CN103253846A

CN103253846A - 污泥高效脱水系统

Info

Publication number: CN103253846A
Application number: CN2012100342777A
Authority: CN
Inventors: 南碎飞; 孙亦武
Original assignee: ZHEJIANG GREEN ERA ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Shandong Hua Xue environmental protection & Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: CN103253846B

Abstract

本发明涉及污泥处理技术领域，提供了一种污泥高效脱水系统。本发明含水污泥由污泥输送机送入污泥调质器调制，再送入脱水塔上部，脱水处理至污泥含水率在22~40%；脱水塔底部排出脱水污泥送入压滤机压滤至污泥的含水率在15%~20%，压滤后的污泥形成的泥饼输入污泥干燥塔干燥至排出污泥含水率比干燥前降低2~5%，脱水剂回收塔、污泥干燥塔、压滤机等设备回收的污泥脱水剂输入脱水剂储罐内循环利用。本发明可以将污泥中的含水率控制在20％之下，脱水剂回收利用，达到经济脱水，使工业化成为可能，在污泥脱水的整个过程中，水分自始至终都处于液态状态，使污泥脱水干化达到耗能最低的水平，节能环保。

Description

污泥高效脱水系统

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，特别涉及一种污泥高效脱水系统。

背景技术

污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高(可高达99%以上)，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细、比重较小、呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离。随着我国工业化水平的不断发展以及农村城镇化规模不断扩大，污泥的数量也以惊人的速度增长。污泥的安全处理处置已成为我国当前亟需解决的环境问题之一。

污泥稳定化、无害化、减量化、资源化是污泥处理处置的发展方向。而污泥的减量化（即将污泥脱水减少体积）是关键技术。现有减量化技术：1. 污泥干化法，是通过蒸发污泥中的水分使污泥脱水，分为自然蒸发法和热能干燥法，自然蒸发法需要大的场地和良好的自然条件；热能干燥法耗能高。2. 机械脱水法有：真空过滤法，脱水后的污泥的含水率约为80％；加压过滤法，脱水后污泥含水率为70~85％，机械脱水法含水率仍然过高；3.离心分离法，脱水后污泥含水率为70~85％，离心分离法的优点是容易操作，比真空过滤法和加压过滤法节省运行费用，但分离液中仍有50~60％的悬浮物，会给后续处理造成一定困难。

公开号CN101591132A的发明公开了一种城市污泥脱水方法，其方法步骤为：城市污泥置于密封反应器中，以60℃～80℃低温热解污泥1～2小时；将上述低温热解后的城市污泥自然干燥或鼓风干燥6小时城市污泥含水率降到10%以下。干化后的污泥与化学活化剂按重量25：1～5匀混合后，300℃～500℃低温脱水30MIN，500℃～900℃高温活化60MIN，水洗或酸洗干燥后制得高性能吸附材料作为环境材料用于废水治理。该方法自然蒸发法需要大的场地和良好的自然条件，热能干燥法耗能高且低温脱水、高温活化处理的能耗也较高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种污泥高效脱水系统，可以将污泥中的含水率控制在20％之下，脱水剂回收利用，达到经济脱水，使工业化成为可能，在污泥脱水的整个过程中，水分自始至终都处于液态状态，使污泥脱水干化达到耗能最低的水平，节能环保。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种污泥高效脱水系统，含水污泥由污泥输送机送入污泥调质器调制，污泥调质器输出的调制污泥通过泵送入脱水塔上部，脱水剂储罐内的污泥脱水剂通过泵送入脱水塔下部，调制污泥与污泥脱水剂在脱水塔内混合，脱水处理至污泥含水率在22~40%；

脱水塔顶部流出废水进入废水储罐，废水储罐中的废水通过泵输入脱水剂回收塔回收污泥脱水剂，脱水剂回收塔顶部出来回收的污泥脱水剂输入脱水剂储罐内循环利用；

脱水塔底部排出脱水污泥至脱水污泥储罐，脱水污泥储罐的脱水污泥通过泵送入压滤机压滤至污泥的含水率在15%~20%，压滤后的污泥形成的泥饼输入污泥干燥塔干燥至排出污泥含水率比干燥前降低2~5%，污泥干燥塔顶部排出污泥脱水剂输入脱水剂储罐内循环利用；压滤后的滤液输入滤液储罐，滤液储罐的滤液通过泵输入脱水剂储罐内循环利用。

