CN102120682A

CN102120682A - 一种新型超声波辅助污泥脱水系统

Info

Publication number: CN102120682A
Application number: CN2011100035350A
Authority: CN
Inventors: 张景辉; 刘朝辉; 卢丹; 王文茜; 韩嵩; 邵兆俊; 西伟力; 王旭东; 董晶; 毕涛
Original assignee: TIANJIN ECOLOGY CITY WATER CO Ltd; TIANJIN ECOLOGY CITY ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Current assignee: TIANJIN ECOLOGY CITY WATER CO Ltd; TIANJIN ECOLOGY CITY ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2011-07-13

Abstract

本发明涉及一种新型超声波辅助污泥脱水系统，其使用步骤包括：污泥经泥浆泵或河道湖库底泥经环保疏浚船输送到连接在密封管道上的混合器，通过计量泵向混合器中的污泥加入絮凝剂，加入絮凝剂后的污泥经过超声处理后送入土工管袋脱水固结。超声处理单元采用频率为20kHz～41kHz，声能密度为0.15W/ml～0.50W/ml，声强范围为400W/m²～600W/m²的超声波作用10s～60s。该方法在污泥管路运输过程中加入超声处理单元，促进絮凝效果，减少絮凝剂用量，缩短土工管袋脱水固结时间，此新型超声辅助污泥脱水系统可连续操作，处理量大，效率高，能够达到很好的经济效益。

Description

一种新型超声波辅助污泥脱水系统

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，尤其涉及超声波结合絮凝剂及土工管袋使污泥脱水减容的方法。

背景技术

随着我国经济的迅速发展和对环境保护的重视，污水处理厂和污水处理站的数量逐年增多，伴随产生的污泥量也与日剧增。除污水处理厂的剩余底泥外，受到工业废水污染的河道、湖泊、水库的污染底泥是水体持续污染的原因之一。污泥含水量高、易腐烂、成分复杂、含有毒、有害、难降解的有机物及重金属等，传统的污泥处置方式如填埋、排海、焚烧及土地利用易产生二次污染，而且处理费用较高，因此寻求和研究经济有效实用的污泥处理技术具有重要的现实意义。

超声波在污泥处理中可以提高污泥脱水性能和可降解性能，超声波在液相中产生空化作用(机械效应、热效应、声化学效应等)破解污泥絮凝体、菌胶团和细胞体，使污泥中的结合水向自由水转化。超声波处理技术具有高效、稳定、清洁、安全等优点，且应用方便，用超声波辅助污泥脱水应用潜力巨大。

目前，超声波用于改善污泥脱水性能的研究引起了广大研究者的兴趣，已有部分专利利用超声波处理污泥，公开号为CN1016189336A的专利提供了一种超声结合聚合硫酸铝絮凝剂促使污泥脱水的方法，此方法使污泥达到了较好的脱水效果，但是此方法在搅拌机中间歇操作，处理时间长效率低。公开号为CN101348316A的专利提供了一种超声波结合臭氧共同作用的污泥预处理方法，此方法处理效果优于超声波和臭氧单独处理的效果，但此方法需要特制反应器，设备投入大，控制的参数较多，操作繁琐。授权公开号为CN2702992Y的实用新型提供了一种可以连接到污泥输送管道上的超声污泥破解装置，使污泥在管道运输过程中进行超声作用成为可能。公开号为101693590A的专利提供了一种絮凝剂结合土工管袋对湖库底泥脱水的方法，絮凝剂结合土工管袋对污泥进行脱水，处理量大，操作简单，成本较低，但未涉及超声波预处理。加入超声波作用后可减少絮凝剂使用量，增加絮凝剂絮凝效果，缩短土工管袋固结时间，提高效率。目前，急需一种在污泥管道输送过程中先加入絮凝剂再进行超声处理最后用土工管袋脱水的方法，此方法处理量大、效率高、成本低，不但可以处理污水厂剩余污泥，也可以处理污染的江河湖库底泥。

发明内容

本发明的目的是针对污泥脱水困难、成本高、效率低等问题，提供一种新型超声波辅助污泥脱水经济高效的方法。

本发明采用如下技术方案：用泥浆泵将污水处理厂产生的剩余污泥或用环保疏浚船将河道、湖库污染底泥输送到连接有混合器和超声发生装置的密封管路中，污泥通过混合器时由计量泵按一定比例向管道中的污泥投加絮凝剂，絮凝剂在混合器中充分混合后，污泥流经超声发生装置，经一定频率、声强和声能密度的超声波作用，最后将经过絮凝和超声处理的污泥输送到土工管袋脱水减容，土工管袋充满后固结7～50天，处理后的污泥含水率低于60％后，按照国家相关标准进行处理或资源化利用。

前述一种新型超声波辅助污泥脱水系统，所述絮凝剂具有污泥絮凝调理功能，包括阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、聚合铝等中的一种，优选阳离子聚丙烯酰胺，其投加量为1‰～5‰(以干基污泥计，重量比)。

