CN102344231A - 一种污泥杂质的分离方法 - Google Patents

Abstract

一种污泥杂质的分离方法，涉及将污泥中不同粒径物质进行分离的技术，尤其涉及剩余活性污泥中杂质和污泥絮体的分离技术，适用于城市污水厂中各种污泥处理的预处理及类似物料中杂质的分离。本发明分离方法由单个或者多个反应器分别组成几个功能不同的系统，照液位差推流运行方式设置，运用微网将大粒径杂质截留在反应器内，而小粒径的污泥絮体通过抽吸，透过微网输出反应器，达到杂质和污泥分离的目的，本发明杂质分离方法采用微网可实现高通量运行，处理效率高；采用曝气对微网进行冲刷，网孔不易堵塞，使用寿命长，具有良好的经济效益；同时运用清洗水对污泥杂质混合液进行稀释，使之达到污水厂尾水的水平，可达标排放，具有较好的环境效益。

Description

一种污泥杂质的分离方法

技术领域

一种污泥杂质的分离方法，涉及将污泥中不同粒径物质进行分离的技术，尤其涉及剩余活性污泥中杂质和污泥絮体的分离技术，适用于城市污水厂中各种污泥(包括初沉污泥、一级化学加强污泥、剩余污泥以及上述各种污泥的混合污泥)处理的预处理及类似物料中杂质的分离。

技术背景

随着城市废水排放量的日益增加及废水处理率的不断提高，污水处理厂的污泥产量也急剧上升。据国家环保局统计，至2005年底，全国有将近700多家污水处理厂，市政污水处理率达45％，而污泥产量已经超过2亿吨。

污泥处理是为了实现污泥的减容化、减量化、稳定化及无害化。传统的污泥处理技术有浓缩脱水、好氧堆肥、厌氧消化、好氧消化等，污泥的最终处置一般是填埋、焚烧或农用。其中，浓缩脱水是污水处理厂广泛采用的污泥减量化技术，传统的污泥浓缩技术有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩三种。

污泥按其性质可分为以有机物为主的污泥和以无机物为主的沉渣。

(1)污泥：有机物含量高，容易腐化发臭，颗粒较细，脱水性能差；如二沉池的剩余污泥。

(2)沉渣：颗粒较粗，密度较大，易脱水，流动性差，不易腐化。如初沉池的污泥。如今，随着生活生产水平的提高，市政污水中氮磷含量升高，这对污水处理厂提出了脱氮除磷的要求。由于微生物释磷和反硝化过程需要碳源，污水处理厂往往取消初沉池或设置超越管以保证后续生物过程对碳源的需求，而取消初沉池会使污水中的无机颗粒进入后续的生物反应系统，导致污泥中存在大量杂质，从而引起污泥输送管道及后续处理设备的磨损、堵塞等问题，也会在污泥处理构筑物中沉淀、累积，最终破坏污水处理系统的正常运行；此外，杂质的存在还会影响污泥的焚烧、堆肥等后续处理。

针对污泥中杂质的分离，工程实践中常采取的方法有机械格栅分离、旋流式分离等。但由于机械格栅孔径较大，一些较小的无机颗粒无法被有效截留，尤其是在膜-生物反应器的预处理中，这些未被去除的小颗粒杂质随曝气冲刷时会损坏膜表面，影响膜组件的寿命；同时这些杂质易吸附在膜表面，大大降低了膜-生物反应器的运行周期，从而增加膜-生物反应器的维护和运行成本。而旋流式分离器则造价较高且运行维护较复杂。因此，开发高效稳定运行的污泥杂质分离新方法，对于控制无机杂质对污泥处理系统的影响有着积极的作用。

发明内容

本发明目的在于提供一种对污泥后续处理进行预处理，能够有效将污泥中无机杂质分离并在污泥处理过程中能有效减少对污泥运输管道和污泥处理设备磨损，且结构简单，安装方便，投资省，运行稳定，维护方便的污泥杂质分离的方法。