本发明利用辅助脱水剂使污泥细颗粒形成大颗粒状，利用污泥脱水剂将污泥颗粒表面的水化膜脱水固化致孔并使颗粒内部毛细通道扩大，这种作用过程使污泥颗粒内部水分顺利排出，为污泥高效脱水提供了保障。利用脱水剂回收塔，压滤机和污泥干燥塔等设备将污泥脱水剂全部回收，达到经济脱水，使本发明的工业化成为可能。本发明在污泥脱水的整个流程中，水分自始至终都处于液态状态，使本发明的污泥脱水干化达到耗能最低的水平。

本发明的脱水是分步逐级脱水的：先是在污泥调质器中污泥含水率调控至90%~95%，其次是在脱水塔中将污泥含水率调控至22%~40%，再次是在压滤机中将污泥含水率调控至15%~20%，最后是在污泥干燥塔中将污泥含水率调控至至排出污泥含水率比干燥前降低2~5%。通过这样的逐级脱水控制，脱水有序且高效，适合于工业化操作和生产。

本发明的污泥干燥塔和脱水剂回收塔均是以蒸汽为热能源工作的，污泥干燥塔和脱水剂回收塔上均具有冷凝装置，使得回收的污泥脱水剂均以液态形式被输送。

作为优选，所述的调制为向含水污泥中加入辅助脱水剂，混合均匀，将污泥含水率控制在90~95%得调制污泥。

作为优选，所述的辅助脱水剂为有机絮凝剂或无机絮凝剂，辅助脱水剂的加入量为每吨含水污泥中加入10~50ppm。有机絮凝剂可选择聚丙烯酰胺，无机絮凝剂可选择氯化铝、氯化铁、硫酸铝或硫酸铁等；辅助脱水剂的加入量为每吨含水污泥中加入10~50ppm，这样絮凝效果好，辅助脱水效果更佳，为污泥高效脱水提供了保障。

作为优选，所述的污泥脱水剂选自丙酮、甲醇、二甲醚中的一种或几种的混合物，污泥脱水剂的加入量为每吨污泥中加入0.5~2吨。丙酮、甲醇、二甲醚脱水效果好，且都是易挥发溶剂可以减小热能的需要量达到节能的目的；污泥脱水剂的加入量为每吨污泥中加入0.5~2吨，这样脱水效果好，为污泥高效脱水提供了保障。本发明先是辅助脱水剂的加入量为每吨含水污泥中加入10~50ppm，再是污泥脱水剂的加入量为每吨污泥中加入0.5~2吨是一个关键发明点，通过这样的控制为污泥高效脱水提供了保障，实现了污泥的高效脱水。

作为优选，所述的脱水剂回收塔回收的污泥脱水剂的含水率在1~6%。脱水剂回收塔采用蒸汽作为热能加热进行回收污泥脱水剂，污泥脱水剂的含水率在1~6%适合于回收利用，且能耗不高，当然回收的污泥脱水剂含水率是越低处理效果越好，但是这样会导致能耗高，回收的污泥脱水剂含水率过高又不利于污泥脱水剂发挥作用，降低了污泥脱水的效果。脱水剂回收塔底部出来的废水中污泥脱水剂的含量控制在500ppm以下。

作为优选，所述脱水塔包括塔体、提升机构和脱水机构，塔体上部一侧设有调制污泥进料口，塔体上部另一侧设有废水出料口，塔体下部一侧设有污泥脱水剂进料口，塔体底部设有脱水污泥出料口，提升机构安装在塔体上，提升机构下部伸入塔体内，脱水机构在塔体内从上至下设置有多个，脱水机构上部与塔体连接，脱水机构下部与提升机构连接。

脱水塔是本发明的一个核心部件，为达到污泥高效脱水的目的，脱水塔的结构至关重要，发明人为了能使得污泥高效脱水，设计了本发明的脱水塔，从而达到了污泥高效脱水预期。

为达到使得脱水塔中将污泥含水率调控至22%~40%，脱水塔操作流程如下：调制污泥进料口进调制污泥后，最下层脱水机构上的调制污泥与塔体内的污泥脱水剂接触脱水5~120秒，优选10~30秒（这样能充分混合反应）；脱水机构的压盘在提升机构的带动下上移，压盘推动弹性网片与架盘密合，同时调制污泥进料口关闭；接着，污泥脱水剂进料口开始进新鲜的污泥脱水剂，污泥脱水剂透过最下层脱水机构与上一层脱水机构上的污泥接触脱水5~120秒，优选10~30秒，然后脱水机构的压盘在提升机构的带动下下移，弹性网片与架盘分开，弹性网片回弹至原位，脱完水的污泥（最下层脱水机构上的污泥）下落至脱水污泥出料口，而上一层脱水机构上的调制污泥掉落至最下层脱水机构上，同时，污泥脱水剂进料口停止进污泥脱水剂，调制污泥进料口又开始下一循环进料。脱水塔脱水操作是从底层脱水机构开始，由下至上逐级脱水的，每一级即每一层脱水机构，调制污泥与污泥脱水剂接触脱水5~120秒，优选10~30秒。

