CN103601352A - 环保污泥处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了环保污泥处理系统，包括污泥采集装置、砂水分离装置、垃圾分离装置、污泥浓缩装置、污泥脱水装置和污泥后处理装置，污泥采集装置、砂水分离装置、垃圾分离装置、污泥浓缩装置和污泥脱水装置依次连接。使环保污泥处理系统一次性完成疏挖、输送及浓缩、脱水过程。系统封闭性高、连续性好、中转少、时间短、安全可靠。而脱水后的污泥经污泥后处理装置进行回收再利用，可变废为宝，避免了污泥对环境的再次污染，实现整个系统的环保作业。

Description

环保污泥处理系统

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，特别涉及一种环保污泥处理系统。 

背景技术

随着工农业和城市化迅速发展，水体环境状况急剧恶化，河系、湖泊曾经是地域经济赖以发展的环境和资源优势，至今已日趋丧失，不少已沦为藏污纳垢的下水道，以至污染和淤积日益成为社会性公害。河道、湖泊淤积引发了一系列环境隐患：灌溉、排涝、航运、旅游等诸多功能衰落；水质反复受到还原性污染，据对部分水体的水生生物学和环境医学调查，水域生态系统已遭严重破坏，生物多样性指标趋于零；沿岸居民健康也已受到影响，免疫功能趋于下降。 

近年政府投入大量资金对河道、湖泊底泥进行清淤，由于缺乏贴近国情的清淤技术和设备，清淤效果并不理想。而地表下沉，复又加剧淤塞和污染，两者已呈现恶性循环，行将使今后的生态环境加速趋向恶化。这是一个强烈、明确的信号，告示全社会，清淤治本迫在眉睫。 

环保清淤是通过对水下污染底泥的疏挖，以期彻底地清除底泥中所含的污染沉积物，从而达到控制污染水体的内源。而在清淤过程中容易对水体造成污染物的扩散，出现水体浑浊，影响清淤效果与水源环境。清理出来的污泥处理中存在处理过程复杂、中转多次、处理时间长、效率低等问题，而且处理过程可能还会对环境造成二次污染。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种封闭性高、连续性好、中转少、时间短、安全可靠且环保的环保污泥处理系统。 

根据本发明的一个方面，提供了环保污泥处理系统，包括污泥采集装置、砂水分离装置、垃圾分离装置、污泥浓缩装置、污泥脱水装置和污泥后处理装置，所述污泥采集装置、砂水分离装置、垃圾分离装置、污泥浓缩装置和污泥脱水装置依次连接； 

污泥采集装置采集到污泥后输送到砂水分离装置内进行砂水分离，质量大的泥沙沉积后被输送并排出，质量轻的泥浆流入垃圾分离装置中； 

垃圾分离装置对泥浆进行过滤，直径大于3mm的垃圾被分离并排出， 过滤后的泥浆从垃圾分离装置排出； 

在所述垃圾分离装置排出的泥浆中加入第一絮凝剂，再送入到污泥浓缩装置中进行浓缩，在浓缩装置中泥浆被分离成清水和污泥，污泥被排出； 

在所述浓缩装置排出的泥浆中加入第二絮凝剂，再送入到污泥脱水装置进行脱水，经脱水后得到固体泥饼； 

固体泥饼进入污泥后处理装置进行回收再利用。 

通过依次连接污泥采集装置、砂水分离装置、垃圾分离装置、污泥浓缩装置和污泥脱水装置，使环保污泥处理系统一次性完成疏挖、输送及浓缩、脱水过程。系统封闭性高、连续性好、中转少、时间短、安全可靠。而脱水后的污泥经污泥后处理装置进行回收再利用，可变废为宝，避免了污泥对环境的再次污染，实现整个系统的环保作业。 

在一些实施方式中，污泥采集装置为绞吸式清淤船，绞吸式清淤船与砂水分离装置之间用管道连接，绞吸式清淤船与砂水分离装置之间的管道上设有加压装置。绞吸式清淤船可对河道或湖泊等水体中的污泥进行绞吸清除。设置加压装置可长距离输送污泥，在较长的作业场所中只要进行一次安装即可完成整个作业，提高了工作效率。 