前述一种新型超声波辅助污泥脱水系统，污泥是在管道输送过程中加以超声作用的。

前述一种新型超声波辅助污泥脱水系统，所述超声波发生装置、混合器、土工管袋是用密封管袋连接在一起的。

前述一种新型超声波辅助污泥脱水系统，污泥是先加入絮凝剂后，再进行超声作用的。

前述一种新型超声波辅助污泥脱水系统，所述超声波频率范围在20kHz～41kHz，声能密度范围在0.15W/ml～0.50W/ml，声强范围在400W/m²～600W/m²，超声作用时间为10s～60s。

前述一种新型超声波辅助污泥脱水系统，所述的土工管袋材质为聚丙烯或聚乙烯类树脂，编织方式为单丝或裂膜丝或单丝-裂膜丝组合进行编织。

前述的一种新型超声波辅助污泥脱水系统，所述的土工管袋充满后固结7～50天，土工管袋内污泥平均含水率低于60％。

本系统可广泛用于污泥脱水，在管道运输过程中对污泥进行絮凝和超声处理，最后在土工管袋中进行脱水固结，此污泥脱水系统处理量大，成本低廉，处理效率高。经超声处理后减少了絮凝剂的用量，缩短了土工管袋脱水固结的时间。

附图说明

图1为本超声波辅助污泥脱水系统的工艺流程示意图

1-污泥存储处或河道湖库淤泥，2-泥浆泵或环保疏浚船，3-计量泵，4-絮凝剂储存罐，5-管道混合器，6-超声波处理单元，7-土工管袋脱水。

具体实施方式

首先泥浆泵将含水率大于85％的污泥输送到密封的管路中，污泥在通过管路上的混合器时，通过计量泵向污泥添加1‰～5‰(以干基污泥计，重量比)的絮凝剂，并在混合器中充分混合，然后污泥被送到超声处理单元，此单元由两个超声波发生装置串联组成，受到频率为20kHz～41kHz，声能密度为0.15W/ml～0.5W/ml，声强为400W/m²～600W/m²的超声波作用，作用时间为10s～60s，超声波可以进一步促进絮凝剂分散，对混凝有促进作用，同时超声波破坏污泥的絮状结构和溶胶团结构，瓦解了污泥颗粒表面的胞外聚合物细胞，使污泥中的结合水变成自由水释放出来。经过絮凝和超声处理的污泥在管路中停留时间大于絮凝反应所需时间，最后污泥被冲入一个或多个土工管袋中，待土工管袋充满后切换到其它未填充的土工管袋，充满的土工管袋继续脱水固结7～50天，管袋中的污泥含水率可降到60％以下，可以满足其他处理或资源化利用的含水率要求。

实施例1

天津某污水处理厂的剩余污泥，含水率98.1％，用泥浆泵将污泥输送到密封管路中，流量为200m³/h，采用计量泵向混合其中加入浓度为5‰(重量比)的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂溶液，超声波发生装置不启动，即不施加超声作用，在土工管袋充满后脱水固结10天，污泥含水率平均为56％。

实施例2

絮凝剂投加量变为4‰(重量比)，开启超声发生器，污泥加入絮凝剂后经频率为20kHz、声强400W/m³、声能密度0.3W/ml的超声波作用，其他条件同实施例1，土工管袋脱水固结10天，污泥含水率为48％，在絮凝剂用量减少1‰的情况下，含水率较不进行超声处理降低了8％。

实施例3

絮凝剂投加量和超声条件同实施例2，改变土工管袋脱水固结时间为7天，污泥含水率为53％，固结时间减少三天，絮凝剂使用量减少1‰的情况下，含水率较不进行超声处理降低了3％。

Claims

1.一种新型超声波辅助污泥脱水系统，其处理步骤包括：

(1)用泥浆泵将污泥或环保疏浚船将河道湖库底泥输送到密封管路上的混合器，通过计量泵向污泥添加1‰～5‰(以干基污泥计，重量比)的污泥絮凝调理剂。

(2)添加絮凝剂后的污泥被输送到超声处理单元中，经频率范围在20kHz～41kHz，声能密度范围在0.15W/ml～0.50W/ml，声强范围在400W/m²～600W/m²的超声波作用10s～60s。

(3)经絮凝和超声处理后的污泥在管路中的停留时间大于絮凝反应所需时间，最后污泥被送到土工管袋脱水固结。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于超声辅助污泥脱水系统由泥浆泵或环保疏浚船、混合器、超声波处理器和土工管袋由密封管道连接组成。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于污泥是先加入絮凝剂再进行超声波处理的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所用超声波频率范围在20kHz～41kHz，声能密度范围在0.15W/ml～0.5W/ml，声强范围在400W/m²～600W/m²，处理时间为10s～60s。