作为优选，所述提升机构包括升降杆和气缸，升降杆伸入塔体内，升降杆的上端与气缸的活塞杆固连，脱水机构下部与升降杆固连。

作为优选，所述脱水机构包括上部的脱水架和下部的压盘，脱水架包括架盘和弹性网片，架盘与塔体内壁固连，架盘中部开有通孔，架盘上还开有若干污泥漏口，污泥漏口以通孔为中心呈圆周状均布在架盘上，弹性网片的一端与架盘下表面固连，弹性网片与污泥漏口对应设置，且弹性网片的形状与污泥漏口形状相配，压盘位于弹性网片正下方，压盘与弹性网片相配合，升降杆穿过架盘中部的通孔及压盘中心，压盘与升降杆固连。

弹性网片具有弹性片的作用，弹性网片的一端与架盘下表面固连，在弹性网片被压迫运动后，还会回弹至原位；弹性网片能够托住污泥使得其保持在脱水机构上而不下落，这样便于污泥脱水剂进入后与污泥接触脱水，弹性网片向上运动封闭时，才会进污泥脱水剂，而弹性网片回弹原位时停止进污泥脱水剂；架盘和压盘均为圆形，架盘中部开有通孔是为了便于升降杆的上下运动；架盘上开有若干污泥漏口，便于污泥下落，压盘结构也是外面一个外环，中心一个内环再用四根连杆连接，四根连杆呈十字形，这样形成了漏口，便于污泥下落，又不影响脱水。

作为优选，所述弹性网片和污泥漏口均呈扇环形，弹性网片的网孔大小在20~100目。弹性网片和污泥漏口均呈扇环形，这样结构强度好；弹性网片的网孔大小在20~100目，这样的网孔大小既不会让污泥落下，又不会妨碍污泥脱水剂向上层脱水机构渗透及脱出的水的排出。

本发明的有益效果是：

1、利用辅助脱水剂使污泥细颗粒形成大颗粒状，利用污泥脱水剂将污泥颗粒表面的水化膜脱水固化致孔并使颗粒内部毛细通道扩大，这种作用过程使污泥颗粒内部水分顺利排出，为污泥高效脱水提供了保障；

2、利用脱水剂回收塔，压滤机和污泥干燥塔等设备将污泥脱水剂全部回收，达到经济脱水，使本发明的工业化成为可能；

3、本发明在污泥脱水的整个流程中，水分自始至终都处于液态状态，使本发明的污泥脱水干化达到耗能最低的水平。

附图说明

图1是本发明的一种主体结构示意图；

图2是本发明脱水塔的一种结构示意图；

图3是本发明架盘的一种结构示意图；

图4是本发明压盘的一种结构示意图；

图5是本发明弹性网片的一种结构示意图。

图中：1、污泥输送机，2、污泥调质器，3、泵，4、脱水塔，41、调制污泥进料口，42、废水出料口，43、污泥脱水剂进料口，44、脱水污泥出料口，45、塔体，46、升降杆，47、气缸，48、脱水架，481、架盘，482、弹性网片，483、通孔，484、污泥漏口，49、压盘，5、脱水剂储罐，6、废水储罐，7、脱水剂回收塔，8、脱水污泥储罐，9、压滤机，10、污泥干燥塔，11、滤液储罐，12、阀门。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中使用的脱水塔的结构如下：

如图2所示，脱水塔4包括塔体45、提升机构和脱水机构，塔体45上部左侧具有调制污泥进料口41，塔体45上部右侧具有废水出料口42，塔体45下部左侧具有污泥脱水剂进料口43，塔体45底部具有脱水污泥出料口44，提升机构安装在塔体45上，提升机构下部伸入塔体45内，脱水机构在塔体45内从上至下设置有多个，脱水机构上部与塔体45连接，脱水机构下部与提升机构连接。