在一些实施方式中，绞吸式清淤船包括绞刀、吸泥管、泥泵、排泥管、液压驱动装置和防护罩，绞刀头、吸泥管、泥泵、排泥管依次连接，液压驱动装置与绞刀头和防护罩连接，防护罩设置在绞刀头上方罩住绞刀头。防护罩可以防绞刀头绞动使污泥沸腾扩散而对水体造成污染。 

在一些实施方式中，第一絮凝剂为聚合氯化铝，聚合氯化铝的投加量为污泥重量的0.1%～0.4%。投入第一絮凝剂后可使进入污泥浓缩装置的泥浆快速分离成上层清水和下层污泥。 

在一些实施方式中，第二絮凝剂为聚丙烯酰胺溶液，聚丙烯酰胺溶液为重量百分比浓度为0.1%～0.3%的阴离子溶液，投加量为污泥重量的0.3%～0.8%，聚丙烯酰胺离子度为15%～30%（摩尔比）。 

在一些实施方式中，污泥后处理装置为厌氧堆肥装置，所述污泥脱水装置脱水后的污泥进入厌氧堆肥装置，在密封状态下进行厌氧发酵分解产生沼气、沼液和沼渣，沼液和沼渣可作为有机肥，而沼气则可用于生活用气或发电上网。 

在一些实施方式中，污泥后处理装置为污泥制砖装置，污泥脱水装置脱水后的污泥以占总重量百分比10%～30%的比例与黏土混合，在950～1050℃下在污泥制砖系统中烧制，制得普通建筑用砖。对于重金属超标的污泥，可在烧制过程将有毒重金属都封存固化在砖块中，也杀死了所有有害细菌和有机物。实现了污泥的回收再利用。烧制的燃料可采用厌氧堆肥 装置所产生的沼气，同时砖中的污泥中具有一定的可燃物质，可在烧制过程中燃烧发热，从而起到一定的节能效果。 

在一些实施方式中，环保污泥处理系统还包括污水处理池，污泥浓缩装置和污泥脱水装置分离出来的清水或污水排入到污水处理池，砂水分离装置、垃圾分离装置、污泥浓缩装置均设有溢流口，溢流口排放的溢流水均排入污水处理池进行净化处理。环保污泥处理系统中的各装置排出的污水及溢流水排入到污水处理池中进行净化，避免直接排放对环境造成污染。 

在一些实施方式中，垃圾分离装置和污泥脱水装置均设有清洗系统，污水处理池处理后的水可作为清洗系统的水源，清洗系统排出的污水排到污水处理池。环保污泥处理系统中的各种污水排入污水处理池进行净化，而污水处理池进行净化后的清水又可用于系统中，实现了水资源的循环利用。 

在一些实施方式中，环保污泥处理系统还包括独立设置的小型抽砂船和与小型抽砂船配套使用的砂水分离机。小型抽砂船可在含砂比例较高的场所单独使用，避免长距离输送时砂子堵塞管道。 

附图说明

图1为本发明一实施方式的环保污泥处理系统的系统结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步详细的说明。 

图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的环保污泥处理系统。 

如图1所示，环保污泥处理系统，包括污泥采集装置1、砂水分离装置2、垃圾分离装置3、污泥浓缩装置4、污泥脱水装置5和污泥后处理装置，污泥采集装置1、砂水分离装置2、垃圾分离装置3、污泥浓缩装置4和污泥脱水装置5依次连接； 

污泥采集装置1采集到污泥后输送到砂水分离装置2内进行砂水分离，质量大的泥沙沉积后被输送并排出，质量轻的泥浆流入垃圾分离装置3中； 

垃圾分离装置3对泥浆进行过滤，直径大于3mm的垃圾被分离并排出，过滤后的泥浆从垃圾分离装置3排出； 

在垃圾分离装置3排出的泥浆中加入第一絮凝剂，第一絮凝剂为聚合氯化铝（PAC），其投加量为污泥重量的0.1%～0.4%。 

加入第一絮凝剂后的泥浆被送入到污泥浓缩装置4中进行浓缩，在浓缩装置4中泥浆被分离成清水和污泥，污泥被排出； 

在所述浓缩装置4排出的污泥中加入第二絮凝剂，第二絮凝剂为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺为质量百分比浓度为0.1%～0.3%的阴离子溶液，投加量为污泥重量的0.3%～0.8%，聚丙烯酰胺离子度为15%～30%（摩尔比）。 

