CN103803775A - 一种高含水率污泥的高干度脱水方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高含水率污泥的高干度脱水方法，利用螺旋带式浓缩电渗透振动压榨一体化设备将含水率为99.2％～95.0％的污泥一次性脱水至含水率60.0～55.0％。所采用的螺旋浓缩带式电渗透振动压榨一体化设备，包括给料系统、加药系统、混料系统、输送系统、螺旋浓缩脱水系统、带式压榨脱水系统、电渗透压榨脱水系统、振动压榨脱水系统。

Description

一种高含水率污泥的高干度脱水方法和设备

技术领域

本发明涉及一种污泥的脱水方法，特别涉及一种高含水率污泥的高干度脱水方法，此外，本方法还提供实现该方法的设备。 

背景技术

众所周知，带式脱水机的生产效率很大程度上取决于重力脱水效果。经过絮凝处理后的料浆，首先要进行重力脱水。过滤开始时，滤液只需克服过滤介质的阻力，此时的过滤速率较快，随着过滤时间的增加，絮块下沉、粒子间隙缩小、充填密度增加、过滤速率减慢，特别是污泥在重力脱水过程中很容易在滤带表面形成一层较为致密的滤层，导致过滤速率很快降至为零。这样自由水滞留在粒子中间或析出料浆表面形成了“水池”现象。这时要提高重力脱水效果，除了强化絮凝效果外，重要的是要疏通滤带网孔。 

研究发现，振动可使料浆中固体颗粒离开滤网面向上运动，是解决“水池”问题较好的方法之一。采用振动浓缩脱水对污泥进行重力脱水。污泥与絮凝剂混合后流入到振动浓缩脱水带上，在振动脱水力的作用下，污泥一边脱水，一边向前运行，由于振动作用，使料浆中固体颗粒离开滤网面向上运动，起到了疏通滤带网孔的作用，即提高了污泥重力脱水效率。 

在较强振动的作用下，料浆中固体颗粒离开滤网面向上运动，起到了疏通滤带网孔的作用，重力脱水效果好，即处理量相对较大，但是胞内水仅仅靠振动压榨力是无法去除的。 

电渗透带式过滤脱水工艺是：经絮凝污泥首先落到带式压滤机的重力脱水带上，经重力脱水后的污泥紧接着进入到压榨脱水部分进行压榨脱水，压榨脱水后的污泥再进入电渗透脱水段，在电场力的作用下将胞内水释放出来，经带式压榨脱水成滤饼状。 

从上述介绍可以看出，这种方案的特点是可以将胞内水释放出来，有利于压榨脱水，但是这种结构，虽然胞内水被释放出来了，由于压榨脱水时间较短滤饼含水率难以降到很低。 

螺旋压榨式脱水是利用重力和螺旋挤压最终实现污泥脱水的。将絮凝的料浆送入一个直径在逐渐增大的螺旋输送结构中，螺杆在一个圆筒型的筛网中慢速度旋转，料浆在压力逐渐增加的螺旋内被挤压脱水同时被向前运送。物料在螺旋挤压过滤机中经受较长时间的压力脱水。在螺旋轴一端进入的料浆，随着螺旋轴在压向另一端的过程中慢慢变得越来越干燥。螺旋压榨式脱水只能进行初步脱水处理，如果增加螺旋挤压的时间，就会使单位时间内的处理量变小，产量较低。 

综上所述，传统的带式压榨污泥脱水，脱水后的滤饼含水率依旧很高(75.0％～80.0％)，其原因是很多水存放在污泥分子内部，统称为胞内水，没有被释放出来，采用传统的污泥脱水法很难将这部分胞内水释放出来；而电渗透脱水法，污泥在电场力的作用下，胞内水将很容易被刺穿流出来。虽然采用电渗透法可以很方便的将胞内水释放出来，但是对初始含水率很高的污泥(含水率为99.2％～95.0％)直接采用电渗透法，显然是不经济的。 