提升机构包括升降杆6和气缸47，升降杆6伸入塔体45内，升降杆6的上端与气缸47的活塞杆固定，脱水机构包括上部的脱水架48和下部的压盘49（见附图4），脱水架48包括架盘481和弹性网片482，架盘481为圆形，架盘481与塔体45内壁固定，架盘481中部开有通孔483，架盘481上还开有多个污泥漏口484（见附图3），污泥漏口484以通孔483为中心呈圆周状均布在架盘481上，污泥漏口484呈扇环形，弹性网片482的上端与架盘481下表面固定，弹性网片482的数量及位置与污泥漏口484对应设置，且弹性网片482的形状与污泥漏口484形状相配，弹性网片482也呈扇环形（见附图5），弹性网片482的网孔大小选择20~100目，压盘49位于弹性网片482正下方，压盘49与弹性网片482相配合，压盘49为圆形，压盘49的直径要小于架盘481的直径，但大于扇环形污泥漏口484的外环所在圆的直径即大于弹性网片482扇环形的外环所在圆的直径，这样压盘49可较好的对弹性网片482施压，利于脱水。压盘49包括外环、中心的内环和四根连杆，连杆一端连接外环，另一端连接内环，四根连杆整体呈十字形设置，升降杆6穿过架盘481中部的通孔483及压盘49中心的内环，内环与升降杆6固定。

实施例1：

如图1所示，含水80%的市政污泥以2吨/小时由污泥输送机1输送至污泥调质器2中，在污泥调质器2中调至含水率为95%，并加20ppm聚丙烯酰胺，然后由泵3通过阀门12经过计量进入脱水塔4上部；来自脱水剂储罐5的丙酮由泵3通过阀门12经过计量以2吨/小时的速率进入脱水塔4下部；在脱水塔4内污泥经过脱水后从塔底部排出进入脱水污泥储罐8内，此时污泥含水率为25%左右，再通过泵3进入压滤机9进行机械脱液，机械脱液后污泥含水率达到17%，再进入污泥干燥塔10进一步脱水至15%作为干污泥排出系统外。从脱水塔4顶部出来的废水，含丙酮12%，进入废水储罐6，然后由泵3经过计量输送至脱水剂回收塔7，从脱水剂回收塔7塔顶出来的为浓度98%的丙酮回至脱水剂储罐5循环使用，塔底为含丙酮100ppm的废水排出系统外。此外压滤机9的滤液输入滤液储罐11，滤液储罐11的滤液通过泵3输入脱水剂储罐5内循环利用；污泥干燥塔10顶部排出的回收的丙酮返回至脱水剂储罐5循环使用。经过本装置处理，含水80%的污泥可脱水至含水15%；与单纯通过热力干燥湿污泥相比，处理每吨湿污泥热蒸汽的消耗由原来0.9吨蒸汽下降为0.1吨蒸汽。

实施例2：

如图1所示，含水75%的印染污泥以2吨/小时由污泥输送机1输送至污泥调质器2中，在污泥调质器2中调至含水率为90%，并加30ppm氯化铝，然后由泵3通过阀门12经过计量进入脱水塔4上部；来自脱水剂储罐5的甲醇由泵3通过阀门12经过计量以4吨/小时的速率进入脱水塔4下部；在脱水塔4内污泥经过脱水后从塔底部排出进入脱水污泥储罐8内，此时污泥含水率为22%左右，再通过泵3进入压滤机9进行机械脱液，机械脱液后污泥含水率达到15%，再进入污泥干燥塔10进一步脱水至10%作为干污泥排出系统外。从脱水塔4顶部出来的废水，含甲醇18%，进入废水储罐6，然后由泵3经过计量输送至脱水剂回收塔7，从脱水剂回收塔7塔顶出来的为浓度99%的甲醇回至脱水剂储罐5循环使用，塔底为含甲醇100ppm的废水排出系统外。此外压滤机9的滤液输入滤液储罐11，滤液储罐11的滤液通过泵3输入脱水剂储罐5内循环利用；污泥干燥塔10顶部排出的回收的甲醇返回至脱水剂储罐5循环使用。经过本装置处理，含水75%的污泥可脱水至含水10%；与单纯通过热力干燥湿污泥相比，处理每吨湿污泥热蒸汽的消耗由原来0.85吨蒸汽下降为0.18吨蒸汽。