加入第二絮凝剂后的被送入到污泥脱水装置5进行脱水，经脱水后得到固体泥饼； 

固体泥饼进入污泥后处理装置进行回收再利用。 

污泥采集装置1可采用青州科大矿砂机械有限公司生产或订制的绞吸式清淤船，包括绞刀头、吸泥管、泥泵、排泥管、液压驱动装置和防护罩。绞刀头、吸泥管、泥泵、排泥管依次连接。液压驱动装置与绞刀头和防护罩连接。防护罩设置在绞刀头上方罩住绞刀头。 

绞吸式清淤船的工作原理如下：绞刀头在液压驱动装置的驱动下旋转，疏松泥土并聚集通过螺旋输送机构使泥土流至吸泥管，在泥泵的吸力下，疏浚泥土通过吸泥管、排泥管被输送到砂水分离装置2。该绞刀具有以下特点： 

1.挖掘精度高 

针对环保绞刀的挖掘精度要求，采用液压驱动，刀头可调，以满足不同深度、不同坡面下绞刀母线与淤泥基面贴合，有效清除污染底泥，满足了环保疏浚的挖掘精度要求。液压油缸在压力油的作用下，活塞杆伸缩，刀架绕铰接点轴销进行转动，实现绞刀与湖泊底泥适时保证贴平，以满足不同深度、不同坡面下绞刀母线与淤泥基面贴合，有效地清除污染底泥。液压油缸的压力油来自于驾驶室，根据水下断面轮廓监视仪的显示情况，控制液压油缸的进出油流量和流向，来实现绞刀头的调平。 

2.防止扰动和扩散 

为了减缓绞刀旋转对水体的扰动而造成的污染物扩散，在绞刀头上方加设防护罩，防止绞刀头腔内旋转的水流由于离心力的作用向罩外水体扩散造成二次污染，也有助于提高吸入浓度。 

3.防护罩开启 

在防护罩上加设铰链机构，液压控制实现防护罩自动开启功能，便于清理绞刀头上的堵塞物，提高了工作效率。液压油缸安装在防护罩组件和刀架组件上，通过轴销和轴销连接，防护罩组件通过绕铰链的转动，实现防护罩的启闭功能。液压油缸的液压能来自于驾驶室，绞刀出现堵塞需要清理时，可通过控制油路，控制液压缸的流量和流向，实现防护罩的开启与关闭。 

绞吸式清淤船的主要参数参照下表。 

绞吸式清淤船与砂水分离装置2之间用管道连接。绞吸式清淤船与砂水分离装置2之间的管道上可设有加压装置，加压装置为排泥加压泵。 

砂水分离装置2可采用南京蓝莹环境科技有限公司生产的LSSF-420型砂水分离机。绞吸式清淤船吸入的泥浆中含有大量的砂，对后面工序的污泥脱水装置5的滤带使用寿命造成不良影响，所以绞吸式清淤船吸入的泥浆需要进入砂水分离机进行砂水分离。将粒径在60um以上的砂从泥浆中分离，得到含水率低的砂。分离出的砂一般比较干净，可以直接出售或供应给就近施工场地使用。砂水分离机一般采用LSSF-420型砂水分离机，在环保污泥处理系统厂房里安装。砂水分离机设有溢流口，当砂水分离机中的泥浆高度超过溢流口时，多余的泥水可以从溢流口流出。 

LSSF-420型砂水分离机主要参数见下表： 

垃圾分离装置3的主要的功能在于可以对污泥成分进行有效分拣，将无需进行脱水处理的石块、生活垃圾、建筑垃圾等直径在3mm以上的颗粒分离出来，防止水中固状悬浮物进入系统中,进而影响后续的处理流程，造成其它机械设备的损坏。本设备对于生活污水、各型工厂污水、抽水站及大型河川整治工程皆有相当良好的效果，降低处理系统负荷。 