本发明分离方法由杂质浓缩与污泥分离系统、杂质洗涤与污泥稀释系统、杂质收集系统按照液位差推流运行方式设置组成，杂质浓缩与污泥分离系统、杂质洗涤与污泥稀释系统分别可以由单个或多个反应器串联而成。杂质分离系统位于最前端，其后依次是杂质洗涤与污泥稀释系统和杂质收集系统。本发明分离方法的杂质浓缩与污泥分离系统由第一反应器、第二反应器和设置在这两个反应器内的微网分离装置和曝气装置构成，曝气装置安装在微网分离装置的正下方，微网分离装置由编织成网孔状结构的微网膜制成，微网膜材质为涤纶或锦纶或尼龙或蚕丝筛绢。

根据微网的网状孔径，将大于孔径的杂质截留而通过压力将小于微网孔径的污泥絮体抽出反应器，大于微网孔径的杂质截留在反应器内，第一反应器中的污泥杂质混合液通过溢流进入第二反应器，然后由第二反应器通过溢流到杂质洗涤与污泥稀释系统，杂质洗涤与污泥稀释系统由第三反应器、第四反应器和设在这两个反应器内的曝气装置、设置在第三反应器内的微网分离装置、混合器，第四反应器内的导流板以及设在第三反应器和第四反应器上方的稀释水水管构成，杂质洗涤与污泥稀释系统是将污水厂尾水或膜出水等稀释水通过稀释水水管引入反应器，然后通过曝气的方式将污泥和稀释水混合均匀，一方面是为了降低浓缩杂质中的污泥浓度，避免杂质分离后因污泥含量高而引发恶臭，另一方面是根据进泥情况确定稀释倍数和稀释次数，达到稀释污泥的效果，从而控制最终溢流出水的悬浮固体浓度达到污水厂尾水的排放标准，这两个反应器中的污泥杂质混合液通过溢流进入后续的杂质收集系统。杂质收集系统包括杂质筛分装置和稀释污泥收集装置，杂质筛分装置由筛网和杂质输送设备组成，稀释污泥收集装置位于筛网正下方，稀释污泥在重力作用下与杂质分离，在收集容器中汇集后排出系统。

本发明分离方法在稀释水无法连续提供时，污泥杂质分离系统采用间歇运行模式，运行分为杂质浓缩阶段、杂质收集和稀释污泥收集阶段；将污泥杂质混合液引入杂质浓缩与污泥分离系统，由微网分离装置将大于微网孔径的杂质颗粒截留在第一反应器和第二反应器内，而将小于微网孔径的污泥絮体抽出第一反应器和第二反应器，在微网出泥运行过程中，对微网分离装置表面进行曝气冲刷；在杂质浓缩阶段时，进泥只进入杂质浓缩与污泥分离系统，不进入后续的系统，此时，进泥总量需与出泥总量相同，从而对杂质进行截留和浓缩；在稀释水可以提供时，启动杂质收集和稀释污泥收集阶段，具体步骤如下，进泥在进入第一反应器及第二反应器后，由微网分离装置将大于微网孔径的杂质颗粒截留在第一反应器和第二反应器内，而将小于微网孔径的污泥絮体抽出第一反应器和第二反应器，在微网出泥运行过程中，对微网分离装置表面进行曝气冲刷；污泥杂质混合液溢流进入第三反应器及第四反应器，与引入第三反应器及第四反应器的稀释水混合，第四反应器内设导流板，从而实现对杂质的洗涤和污泥的稀释；稀释后的污泥混合液通过溢流进入杂质收集系统，稀释污泥在重力作用下与杂质分离，在收集容器中汇集后排出系统；当稀释污泥收集的稀释污泥浓度较高时，需要将稀释污泥返回到杂质浓缩与污泥分离系统对污泥进行回收，直到稀释污泥浓度符合排放标准；当对浓缩的杂质和污泥进行完全的收集和回收后，则认为间歇运行的一个周期完成，此时停止加入稀释水，运行下一个周期运行。

本发明具有以下优点：

(1)本发明分离方法适用于不同性质、不同浓度污泥中杂质的分离，包括污水处理厂初沉污泥、剩余污泥及化学污泥中杂质的筛除及类似物料中杂质的去除，应用广泛且运行维护简便。

(2)本发明分离方法根据需要分离杂质的粒径，灵活选用微网材质和孔径，对特定杂质分离效果显著，且由于曝气冲刷膜表面，微网能在高通量下长期稳定运行。

(3)本发明分离方法在污泥稀释系统中，利用污水厂尾水或膜出水作为稀释水，不需要另外接入自来水，既节约费用，又能保证出水排放要求，同时清洗了杂质，避免杂质分离后引发恶臭。