为了解决现有技术存在的上述技术问题，特提出本发明。 

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高含水率污泥的高干度脱水方法，该方法针对高含水率污泥(含水率为99.2％～95.0％)，实现污泥高干度脱水，含水率降低至60.0％～55.0％。为此本发明还要提供一种实现该方法的一体化设备。 

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是： 

一种高含水率污泥的高干度脱水方法，是指含水率为99.2％～95.0％的污泥经过螺旋浓缩电渗透带式振动压榨一体化设备，污泥的含水率降低至60.0％～55.0％。 

所述螺旋浓缩带式电渗透振动压榨一体化设备，包括给料系统、加药系统、混料系统、输送系统、螺旋浓缩脱水系统、带式压榨脱水系统、电渗透压榨脱水系统、振动压榨脱水系统。输送系统包括滤带、滤带自动清洗系统、滤带自动纠偏系统、滤带自动张紧系统。 

所述给料系统将含水率为99.2％～95.0％的污泥输送至混料系统，所述加药系统将絮凝剂加入混料系统中，絮凝剂与污泥的混合物料发生絮凝反应后输送至螺旋浓缩脱水系统，螺旋浓缩脱水系统输出的物料含水率在88.0～85.0％之间。 

所述螺旋浓缩脱水系统输出物料至滤带，随滤带进入带式压榨脱水系统，所述带式压榨脱水系统输出的物料含水率在80.0～76.0％之间。 

所述带式压榨脱水系统输送物料至电渗透压榨脱水系统，所述电渗透压榨脱水系统输出的物料含水率在65.0～60.0％之间。 

所述电渗透压榨脱水系统输出的物料进入振动压榨脱水系统，所述振动压榨脱水系统输出的物料含水率在60.0～55.0％之间。 

所述螺旋浓缩脱水系统是将絮凝的物料送入一个直径在逐渐增大的螺旋输送结构中，螺杆在一个圆筒型的筛网中慢速度旋转，物料在压力逐渐增加的螺旋内被挤压脱水同时被向前运送。物料在螺旋挤压过滤机中经受较长时间的压力脱水。在螺旋轴一端进入的物料，随着螺旋轴压向另一端的过程中含水率逐渐下降。所述带式压榨脱水系统是螺旋浓缩脱水系统输出的物料经双层滤带包裹后经过立式布局的，由大到小排列的脱水辊筒，物料受到辊筒压榨力的作用，含水率进一步降低，形成滤饼状。 

所述电渗透压榨脱水系统是物料在直流电场的作用下，胞内水被释放出来，在压榨辊的挤压作用下滤饼状物料的含水率进一步降低。 

所述振动压榨脱水系统，由压榨辊、震动柱、皮带、偏心轴组成。偏心轴高频转动引起皮带呈松弛和张紧状态，带动震动柱挤压和远离滤布。在高频振动和压榨力的作用下，滤饼状物料的含水率进一步降低。 

本发明具有的优点和积极效果是：(1)极大的降低了含水率。本发明提供的一体化高干度脱水设备，将99.2％～95.0％的高含水率污泥直接降低至55.0％～60.0％的含水率，极大的减小了污泥的体积，为污泥的最终处置奠定了基础。(2)节省占地面积。本发明提供的一体化高干度脱水设备采用立式布局，结构紧凑，占地面积小，尤其适用于已建成的污水处理厂的升级改造。(3)改善员工工作环境，避免环境污染。本发明提供的污泥一体化高干度脱水设备，可以加工成密闭型。密闭型一体化设备不仅保证了操作人员的身体健康，而且避免了恶臭气体对环境的污染。(4)连续生产和全自动操作。本发明提供的一体化高干度脱水设备，实现高含水率污泥高干度脱水过程的连续性生产和自动化操作。(5)能耗低，脱水效率高。本发明提供的高含水率污泥一体化高干度脱水设备，集成了带式压榨脱水、电渗透压榨脱水、振动压榨脱水等技术，降低脱水能耗，提高脱水效率。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

