管路混合器的结构示意图；

图3为依照传统方法(JP-A-10-499)的疏浚底部沉淀泥水处理的流程图。

具体实施方式

本发明所述的污泥水处理剂可以选用任何已知的水处理剂，水质净化剂可以是JP-B-8-240所述的无机絮凝剂，如主要包括一种二价或三价铁盐、一种三价金属盐和一种碱土金属的无机絮凝剂，其溶解在作为溶剂的水中，或者一种包含在上述絮凝剂中进一步加入五氧化二磷的无机絮凝剂。

二价或三价铁盐包括硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁等，三价金属盐为硫酸铝(Al₂(SO₄)₃)、硫酸铝钾(AlK(SO₄)₂)等。

在本发明中，使用在上面提到的絮凝剂中进一步加入五氧化二磷(P₂O₅)的上述无机絮凝剂。

本发明中上述无机絮凝剂的组成比例根据产生被处理污泥材料的来源而定，即污泥材料的组成成分、颗粒大小的构成比例、含水量、pH值、温度等。然而，二价或三价铁盐重量可以占50-30％，三价金属盐重量可以占45-30％，并且P₂O₅重量可以占1.5-0.3％，借此才能有效的进行处理。

水质净化剂的用量没有特别限制，但为0.1-1％并优选为0.2-0.5％，以底部沉淀泥水为基础1(水含量：7-12％)。

本发明处理疏浚底部沉淀等的污泥水时，当采用如上述无机絮凝剂作为水质净化剂来进行处理时，则由于该无机絮凝剂使pH值降低，因此水中氢离子浓度增加，从而使得絮凝反应速度变慢，本发明中，氢离子浓度通过添加氢氧化钙(Ca(OH)₂)、氢氧化钠(NaOH)、氧化镁(MgO)等作为中和剂而降低，以提高pH值，借此使得絮凝聚合反应顺利进行。另外，当由于水质净化剂使得pH值增加时，则采用硫酸、盐酸等无机酸。pH值可以为5-9，并优选为5.8-8.6。

另外，本发明采用的聚合絮凝剂可以采用各种各样的阴离子、非离子和阳离子聚合絮凝剂。如采用聚丙烯酰胺基絮凝剂(Himolock SS500和HimolockOK107(注册商标)(Kyoritsu Yuki Kogyo有限公司))作为阴离子絮凝剂、聚丙烯酰胺基絮凝剂(Himolock SS200(注册商标)(Kyoritsu Yuki Kogyo有限公司))作为非离子絮凝剂，以及聚丙烯酰胺基絮凝剂(Himolock MP173，HimolockQ101和Himolock Q105(注册商标)(Kroritsu Yuki Kogyo有限公司))作为阳离子絮凝剂。

可以通过这种聚合絮凝剂进一步使得污泥材料颗粒之间的絮凝聚合反应加速。在净化分离处理剂的协同作用下，污泥迅速形成大块沉降下来。

本发明中，根据污泥水如疏浚底部沉淀泥水，以及例如根据污泥水来选择采用一种或多种上述水质净化剂、中和剂和聚合絮凝剂作为水处理剂。如一些情况下采用一种处理剂。另外，先采用上述水质净化剂作为第一步进行处理，然后采用中和剂作为第二步，并且采用有机聚合絮凝剂作为第三步。采用挡板型螺旋或管路混合器作为混合器进行处理，借此疏浚底部沉淀泥水和相应的处理剂得以非常有效的混合，并且使得泥水的固液分离全面完成。从而分离的污泥和分离的水能够得到有效利用。

