CN103482846A

CN103482846A - 一种污泥脱水方法及装置

Info

Publication number: CN103482846A
Application number: CN201310429359.6A
Authority: CN
Inventors: 刘焕彬; 朱小林; 李继庚; 刘梦茹
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: Guangdong baofujia Environmental Protection Technology Co., Ltd
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-09-18
Also published as: CN103482846B

Abstract

本发明公开了一种污泥脱水方法及装置，该方法的步骤为污泥经预脱水，控制其含固率在8%以上，然后将上述污泥与调质药品在混合反应器中混合并在高速搅拌下反应，经管道反应器控制药品继续反应时间；最后，对污泥进行强脱水即可；所述混合反应器为调质器或多相混合装置。本发明在8%以上添加调质药品，大量减少了药剂随滤水流失的量，节省药剂用量30%以上。在相同药品用量情况下，可提高污泥干度5%以上。降低了残余药品对环境的二次污染，也减少了残余药品团对脱水设备的损害。经应用表明，本发明对造纸污泥的脱水率可达到55%以上。

Description

一种污泥脱水方法及装置

技术领域

本发明属于污泥处理处置领域，特别涉及的是污泥脱水技术。

背景技术

污泥的资源化利用，是解决污泥固弃物对环境危害的主要方向，在各种污泥资源化利用技术中，其中污泥脱水是共性技术，脱水的效果和脱水的成本对污泥资源化利用的影响巨大，现有的脱水技术中，其基本流程通常是对水处理后产生的污泥（一般固含率在2%左右）直接进行调质后，其调质过程采用在管道中直接添加调质药品，或采用文丘里类的静态混合器进行调质药品混合调质，调质后再进行一到两段机械脱水，这种污泥处理流程，存在如下问题：污泥在含固率2%左右进行调质时，调质所用的药品有很大一部分在没有发生作用的情况下，随着第一段脱水工段的滤水中排出，浪费了大量的药品，排出药品又会产生新的污染，从而提高了污泥脱水的成本，另一方面，现有污泥调质技术中，由于缺乏有效的混合过程，药品与污泥的混合效果差，药品在污泥中分布不均匀，影响了调质的效果，并且药品过多的地方，由于药品没有完全反应，残余量高，对脱水设备产生网部堵塞等现象，影响脱水效果和增加设备使用成本，因此，改变调质的方式，增加调质药品与污泥混合的均匀度，减少调质药品的浪费，和避免药品产生新的污染，从而达到降低调质费用、增加调质效果对污泥脱水是非常必要的。

一种现有的污泥脱水装置，如图5所示，药品经PE配置系统3制备后，经加药泵送到进泥调理区4，由污泥池1并经污泥泵2泵送来的污泥，在进泥调理区4混合，调理后的污泥进入半离心浓浓缩区5后，进入带式压滤机6，脱水后由排泥区7排出。1.加药量：絮凝剂，绝干污泥的1.87kg/t;2.混合均匀度：在浓缩区前取样，随机取样10次，分析污泥样品中的药品残余量，其均匀度CV为：0.35；3.滤液药品残余量：以绝干污泥折算，0.25kg/t；4.网部残余块：以一次作业周期为检测周期，目测发现5块；5.最终污泥含固率：29%。

如图6所示，现有技术处理造纸污泥的另一个典型流程，与本实施例同一种造纸污泥，其处理流程是，调质药品经制备槽1制备经计量泵2泵至与管道，与经污泥收集槽3并由螺杆泵4泵送来的污泥在管道中混合，混合后进入隔膜板框机5压滤，压滤的污泥含固度达30%，经过破碎并由螺旋输送至带式压滤机6高压压滤。测试与结果：1.加药量：絮凝剂用量，2kg/t(按绝干污泥计算)；2.混合均匀度：在板框机5入口处取样，随机取样10次，分析污泥样品中的药品残余量，其均匀度CV为：0.36；3.滤液药品残余量：以绝干污泥折算，0.18kg/t；4.网部残余块：以一次作业周期为检测周期，目测发现8块；5.最终污泥含固率：50%。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对低含固率（<5%）的污泥，提供一种未调质污泥经预脱水后再进行调质与脱水的方法和脱水流程，从而达到提高调质药品与污泥混合均匀度，提高调质药品的调质效果，降低调质药品消耗量和增加脱水效果的目的。