螺旋浓缩带式电渗透振动压榨一体化设备结构示意图如图1所示。 

给料系统1、加药系统2、混料系统3、输送系统4、螺旋浓缩脱水系统5、带式压榨脱水系统6、电渗透压榨脱水系统7、振动压榨脱水系统8，输送系统4包括：滤带9、滤带自动清洗系统10、滤带自动纠偏系统11、滤带自动张紧系统12。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。 

二沉池含水率98％的污泥，由螺杆泵打入到管道混合器中与絮凝剂聚丙烯酰胺混合，经管道混合器反应絮凝好的污泥流淌到螺旋预浓缩脱水筒中进行浓缩脱水。螺旋预浓缩脱水筒结构呈锥形状，即污泥在螺旋预浓缩脱水筒呈爬坡现象，这样就可使得水向后流、泥向前走，有利于脱水，同时由于螺旋脱水筒转速较慢，工作过程是一边絮凝、一边脱水，对污泥起到更好的浓缩脱水作用。选择螺旋脱水时间为2min，经测量螺旋脱水筒出口污泥含水率在88％，这就为下一步二次重力脱水奠定了很好的基础。经螺旋预浓缩脱水后的污泥落到脱水机的重力脱水滤带上，这时污泥还有少量的流动性，进入到立式布局的带式污泥脱水机上，污泥经锲型预压脱水进入到带式压榨脱水段，污泥在穿越由大到小的脱水辊筒时受到辊筒压榨力和剪切力的作用，水分逐渐减少形成滤饼状。选择带式压榨压力为0.8MPa，经测量经电渗透压榨脱水的污泥含水率在78％，这就为后续电渗透脱水节约了电能。紧接着污泥进入到电渗透压榨脱水区，污泥在电场力的作用下，胞内水被释放出来，经压榨辊的作用下滤饼含水率进一步降低。选择电场强度为10V/mm，经测量经电渗透压榨脱水的污泥含水率在63％。再紧接着滤饼再进入到振动压榨区，选择振动频率1000Hz，振幅 2mm，在该振动压榨力的作用下，滤饼含水率降低到较低点，即完成污泥高干度脱水。经测量经振动压榨后的污泥含水率在59％。 

Claims (7)

1.一种高含水率污泥的高干度脱水方法，包括如下步骤：将含水率为99.2％～95.0％的污泥和絮凝剂分别输送至螺旋浓缩电渗透带式振动压榨一体化设备。

2.根据权利要求1所述的螺旋浓缩电渗透带式振动压榨一体化设备，其特征在于由给料系统、加药系统、混料系统、输送系统、螺旋浓缩脱水系统、带式压榨脱水系统、电渗透压榨脱水系统、振动压榨脱水系统组成，输送系统由滤带、滤带自动清洗系统、滤带自动纠偏系统、滤带自动张紧系统构成。

3.根据权利要求1所述的螺旋浓缩电渗透带式振动压榨一体化设备，其特征在于螺旋浓缩脱水系统输出的物料含水率在88.0～85.0％之间；带式压榨脱水系统输出的物料含水率在80.0～76.0％之间；电渗透压榨脱水系统输出的物料含水率在65.0～60.0％之间；振动压榨脱水系统输出的物料含水率在60.0～55.0％之间。

4.根据权利要求2所述螺旋浓缩脱水系统，其特征在于将絮凝的物料送入一个直径在逐渐增大的螺旋输送结构中，螺杆在一个圆筒型的筛网中慢速度旋转，物料在压力逐渐增加的螺旋内被挤压脱水同时被向前运送。

5.根据权利要求2所述带式压榨脱水系统，其特征在于使物料经立式布局、由大到小排列的脱水辊筒挤压作用。

6.根据权利要求2所述电渗透压榨脱水系统，其特征在于使物料通过直流电场的作用，并受到压榨辊的挤压作用。

7.根据权利要求2所述振动压榨脱水系统，其特征在于由压榨辊、震动柱、皮带、偏心轴组成。偏心轴高频转动引起皮带呈松弛或张紧状态，带动震动柱挤压和远离滤布。

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