垃圾分离装置3包括外壳和外壳内安装的向上倾斜输送的粗网滤带、在粗网滤带上方的外壳侧面上设有进浆口、在粗网滤带输出端设有卸渣口、在外壳的底部设有出浆口。清洗液粗网滤带的孔径为3mm～5mm。从砂水分离机输出的泥浆从进浆口进入垃圾分离装置3内的粗网滤带上，直径在3mm以下的泥浆被过滤下降，从出浆口被排出进入下级系统。直径在3mm以上的颗粒被截留在滤布上面，垃圾由滤布输送至卸渣口排出。 

垃圾分离装置3还包括清洗系统，清洗系统包括多个喷淋头、污水收集器和分别与喷淋头、污水收集器连接的进水管道和出水管道。喷淋头设 置在粗网滤带上方可喷淋清水以清洗传输滤布，污水收集器设置在粗网滤带下方以收集清洗后的污水。清水通过进水管道输送到喷淋头，喷淋头喷出清水对传输滤布进行清洗，清洗后的污水再通过污水收集器后从出水管道排出。 

垃圾分离机的主要技术参数如下： 

污泥浓缩装置4可以是包括一个或多个污泥浓缩箱或浓缩罐，在污泥浓缩箱或浓缩罐之前设置管道混合器。管道混合器上设有泥浆入口、泥浆出口和絮凝剂入口。管道混合器上的泥浆入口与砂水分离机的泥浆输出端连接。从砂水分离机输送出来的泥浆从泥浆入口进入管道混合器，同时从管道混合器的絮凝剂入口按泥浆重量的0.1%～0.4%加入第一絮凝剂聚合氯化铝。管道混合器内部有螺旋状的输送通道，可将送入到管道混合器的第一絮凝剂聚与泥浆在管道混合器中边输送边混合，从而提高了整个系统的工作效率。无须再在容器内设置搅拌器来实现泥浆与絮凝剂的混合。污泥浓缩容箱或浓缩罐上设有进泥口、排泥口、排水口和溢流口，管道混合器的泥浆出口和污泥浓缩容箱或浓缩罐的进泥口连通，混合了絮凝剂的污泥被送入污泥浓缩容箱或浓缩罐后，经过几分钟的静置即可被分离成上层的清水和下层的污泥。上层的清水从排水口被排出，下层的污泥被从排泥口排出输送到污泥脱水装置5进一步脱水。溢流口则可以排出污泥浓缩容箱或浓缩罐中高于溢流口的清水。 

污泥脱水装置5可以采用带式压滤脱水机。 

带式压滤脱水机的工作原理是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，从而实现污泥脱水。 

带式压滤脱水机上设有进泥口、出泥口和排水口。进泥口与污泥浓缩装置4的排泥口连通，排水口设置在带式压滤脱水机的下部以便排出分离出的污水。带式压滤脱水机还包括用于对浓缩污泥进行添加药剂并进行搅拌的搅拌容器、与搅拌容器连通的重力脱水装置、与重力脱水装置相连接的预压脱水装置和与预压脱水装置连接的辊压脱水装置。从污泥浓缩装置4送出的污泥首先进入搅拌容器进，在搅拌容器中按污泥重量的0.3%～0.8% 加入第二絮凝剂为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺是质量百分比浓度为0.1%～0.3%的阴离子溶液，聚丙烯酰胺离子度为15%～30%（摩尔比）。污泥混合了第二絮凝剂后再送入重力脱水装置，依靠重力的作用使污泥脱除一部分水分。然后再将污泥送入预压脱水装置。预压脱水装置包括用于传输和过滤污泥的传输滤布、设置在传输滤布下方的起支承和驱动作用的辊轮和设置在传输滤布上方起加压作用的加压辊。污泥经过预压脱水装置进行初步挤压脱水后再送入辊压脱水装置进行深度脱水。辊压脱水装置设有多个呈S形排列的压辊，压辊的压力逐步增大，污泥经过压榨脱水直至形成滤饼后卸料。在这过程中污泥受到由小到大的挤压，剪切作用力，可脱去其中大部分游离水和部分毛细水份。 