图1为本发明污泥水处理系统的流程图。

允许原水(污水)经过集尘器(11)流进地下流量调节蓄水池(流量调节池)(2)，由泵(P)输送到原水调节池(3)，然后由泵(P)输送至三个固液分离混合器(螺旋或管路混合器)(20)、(20’)和(20”)中。水质净化剂、中和剂和有机聚合絮凝剂分别从水质净化剂池(31)到(31”)、中和剂池(32)和(32’)，以及有机聚合絮凝剂池(33)和(33’)引入至各自的螺旋或管路混合器(20)、(20’)和(20”)中。由添加有水质净化剂的螺旋或管路混合器(20)处理后的处理产物，通过混合软管或混合管(4)被引入含有中和剂的螺旋或管路混合器(20’)，进而通过混合软管或混合管(4’)被引入含有聚合絮凝剂的螺旋或管路混合器(20”)，在那里进行混合处理，并被送入沉淀池(5)到(5”)。清洁水(澄清水)被收集并利用。沉降在沉淀池(5)到(5”)里的沉淀物(絮凝体)由污泥排出泵(P)送入脱水机(压滤机)(6)或(6’)中。脱水后的污泥材料被送入固体储存柜(7)或(7’)中并收集利用。脱水机(6)或(6’)压滤出的水被送入原水调节池(3)，并根据这个处理系统进行重复处理。图1显示了上面描述的污泥水处理系统的流程图。

图2为本发明药剂注入管道混合搅拌器(螺旋或管路混合器)(20)的结构示意图。螺旋或管路混合器主体(21)包括一个横向放置的圆柱体，并在它的两侧具有引入口(22)和排出口(23)，其由一短管组成。在进出口附近主体内侧，挡板(隔板或分隔叶片)(24)固定在四个主体侧面的部位以及一个中心部位。主体侧面的挡板(隔板或分隔叶片)(24)由一平板组成，并且中心挡板(分离器或分隔叶片)(24)为弯曲形状。混合器设计成当穿过这些挡板时泥水或混合的处理产物能够和药剂充分混合。

图3为依照传统方法(JP-A-10-499)的疏浚底部沉淀泥水处理方法的流程图。由疏浚地面出来的底部泥水被引入药剂注入管道混合搅拌器(螺旋或管路混合器)(20)，从供应池(31)将水质净化剂注入此装置，然后进行混合。混合物被转移输送至第二螺旋或管路混合器，从供应池(32)将中和剂注入此装置，然后进行混合。混合物进一步被转移输送至第三螺旋或管路混合器(20)，从供应池(33)将聚合絮凝剂注入此装置，然后进行混合。得到的混合物被有效净化，并且对其进行后续处理，例如水和固体物质(污泥)的分离处理如过滤处理。

图中，34为供应泵，35为流量计，36为供应软管，27为止回阀(check valve)，28为注入口，26为法兰，24为隔板，25为隔板支撑，37为控制阀，22为包括短管的引入口，23为包括短管的排出口。

实施例

基于下面附图，对本发明的实施例进行说明，但是本发明不局限于此。

实施例1

中型污泥水处理系统

原水(污水)经过格栅(去除大颗粒杂质)，自流进入地下流量调节蓄水池(地下流量调节池)(2)(47.91m³)。流入的原水水质如下：pH：6.5-7.4，SS：50-110mg/L，COD：55-221mg/L，BOD：20-69mg/L，NH₃-N：4.5-11.2mg/L，油：0.9-9.5mg/L。在上述水质中，pH：氢离子浓度，SS：悬浮固体，COD：化学需氧量，BOD：生化需氧量，NH₃-N：氨氮，油：正己烷。

流入地下流量调节池(2)的原水，由潜水泵(工作能力：120m³/h)输入到原水调节池(3)(459m³)。该潜水泵的启动和停止由液位传感器自动控制。

在第一步中，原水调节池(3)的原水(污水)由潜水泵(工作能力：130m³/h)经由125A管道(直径：125mm)以1,500L/min流量输送到固液分离混合器(螺旋或管路混合器)(20)中。该潜水泵的启动和停止由液位传感器自动控制。至于螺旋或管路混合器的尺寸，长度为500-1,100mm，进出口的直径为125mm，中间部分的直径为250mm。

第一步中向螺旋或管路混合器(20)添加的水质净化剂(DLH)的量为0.1-1％，以污泥水为基础1。水质净化剂(DLH)从池31、31’或31”中通过计量泵(P)添加。该计量泵具有耐酸性，工作能力为0.2-2.1L/min。另外，由于该药剂为强酸性，因此作为DLH计量泵的流量计，采用非接触流量计。其添加量可由电磁流量计自动控制。