(4)本发明分离方法可根据杂质浓缩的要求、混合液的性质及尾水排放标准灵活选择杂质的浓缩次数和污泥的稀释倍数，以适应不同的进泥情况和处理要求。

(5)本发明分离方法中的设备结构简单，安装方便，投资省，运行稳定，维护方便，对操作人员要求低。

附图说明

附图是本发明分离方法实施例示意图，仅以四段串联为例，并不对本发明进行限定。

图1是本发明分离方法的结构示意图，；

图中：第一反应器1，杂质浓缩与污泥分离系统微网出泥2，第二反应器3，杂质洗涤和污泥稀释系统微网出泥4，稀释用水管5，微网分离装置6，第三反应器7，第四反应器8，污泥稀释混合器9，微网分离装置10，导流板11，杂质筛分装置12，稀释污泥收集装置13，尾水14，曝气装置15，放空管16。

具体实施方式

本发明分离方法由第一反应器1、第二反应器3、第三反应器7、第四反应器8按照液位差推流运行方式设置，与在第一反应器1、第二反应器3内设置微网分离装置6，在第三反应器7内设置稀释混合器9、微网分离装置10，在第四反应器8内设置导流板11以及在第一反应器1、第二反应器3、第三反应器7、第四反应器8的底部设置曝气装置15，放空管16，在第三反应器7、第四反应器8上部设置稀释用水管5组成。其中第一反应器1、第二反应器3和微网分离装置6，曝气装置15、放空管16构成杂质浓缩与污泥分离系统，第三反应器7、第四反应器8和稀释用水管5、微网分离装置10、曝气装置15、放空管16构成杂质洗涤与污泥稀释系统，杂质筛分装置12，稀释污泥收集装置13构成杂质收集系统。

首先，污泥杂质混合液由污泥泵或其他方式引入杂质浓缩与污泥分离系统，由微网分离装置6将大于微网孔径的杂质颗粒截留在反应器内，而将小于微网孔径的污泥絮体经杂质浓缩与污泥分离系统微网出泥2抽出反应器，在微网出泥运行的过程中，需曝气装置15对微网分离装置6的膜表面进行冲刷，以维持系统正常运行。污泥杂质在经过第一反应器1的浓缩后，通过溢流液位差进入第二反应器3，运行步骤与第一反应器相同。然后，污泥杂质混合液溢流进入第三反应器7，与由稀释用水管5引入的稀释水经污泥稀释混合器9混合，从而实现对杂质的洗涤和污泥的稀释，同时为了考虑杂质洗涤与污泥稀释系统进出泥的平衡，通过微网分离装置10及杂质洗涤和污泥稀释系统微网出泥4的出泥量与稀释用水的水量相同。当对杂质洗涤、污泥稀释结束后，由溢流液位差进入第四反应器，运行步骤与第三反应器7类似，不同的是第四反应器内仅设置导流板11，使污泥杂质混合液与稀释水充分混合，进一步将污泥稀释。在杂质洗涤和污泥稀释系统的运行过程中，通过曝气装置15使污泥杂质混合液与稀释水混合均匀。最后，经过两次浓缩、两次洗涤的污泥杂质混合液通过溢流液位差流到杂质筛分装置12上，通过筛网将大颗粒杂质截留，而少量的稀释污泥透过筛网，由稀释污泥收集装置13汇集后排出系统，尾水14回用。

实施例1

微网分离装置6的微网采用涤纶，孔径为40目(0.42mm)，处理低浓度剩余活性污泥中的无机杂质，分四个反应器，微网分离装置6的膜总面积为0.51m²。前段杂质浓缩与污泥分离系统由第一反应器1、第二反应器3构成，其中微网分离装置6的膜面积为0.34m²，后段杂质洗涤与污泥稀释系统由第三反应器7、第四反应器8构成，其中微网分离装置6的膜面积为0.17m²。进泥总量为7.5m³/d，进泥污泥浓度约为3000mg/L，运行通量约为810L/(m²h)，稳定运行10d，膜压力维持在6kPa，截留杂质质量约为2.6kg/d，膜出水加入量约为0.75m³/d。最终出水污泥浓度约为25mg/L。