实施例3：

如图1所示，含水78%的造纸污泥以2吨/小时由污泥输送机1输送至污泥调质器2中，在污泥调质器2中调至含水率为90%，并加100ppm聚丙烯酰胺，然后由泵3通过阀门12经过计量进入脱水塔4上部；来自脱水剂储罐5的丙酮和甲醇混合液（其中按重量比计算：丙酮50%，甲醇50%）由泵3通过阀门12经过计量以1吨/小时的速率进入脱水塔4下部；在脱水塔4内污泥经过脱水后从塔底部排出进入脱水污泥储罐8内，此时污泥含水率为40%左右，再通过泵3进入压滤机9进行机械脱液，机械脱液后污泥含水率达到20%，再进入污泥干燥塔10进一步脱水至17%作为干污泥排出系统外。从脱水塔4顶部出来的废水含水率90%，进入废水储罐6，然后由泵3经过计量输送至脱水剂回收塔7，从脱水剂回收塔7塔顶出来的为含水率在6%的污泥脱水剂混合溶液（污泥脱水剂由丙酮和甲醇组成）回至脱水剂储罐5循环使用，塔底为含甲醇60ppm及丙酮40ppm的废水排出系统外。此外压滤机9的滤液输入滤液储罐11，滤液储罐11的滤液通过泵3输入脱水剂储罐5内循环利用；污泥干燥塔10顶部排出的回收的污泥脱水剂返回至脱水剂储罐5循环使用。经过本装置处理，含水78%的污泥可脱水至含水17%；与单纯通过热力干燥湿污泥相比，处理每吨湿污泥热蒸汽的消耗由原来0.80吨蒸汽下降为0.12吨蒸汽。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1. 一种污泥高效脱水系统，其特征在于：

含水污泥由污泥输送机（1）送入污泥调质器（2）调制，污泥调质器输出的调制污泥通过泵（3）送入脱水塔（4）上部，脱水剂储罐（5）内的污泥脱水剂通过泵送入脱水塔下部，调制污泥与污泥脱水剂在脱水塔内混合，脱水处理至污泥含水率在22~40%；

脱水塔顶部流出废水进入废水储罐（6），废水储罐中的废水通过泵输入脱水剂回收塔（7）回收污泥脱水剂，脱水剂回收塔顶部出来回收的污泥脱水剂输入脱水剂储罐内循环利用；

脱水塔底部排出脱水污泥至脱水污泥储罐（8），脱水污泥储罐的脱水污泥通过泵送入压滤机（9）压滤至污泥的含水率在15%~20%，压滤后的污泥形成的泥饼输入污泥干燥塔（10）干燥至排出污泥含水率比干燥前降低2~5%，污泥干燥塔顶部排出污泥脱水剂输入脱水剂储罐内循环利用；压滤后的滤液输入滤液储罐（11），滤液储罐的滤液通过泵输入脱水剂储罐内循环利用。

2. 根据权利要求1所述的污泥高效脱水系统，其特征在于：所述的调制为向含水污泥中加入辅助脱水剂，混合均匀，将污泥含水率控制在90~95%得调制污泥。

3. 根据权利要求2所述的污泥高效脱水系统，其特征在于：所述的辅助脱水剂为有机絮凝剂或无机絮凝剂，辅助脱水剂的加入量为每吨含水污泥中加入10~50ppm。

4. 根据权利要求1或2或3所述的污泥高效脱水系统，其特征在于：所述的污泥脱水剂选自丙酮、甲醇、二甲醚中的一种或几种的混合物，污泥脱水剂的加入量为每吨污泥中加入0.5~2吨。

5. 根据权利要求1或2或3所述的污泥高效脱水系统，其特征在于：所述的脱水剂回收塔回收的污泥脱水剂的含水率在1~6%。

6. 根据权利要求1或2或3所述的污泥高效脱水系统，其特征在于：所述脱水塔包括塔体（45）、提升机构和脱水机构，塔体上部一侧设有调制污泥进料口（41），塔体上部另一侧设有废水出料口（42），塔体下部一侧设有污泥脱水剂进料口（43），塔体底部设有脱水污泥出料口（44），提升机构安装在塔体上，提升机构下部伸入塔体内，脱水机构在塔体内从上至下设置有多个，脱水机构上部与塔体连接，脱水机构下部与提升机构连接。

7. 根据权利要求6所述的污泥高效脱水系统，其特征在于：所述提升机构包括升降杆（46）和气缸（47），升降杆伸入塔体内，升降杆的上端与气缸的活塞杆固连，脱水机构下部与升降杆固连。

8. 根据权利要求7所述的污泥高效脱水系统，其特征在于：所述脱水机构包括上部的脱水架（48）和下部的压盘（49），脱水架包括架盘（481）和弹性网片(482)，架盘与塔体内壁固连，架盘中部开有通孔(483)，架盘上还开有若干污泥漏口(484)，污泥漏口以通孔为中心呈圆周状均布在架盘上，弹性网片的一端与架盘下表面固连，弹性网片与污泥漏口对应设置，且弹性网片的形状与污泥漏口形状相配，压盘位于弹性网片正下方，压盘与弹性网片相配合，升降杆穿过架盘中部的通孔及压盘中心，压盘与升降杆固连。

9. 根据权利要求8所述的污泥高效脱水系统，其特征在于：所述弹性网片和污泥漏口均呈扇环形，弹性网片的网孔大小在20~100目。