带式压滤脱水机还包括清洗系统，清洗系统包括多个喷淋头、污水收集器和分别与喷淋头、污水收集器连接的进水管道和出水管道。喷淋头设置在传输滤布上方可喷淋清水以清洗传输滤布，污水收集器设置在传输滤布下方以收集清洗后的污水。清水通过进水管道输送到喷淋头，喷淋头喷出清水对传输滤布进行清洗，清洗后的污水再通过污水收集器后从出水管道排出。 

污泥后处理装置可以是厌氧堆肥装置6，厌氧堆肥装置6为密封的沼气池或沼气罐。污泥脱水装置5脱水后的污泥进入厌氧堆肥装置6，在密封状态下进行厌氧发酵。分解产生沼气、沼液和沼渣，沼液和沼渣可作为有机肥，而沼气则可用于生活用气或发电上网。 

污泥中的有机物经过微生物厌氧菌分解发酵过程分为液化、酸化、产甲烷三个阶段。①在液化阶段，厌氧菌种利用胞外酶对垃圾有机物进行酶解，使固态物变成可溶于水的物质；②在产酸阶段，则依靠产酸菌将上述可溶物生成酸性中间物；③产甲烷阶段，最后由甲烷菌利用酸性中间物、以及物料中的其他碳类化合物转化为甲烷（即沼气）。其固态物沼渣经过再次微生物发酵后，便是价值较高的有机肥。 

污泥后处理采用这种工艺有以下几个方面的优点： 

（1）经济价值可观：产出物有沼气，可供生活用燃气，或用此燃气发电上网。每吨有机垃圾经过发酵后，又同时能产生沼肥——它符合国家有机肥和绿色食品用肥标准：GB8172-87。另外，沼液也是营养丰富的有机肥料，并有杀菌杀虫和刺激动植物生长和发育的“生物活性物质”、“土壤营养液”等特殊功能。 

（2）无害化：生产过程中不产生二次污染。无灰渣生成，不需要填埋。 

污泥后处理装置还可以是污泥制砖装置7，污泥脱水装置5脱水后的污泥以占总重量百分比10%～30%的比例与黏土混合，粘土及污泥经过脱水、 分解和烧结阶段,在950～1050C范围内烧成。制得普通建筑用砖。烧制的燃料可采用厌氧堆肥装置6所产生的沼气。而污泥中含有一定的可燃物质，在烧制过程中可燃烧发热，从而达到一定的节能效果。 

环保污泥处理系统还包括污水处理池8，污水处理池8上设置有进水口、出水口和排泥口。污水处理池8内部设有隔板使污水从进口到出口呈S形线路流淌。污泥浓缩装置4的出水口与污水处理池8的进水口连通，污泥脱水装置5的排水口与污水处理池8的进水口连通。砂水分离装置2、垃圾分离装置3、污泥浓缩装置4的溢流口与污水处理池8的进水口连通。污泥浓缩装置4和污泥脱水装置5分离出来的清水或污水都排入到污水处理池8，砂水分离装置2、垃圾分离装置3、污泥浓缩装置4的溢流口排放的溢流水均排入污水处理池8进行处理。 

垃圾分离装置3和污泥脱水装置5均设有清洗系统，清洗系统排出的污水也排到污水处理池8。而污水处理池8处理后的清水则可作为清洗系统的水源。实现污泥净化和水资源的循环利用。 

环保污泥处理系统还包括独立设置的小型抽砂船和与小型抽砂船配套使用的砂水分离机。砂水分离机可设置一到两台。作业时，小型抽砂船在水面上进行抽砂，砂水分离机设置在岸边。小型抽砂船抽取到的砂和水直接输送到砂水分离机时行分离。所产生的砂可直接出售。可在砂石含量高的场所独立作业，操作灵活，避免了长距离输送时，砂石沉积而堵塞输送管道。 

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。 

Claims (10)