实施例2

微网分离装置6的微网采用涤纶，孔径为40目(0.42mm)，处理高浓度剩余活性污泥中的无机杂质，分四个反应器，微网分离装置6的膜总面积为0.67m²。前段杂质浓缩与污泥稀释系统的膜面积为0.52m²，后段杂质洗涤与污泥稀释系统的膜面积为0.15m²。进泥量为5m³/d，进泥污泥浓度约为10000mg/L，运行通量约为400L/(m²h)，稳定运行10d，膜压力维持在8kPa，截留杂质质量约为4.25kg/d，膜出水加入量约为0.25m³/d。最终出水污泥浓度约为30mg/L。

实施例3

微网分离装置6的微网采用尼龙，孔径为50目(0.3mm)，处理低浓度剩余活性污泥中的无机杂质，分四个反应器，微网分离装置6的膜总面积为0.51m²。前段杂质浓缩与污泥分离系统由第一反应器1、第二反应器3构成，其中微网分离装置6的膜面积为0.34m²，后段杂质洗涤与污泥稀释系统由第三反应器7、第四反应器8构成，其中微网分离装置6的膜面积为0.17m²。进泥总量为7.5m³/d，进泥污泥浓度约为4300mg/L，运行通量约为600L/(m²h)，稳定运行10d，膜压力维持在7kPa，截留杂质质量约为3.5kg/d，膜出水加入量约为0.75m³/d。最终出水污泥浓度约为30mg/L。

Claims (6)

1.一种污泥杂质的分离方法，其特征在于：由第一反应器(1)、第二反应器(3)、第三反应器(7)、第四反应器(8)按照液位差推流运行方式设置，与在第一反应器1、第二反应器3内设置微网分离装置(6)，在第三反应器(7)内设置稀释混合器(9)、微网分离装置(10)，在第四反应器(8)内设置导流板(11)以及在第一反应器(1)、第二反应器(3)、第三反应器(7)、第四反应器(8)的底部设置曝气装置(15)，放空管(16)，在第三反应器(7)、第四反应器(8)上部设置稀释用水管(5)组成，其中第一反应器1、第二反应器(3)和微网分离装置(6)，曝气装置(15)、放空管(16)构成杂质浓缩与污泥分离系统，第三反应器(7)、第四反应器(8)和稀释用水管(5)、微网膜组件(10)、曝气装置(15)、放空管(16)构成杂质洗涤与污泥稀释系统，杂质筛分装置(12)，稀释污泥收集装置(13)构成杂质收集系统；污泥杂质混合液引入杂质浓缩与污泥分离系统，由微网分离装置将大于微网孔径的杂质颗粒截留在第一反应器(1)和第二反应器内(3)，而将小于微网孔径的污泥絮体抽出第一反应器(1)和第二反应器(3)，在微网分离装置(6)出泥运行过程中，对微网分离装置(6)的膜表面进行曝气冲刷；污泥杂质混合液溢流进入第三反应器(7)及第四反应器(8)，与通过稀释用水管(5)引入第三反应器(7)及第四反应器(8)的稀释水混合，通过第三反应器(7)内的微网分离装置(10)及杂质洗涤和污泥稀释系统微网出泥(4)出泥，第四反应器(8)内设导流板，对杂质的洗涤和污泥的稀释；在杂质洗涤和污泥稀释系统的运行过程中，曝气使污泥杂质混合液与稀释水混合均匀；最后，污泥杂质混合液通过出口流入杂质筛分装置(12)上，筛网将大颗粒杂质截留，而少量的稀释污泥透过筛网，由稀释污泥收集装置(13)汇集后排出系统。

2.根据权利要求1所述的污泥杂质分离系统，其特征在于：所述的微网膜由涤纶或锦纶或尼龙或蚕丝筛绢制成。

3.根据权利要求1所述的的分离方法，其特征在于：杂质浓缩与污泥分离系统、杂质洗涤与污泥稀释系统由单个或多歌反应器串联而成，系统运行模式为液位差溢流逐级或者间歇运行。

4.根据权利要求1所述的的分离方法，其特征在于：杂质洗涤和污泥稀释系统内微网的出泥量与稀释用水的水量体积相同。

5.根据权利要求1所述的的分离方法，其特征在于：在微网分离装置(6)截留杂质的同时，曝气装置(15)在微网分离装置(6)下方冲刷膜表面。

6.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于：稀释水由系统外引入，为污水厂尾水或膜出水或其他来源的清水。

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