添加并混合了水质净化剂(DLH)的原水(污水)经过一段20m的125A反应管(4)，并且直到该原水到达第二步的螺旋或管路混合器(20’)时水质净化反应完成。通过净化反应，污染物分子从水分子中得到完全脱除。

中和剂Dlα(NaOH)从池子(32)或(32’)由计量泵(P)添加进入螺旋或管路混合器(20’)。中和剂添加量为0.2-1％，以污泥水为基础1。计量泵具有的工作能力为0.5-10L/min，添加量由放置在JDS仪进口部分的电磁流量计自动控制。

添加了中和剂Dlα(NaOH)的原水(污水)经过一段30m的125A反应管(4’)，并且直到该原水到达第三步的螺旋或管路混合器(20”)时中和反应完成。通过中和反应，原水的pH值被调整至中性范围，从而改善了第三步加入的聚合絮凝剂的效果。

聚合絮凝剂DLN从池子(33)或(33’)由计量泵(P)添加进入第三步的螺旋或管路混合器(20”)。其添加量为0.2-1％，以污泥水为基础1。计量泵具有的工作能力为2.0-20.5L/min，添加量由放置在JDS仪进口部分的电磁流量计自动控制。

添加并混合了聚合絮凝剂DLN的处理产物经过一段40m的125A反应管(4”)，并且形成大块絮状体直到它到达沉淀池(5)到(5”)。

流至沉淀池(5)到(5”)的处理物停留大约1h，然后仅仅上清液被排放。沉淀池(5)到(5”)(30m³×4池)均安装有pH计和UV计(COD测量装置)。当pH计测得pH低于或等于6或高于或等于9时，或者UV计测得COD值为等于或大于80mg时，JDS系统被设置从而自动停止。处理后水质如下：pH值：6.8-7.2，SS：7-21mg/L，COD：9-51mg/L，BOD：3.9-9mg/L，NH₃-N：3.0-5.1mg/L，油：0.25-1.75mg/L。

沉淀池(5)到(5”)里沉降的絮状体由污泥排出泵(P)(5m³/h)输送至脱水机(压滤机)(6)或(6’)。

污泥经过脱水机(压滤机)(6)或(6’)挤压后变成固体物质，其被送至污泥储存柜(滤饼柜)(7)或(7’)储存(两部脱水机，滤板：720×720×53，40室)。固体物质被回收利用(肥料或其它用途)。

脱水机(6)或(6’)压滤出来的水被送至原水调节池(3)，并根据处理系统进行进一步处理。

该实施例中原水(污水)用三台螺旋或管路混合器(管路混合器)(无动力高速搅拌器)(20)、(20’)和(20”)进行处理，其中分别包含DLH(Hedorokurin)、Dlα中和剂(氢氧化钠)和DLN(聚合絮凝剂)，处理后的污水在与螺旋或管路混合器出口处相连的总长为90m的125A反应管(4)、(4’)和(4”)中进行絮凝反应。

反应管的储存空间为1,200mm(长)×9,400mm(宽)×1,750mm(高)，并且甚至包括六个药剂添加池(31)、(31’)到(33)、(33’)(每种药剂两个添加池，当一个池中的液位计检测到低液位时，能进行自动切换到另一池来添加药剂)，污水处理系统(JDS)的设备面积为9,400mm×6,950mm＝65.33m²。具有日处理量为2,200m³/天的整个设施包含在322m²的场所内。这是世上最小的处理厂。

本发明通过采用特定的螺旋混合器(管路混合器)和水质净化剂，具有以下优点：

本发明管路混合器为圆柱形，其中心扩大部分直径为出口直径的两倍。长度为出口直径的四倍。进口、出口和中间部分处装有挡板，药剂和泥水按挡板个数的平方比例进行混合搅拌。由于中间部分容积大，因此流速不会变慢，借此可以由于斜坡等有效的利用自然流通过搅拌混合来完成固液分离。另外，本发明采用的水质净化剂“Hedoroclean H/C”絮凝性能快，安全性能高且经济。“Hedoroclean H/C”的zeta电位为300mv或以上，为其它絮凝剂的两倍到三倍强，从而絮凝性能快10倍到15倍。因此，将其与管路混合器的性能结合在一起，能够非常有效的通过搅拌进行固液分离。