本发明通过以下技术方案实现：

一种污泥脱水方法，污泥经预脱水，控制其含固率在8%以上，然后将上述污泥与调质药品在混合反应器中混合并在高速搅拌下反应，经管道反应器控制药品继续反应时间；最后，对污泥进行强脱水即可；所述混合反应器为调质器或多相混合装置。

所述调质器主要由混料搅拌筒、转轴、支撑座、多个搅拌叶、电机构成，所述转轴和混料搅拌筒设在支撑座上，混料搅拌筒的一端设有污泥入口，靠近该端的筒壁上设有药品加入口，另一端为封闭端，靠近该封闭端的筒壁上设有污泥排出口，所述转轴的一端与电机联接，另一端设在混料搅拌筒的封闭端处，设在混料搅拌筒内的所述搅拌叶的一端与转轴的端部联接且沿转轴的周向分布，另一端为自由端，向着污泥入口的方向延伸。

所述调质器还包括拨料盘，该拨料盘套装固定在转轴上，所述拨料盘是由圆形挡板以及设在圆形挡板表面的多个条形拨料块构成，所述条形拨料块沿圆形挡板的周向间隔分布，且与污泥排出口相对应。

所述搅拌叶为弧形结构，所有搅拌叶构成一个球形或椭球形结构，所述混料搅拌筒的内表面为与搅拌叶形状相适配的弧形面。

所述搅拌叶的数量为3～6根；所述条形拨料块的数量为3～6根。

所述污泥排出口的中心线与所述污泥入口的中心线相垂直。

所述混料搅拌筒的内表面与搅拌叶之间的间隙为3～10mm。

所述高速搅拌的速率为600-1500转/分；所述预脱水时对污泥施加的压强为2-3MPa，强脱水时对污泥施加的压强为4-6MPa。

所述多相混合装置，包括依次连接的进料口、混合机构和出料口，所述进料口包括主进料口和辅进料口，辅进料口设于主进料口外侧；所述混合机构包括相配合的定磨盘和动磨盘，定磨盘上设有多个供添加剂进入混合机构用的进料孔；所述出料口设于混合机构的侧面。

所述定磨盘的进料孔设于定磨盘轴向中心周围各磨齿之间的间隙处；所述主进料口设于定磨盘的轴向中心上方，辅进料口设于定磨盘的各进料孔上方。

所述混合机构的动磨盘底部与电机主轴固定连接。从混合机构的中心向周围，所述定磨盘或动磨盘上磨齿的宽度、厚度和高度均逐渐变小。从混合机构的中心向周围，所述定磨盘或动磨盘上各磨齿之间的距离逐渐减小。

所述主进料口的高度大于辅进料口的高度。辅进料口的个数为一个或多个。混合机构中动磨片和定磨盘的配合为磨齿相错配合形式。

一种污泥脱水装置，该装置包括依次管路连通的污泥收集槽、预脱水装置、过渡罐、内设高速旋转体的混合反应器、管道反应器和强脱水装置；该装置还包括药品罐，该药品罐与混合反应器管路连通。其中混合反应器采用上述调质器或多相混合装置。

所述预脱水装置和强脱水装置为带式脱水机、板框脱水机或螺旋脱水机。

上述所述的调质过程，通过混合反应器对污泥高速搅拌实现污泥的流态化，并同时与调质药剂混合并发生反应，然后经过管道或管道反应器控制药品继续反应时间，实现污泥的调质，调质后的污泥进入下一段强脱水设备，实现污泥的高干度脱水。

所述混合反应器，安装在污泥泵与管道反应器之间的管道上，通过高速旋转体对污泥进行高速搅拌，从而从污泥流态化，易于实现污泥与调质药剂充分混合，本混合反应器可参照采用图3所示的调质器和多相混合装置，由于污泥成分复杂，各种污泥的流体性差异较大，对流体性相对较好（一般含固率在8%-15%）的可采用如图3所示，污泥在调质器的搅拌叶的搅拌下，呈现湍流和流态化特性，转子的转速可设定在600-1500转/分，对含固率低的污泥，其要求转速较低；对流体性较差的污泥（含固率>15%），可采用多相混合装置，污泥在盘式转子与盘式定子之间与药品混合，盘式转子的转速可设定为900-1500转/分。

所述管道反应器，是安置在混合反应器和强脱水设备之间的一段增大的管道，其大小和长度与要控制的药品反应时间相关，当调质药剂的品种需要反应时间较长时，可以增大管径和长度来实现足够的反应时间。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）本发明在8%以上添加调质药品，大量减少了药剂随滤水流失的量，节省药剂用量30%以上。降低了残余药品对环境的二次污染，也减少了残余药品团对脱水设备的损害。