1.环保污泥处理系统，其特征在于：包括污泥采集装置（1）、砂水分离装置（2）、垃圾分离装置（3）、污泥浓缩装置（4）、污泥脱水装置（5）和污泥后处理装置，所述污泥采集装置（1）、砂水分离装置（2）、垃圾分离装置（3）、污泥浓缩装置（4）和污泥脱水装置（5）依次连接；

所述污泥采集装置（1）采集到污泥后输送到砂水分离装置（2）内进行砂水分离，质量大的泥沙沉积后被输送并排出，质量轻的泥浆流入垃圾分离装置（3）中；

所述垃圾分离装置（3）对泥浆进行过滤，直径大于3mm的垃圾被分离并排出，过滤后的泥浆从垃圾分离装置（3）排出；

在所述垃圾分离装置（3）排出的泥浆中加入第一絮凝剂，再送入到污泥浓缩装置（4）中进行浓缩，在浓缩装置（4）中泥浆被分离成清水和污泥，污泥被排出；

在所述浓缩装置（4）排出的泥浆中加入第二絮凝剂，再送入到污泥脱水装置（5）进行脱水，经脱水后得到固体泥饼；

所述固体泥饼进入污泥后处理装置（6）进行回收再利用。

2.根据权利要求1所述的环保污泥处理系统，其特征在于：所述污泥采集装置（1）为绞吸式清淤船，所述绞吸式清淤船与砂水分离装置（2）之间用管道连接，所述绞吸式清淤船与砂水分离装置（2）之间的管道上设有加压装置（9）。

3.根据权利要求2所述的环保污泥处理系统，其特征在于：所述绞吸式清淤船包括绞刀头、吸泥管、泥泵、排泥管、液压驱动装置和防护罩，绞刀头、吸泥管、泥泵、排泥管依次连接，液压驱动装置与绞刀头和防护罩连接，所述防护罩设置在绞刀头上方罩住绞刀头。

4.根据权利要求1所述的环保污泥处理系统，其特征在于：所述第一絮凝剂为聚合氯化铝，所述聚合氯化铝的投加量为污泥重量的0.1%～0.4%。

5.根据权利要求1所述的环保污泥处理系统，其特征在于：所述第二絮凝剂为聚丙烯酰胺溶液，所述聚丙烯酰胺溶液为质量百分比浓度为0.1%～0.3%的阴离子溶液，投加量为污泥重量的0.3%～0.8%，聚丙烯酰胺离子度为15%～30%（摩尔比）。

6.根据权利要求1所述的环保污泥处理系统，其特征在于：所述污泥后处理装置为厌氧堆肥装置（6），所述污泥脱水装置（5）脱水后的污泥进入厌氧堆肥装置（6），在密封状态下进行厌氧发酵分解产生沼气、沼液和沼渣，沼液和沼渣可作为有机肥，而沼气则可用于生活用气或发电上网。

7.根据权利要求1所述的环保污泥处理系统，其特征在于：所述污泥后处理装置为污泥制砖装置（7），所述污泥脱水装置（5）脱水后的污泥以占总重量百分比10%～30%的比例与黏土混合，在950～1050℃下在污泥制砖系统（7）中烧制，制得普通建筑用砖。

8.根据权利要求1所述的环保污泥处理系统，其特征在于：还包括污水处理池（8），所述砂水分离装置（2）、垃圾分离装置（3）、污泥浓缩装置（4）和污泥脱水装置（5）分离出来的清水或污水排入到污水处理池（8），所述砂水分离装置（2）、垃圾分离装置（3）和污泥浓缩装置（4）均设有溢流口，所述溢流口排放的溢流水均排入污水处理池（8）进行处理。

9.根据权利要求8所述的环保污泥处理系统，其特征在于：所述垃圾分离装置（3）和污泥脱水装置（5）均设有清洗系统，所述污水处理池（8）处理后的水可作为清洗系统的水源，所述清洗系统排出的污水排到污水处理池（8）。

10.根据权利要求1所述的环保污泥处理系统，其特征在于：还包括独立设置的小型抽砂船和与小型抽砂船配套使用的砂水分离机。

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