另外，采用螺旋或管路混合器混合后，采用特定的混合软管或混合管，从而使絮凝反应顺利进行。此外，本发明由于采用该软管或管，具有可以减少其设备占地面积的优点。

安全测试效果

(1)Komatsuna发芽试验(2)Orizias latipes培育测试，(3)海底生物影响测试和(4)诱变性试验

当添加1,000PBM“Hedoroclean H/C”时，DNA病变鉴定为阴性，没有发现“Hedoroclean H/C”对DNA水平有影响。

工业应用

依照本发明污泥水处理系统，采用长的延长软管或管进行泥水的絮凝反应，从而使絮凝反应能够顺利进行，而且该软管或管能减少其设备占地面积，因此，能够建造小规模或中等规模的系统。因此该系统能够被称为一个创新的系统，并具有非常高的实用性。处理后的水还能够作为冷却水和喷洒水利用。

涉及的数字和符号的描述：

1 污泥水处理系统

2 流量调节池

3 原水调节池

4、4’、4”混合软管或混合管

5、5’、5”沉淀池

6、6’脱水机

7、7’污泥储存柜

11 集尘器

20、20’、20”螺旋(管路)混合器

21混合器主体

22 泥水引入口

23 排出口

24 隔板

25 隔板支撑

26 法兰

27 止回阀

28 药剂注入口

31、31’、31”(供应池)(水质净化剂)

32、32’(供应池)(中和剂)

33、33’(供应池)(聚合絮凝剂)

P 泵

Claims

1、一种污泥水处理系统，包括：采用一个或多个含有泥水处理剂的固液分离器处理污泥水，并在沉淀池中处理被处理后的混合物，随后如所需的在化粪池中将它分离成沉淀物和澄清水，其中经固液分离器处理后的泥水在混合软管或混合管里进行絮凝反应。

2、根据权利要求1所述的污泥水处理系统，其中固液分离器是包括圆柱主体的混合器21；所述混合器的主体有污泥水引入口22和混合的处理后产物的排出口23，由比所述主体细的短管组成；所述混合器21含有药剂供应管36，用于通过药剂注入口28在该引入口处引入污泥水处理剂；在所述主体的进出口附近，由平板构成的隔板从侧面朝向中心而被固定到所述进出口附近内侧面上四个部分的每一个上；在位于所述进出口附近内侧的均由平板构成的所述四个隔板的中间部位，弯曲形”隔板被固定到所述混合器圆柱主体的圆形横截面的中间部位，其尖端朝向所述引入口；根据需要将引入至少一种药剂的两个或更多相似的混合器连接在一起。

3、根据权利要求2所述的污泥水处理系统，其中固液分离器圆柱主体中心扩大部分的直径为出口直径的两倍，并且圆柱主体的长度为出口直径的四倍。

4、根据权利要求2或3所述的污泥水处理系统，其中混合器主体横向放置。

5、根据权利要求1所述的污泥水处理系统，所述污泥水处理剂选自水质净化剂、中和剂和絮凝剂中的至少一种。

6、根据权利要求1所述的污泥水处理系统，其中混合软管或混合管是长的延长管。

7、根据权利要求1或6所述的污泥水处理系统，其中混合软管或混合管折叠成之字形或卷曲状。

8、根据权利要求1、6或7所述的污泥水处理系统，其中混合软管或混合管长为10至100m。

9、根据权利要求1、6、7或8所述的污泥水处理系统，其中固液分离器包括含有水质净化剂的分离器(1)、含有中和剂的分离器(2)和/或含有絮凝剂的分离器(3)，并且所述分离器(1)的混合软管或混合管长度为20m，所述分离器(2)的混合软管或混合管长度为30m，以及所述分离器(3)的混合软管或混合管长度为40m。