（2）本发明通过流态化污泥并同时与药剂混合，混合均匀度达80%以上，与现有技术相比，提高混合均匀度50%以上，减少药品残余集中点70%以上。

（3）在相同药品用量情况下，与现有技术相比，本技术可提高污泥干度5%以上。

（4）本发明经应用表明，对造纸污泥的脱水率可达到55%以上。

（5）本发明调质器是针对污泥处理专门设计的，其最大特点是在混料搅拌筒中省掉了搅拌轴，而只有搅拌叶，这种结构形式，保证了污泥输送的流畅性，减少了对设备的维护；另外一个特点是增设了拨料盘，可有效促进了污泥的排出，减少了污泥在仓内的压力，尤其是减少了混料搅拌筒封闭端的压力。

附图说明

图1为本发明脱水流程的结构示意图；

图2为本发明调质器的结构示意图；

图3是图2所示纵剖的局部剖视图；

图4是图3所示搅拌叶和拨料盘的放大的立体结构示意图；

图5是背景技术中提到的一种现有的污泥脱水装置图；

图6是背景技术中提到的现有技术处理造纸污泥的流程图。

具体实施方式

面结合具体实例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

实施例1

一种污泥脱水装置，如图1所示，包括依次管路连通的污泥收集槽100、预脱水装置300、过渡罐400、调质器600（混合反应器）、管道反应器700和强脱水装置500；该装置还包括药品罐800，该药品罐通过泵200与调质器600管路连通。

如图2、3、4所示，本实施例的调质器600主要由混料搅拌筒1、转轴2、支撑座3、六个搅拌叶4、电机5构成，所述转轴2设在支撑座3上，混料搅拌筒1的一端设有污泥入口6，靠近该端的筒壁的顶部上设有药品加入口7，混料搅拌筒1的另一端为封闭端，安装在支撑座3的侧壁上，也就是说，通过支撑座3的侧壁将混料搅拌筒1的另一端封闭，靠近该封闭端的筒壁的顶部设有污泥排出口8，所述污泥排出口8的中心线与所述污泥入口6的中心线相垂直。所述转轴2的一端与电机5联接，另一端设在混料搅拌筒1的封闭端处，设在混料搅拌筒1内的所述搅拌叶4的一端与转轴2的端部联接且沿转轴2的周向分布，另一端为自由端，向着污泥入口6的方向延伸。所述每个搅拌叶4为弧形结构，所有搅拌叶4构成一个椭球形结构，所述混料搅拌筒1的内表面为与搅拌叶4形状相适配的弧形面。所述混料搅拌筒1的内表面与搅拌叶4之间的间隙为3～10mm。

调质器还包括拨料盘9，拨料盘9套装固定在转轴2上。所述拨料盘9是由圆形挡板10以及设在圆形挡板10表面的6个条形拨料块11构成，所述条形拨料块11沿圆形挡板10的周向间隔分布，且与污泥排出口8相对应。

另外，所述电机5采用转速可调的变频电机，所述的变频电机是指该电机通过变频器来调节电机的转速。

污泥脱水方法，如图1所示，含固率3%的市政污泥经污泥收集槽100贮存，污泥中不添加调质药品，经螺杆泵泵送至预脱水装置（板框脱水机）300，通过控制板框压力和脱水时间，达到污泥含固率8%，脱水后的污泥进入过渡罐400，再经螺杆泵将污泥泵送到调质器600，同时药品经药品罐800调制后，经计量泵进入调质器600（如图3所示），污泥与调质药品在调质器的搅拌叶的高速搅拌下（600转/分），呈现流态化现象，在此过程中，药品与污泥充分混合，并快速反应，充分混合后的污泥和调质药品经过转动的拨料盘时，沿着拨料盘中圆形挡板的表面向上推进，并在圆形挡板表面的条形拨料块的拨动下，将污泥和调质药品推向污泥排出口，最后从污泥排出口排出。在螺杆泵的压力作用下，污泥继续进入管道并流经管道反应器700，本实施例采用了两倍管道管径的管道反应器，其长度为4米，污泥经上述反应过程后进入下阶段的强脱水装置500，此强脱水装置仍为板框脱水机，强脱水装置对污泥施加的压强为4-6MPa。与预脱水装置相比，预脱水装置的污泥承受的压强为2-3MPa。

测试与结果：

1.加药量：絮凝剂，绝干污泥的1.25kg/t;

2.混合均匀度：在调质器后的管道上的取样口，随机取样10次，分析污泥样品中的药品残余量，其均匀度CV为：0.15；

3.滤液药品残余量：以绝干污泥折算，0.15kg/t；

4.网部残余块：以一次作业周期为检测周期，目测发现1块；

5.最终污泥含固率：35%。

本实施例与图5所示现有流程相比：1.加药量减少：33%；2.混合均匀度提高：57%；3.滤液药品残余量减少：40%；4.网部残余块减少：80%；5.最终污泥含固率提高：6%。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

污泥脱水装置中的混合反应器采用一种多相高浓混合装置（申请号200910192226.5，公开号CN101654886）。污泥脱水方法为：含固率2%的造纸污泥经收集罐100贮存，污泥中不添加调质药品，经（螺杆）泵200泵送至预脱水装置（板框脱水机）300，通过控制板框压力和脱水时间，达到污泥含固率15%，脱水后的污泥进入过渡罐400，再经螺杆泵将污泥泵送到混合反应器，同时药品经药品罐800调制后，经计量泵进入混合反应器，污泥在盘式转子的高速搅拌下（900转/分），被分散并呈现湍流和流态化现象，在此过程中，药品与污泥充分混合，并快速反应，在螺杆泵的压力作用下，污泥继续进入管道并流经管道反应器，本实施例采用了三倍管道管径的管道反应器，其长度为6米，污泥经上述反应过程后进入下阶段的强脱水装置500，此强脱水装置为带式脱水机，强脱水装置对污泥施加的压强为4-5MPa。与预脱水装置相比，预脱水装置的污泥承受的压强为2-3MPa。

测试与结果：

1.加药量：调质药品用量，1.4kg/t(按绝干污泥计算)；

2.混合均匀度：在混合反应器后的管道上的取样口，随机取样10次，分析污泥样品中的药品残余量，其均匀度CV为：0.18；

3.滤液药品残余量：以绝干污泥折算，0.09kg/t；

4.网部残余块：以一次作业周期为检测周期，目测发现2块；

5.最终污泥含固率：55%。

本实施例与图6所示现有流程相比：1.加药量减少：30%;2.混合均匀度提高：50%；3.滤液药品残余量减少：50%；4.网部残余块减少：75%；5.最终污泥含固率提高：5%。

Claims

1.一种污泥脱水方法，其特征在于，污泥经预脱水，控制其含固率在8%以上，然后将上述污泥与调质药品在混合反应器中混合并在高速搅拌下反应，经管道反应器控制药品继续反应时间；最后，对污泥进行强脱水即可；所述混合反应器为调质器或多相混合装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调质器主要由混料搅拌筒、转轴、支撑座、多个搅拌叶、电机构成，所述转轴和混料搅拌筒设在支撑座上，混料搅拌筒的一端设有污泥入口，靠近该端的筒壁上设有药品加入口，另一端为封闭端，靠近该封闭端的筒壁上设有污泥排出口，所述转轴的一端与电机联接，另一端设在混料搅拌筒的封闭端处，设在混料搅拌筒内的所述搅拌叶的一端与转轴的端部联接且沿转轴的周向分布，另一端为自由端，向着污泥入口的方向延伸。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调质器还包括拨料盘，该拨料盘套装固定在转轴上，所述拨料盘是由圆形挡板以及设在圆形挡板表面的多个条形拨料块构成，所述条形拨料块沿圆形挡板的周向间隔分布，且与污泥排出口相对应。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述搅拌叶为弧形结构，所有搅拌叶构成一个球形或椭球形结构，所述混料搅拌筒的内表面为与搅拌叶形状相适配的弧形面。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述搅拌叶的数量为3～6根；所述条形拨料块的数量为3～6根。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述污泥排出口的中心线与所述污泥入口的中心线相垂直。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述混料搅拌筒的内表面与搅拌叶之间的间隙为3～10mm。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的方法，其特征在于，所述高速搅拌的速率为600-1500转/分；所述预脱水时对污泥施加的压强为2-3MPa，强脱水时对污泥施加的压强为4-6MPa。

9.权利要求1～8任意一项方法所用的脱水装置，其特征在于，该装置包括依次管路连通的污泥收集槽、预脱水装置、过渡罐、内设高速旋转体的混合反应器、管道反应器和强脱水装置；该装置还包括药品罐，该药品罐与混合反应器管路连通；所述混合反应器为调质器或多相混合装置。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预脱水装置和强脱水装置为带式脱水机、板框脱水机或螺旋脱水机。