CN103979764A - 一种污泥深度脱水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污泥深度脱水处理系统，属于环境岩土工程技术领域。脱水处理系统由磁化预处理装置、粉剂自动加药装置、水剂自动加药装置、管道、阀门、传感器、污泥计量泵、药剂计量泵、污泥泵、真空压力表、板框压滤机、滤液收集器组成，磁化预处理装置可节省药剂的投加量，降低药剂费用；传感器、粉剂自动加药装置及水剂自动加药装置与控制系统连接可实时在线监测数据、自动调控给药，极大的提高工作效率；通过污泥的循环处理可使污泥达到最佳预处理效果，达到污泥的深度脱水。本发明设计合理、结构简单、操作方便，可在磁化及药剂多因素协同预处理条件下达到污泥的深度脱水且污泥调质脱水过程能耗少、成本低。

Description

一种污泥深度脱水处理系统

技术领域

本发明涉及一种污泥深度脱水处理系统，属于环境岩土工程技术领域。

背景技术

污泥是污水净化过程中形成的副产物，污泥因含水率高、有机物含量高、重金属含量高、病菌含量高而被世界上许多国家视作“危险品”。

随着我国污水处理能力的提升，污泥产量大幅增长。到2015年，全国每年约产生3359万吨，即日产污泥9.2万吨，我国将成为全球污泥产生量最大的国家。

我国污泥处理处置形势严峻，据中国水网研究分析，全国范围内进入处理环节的污泥中，目前只有10%左右通过好氧发酵处理后回用到土地，另外有20%采用卫生填埋，还有少量采用焚烧、建材利用等方式进行处置，其余的70%只是随意外运、简单填埋或者堆放。大量的污泥如果得不到有效的处理处置，将会造成污染物入侵地下水和土壤、恶臭气体侵蚀大气等严重的二次污染事故，对水体、土壤和大气造成极大的危害和负担。

污泥处理处置以“减量化、稳定化、无害化和资源化”为基本原则，四个原则中减量化是基础，稳定化处理是核心，无害化为宗旨，资源化利用为目标。减量化是污泥处理处置的前提，而降低污泥的含水率是实现污泥减量化的重要途径。

国内污泥处理处置行业虽然发展较快，但仍然存在以下问题：一是脱水效率低、工艺不完善；二是技术单一、装备水平不够完善，运营成本相对较高；三是处置后的污泥二次污染风险大，资源化利用率低。因此，创新污泥处置的新方法、新设备和新工艺，提高污泥的处置效率已迫在眉睫。

磁技术在污泥处理处置领域应用前景广阔，磁场能量可使污泥细胞瓦解，改变污泥中液相的表面物化性质，污泥中微生物内部或絮体结构中大量间隙水变成自由水，污泥经过磁化处理后可显著提高污泥的脱水性能。药剂处理污泥的设备在国内虽有报道，但国内关于磁场处理污泥的设备鲜有报道，磁化协同药剂预处理污泥的设备报道则更少。

因此，立足于现有的研究基础上，集成现有的技术和设备，度研发磁场及药剂等多因素协同预处理污泥、多指标同步监测的污泥深度脱水处理系统非常必要，深度脱水处理系统的研发必将促进我国污泥处理处置行业高效快速发展。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种磁场及药剂多因素协同预处理污泥、多指标同步监测的污泥深度脱水处理系统且调质脱水过程易操作、能耗少、成本低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术解决方案为： 

一种污泥深度脱水处理系统，所述处理系统由污泥输送机、第一污泥泵、第二污泥泵、磁化装置、第一在线pH测量计、第一在线水分传感器、管道、阀门、第一污泥计量泵、第二污泥计量泵、第二在线pH测量计、第二在线水分传感器、粉剂自动加药装置、水剂自动加药装置、反应罐、第三在线pH测量计、第三在线水分传感器、螺杆泵、真空压力表、板框压滤机、滤液收集器组成。

其中，磁化装置呈圆筒状，磁化装置的内壁上设置有屏蔽层，屏蔽层由磁屏蔽材料制成，磁化装置中心设置有导磁管道，导磁管道和屏蔽层之间设置有条状永磁铁和条状励磁纯铁片，条状永磁铁和条状励磁纯铁片的横截面均呈扇形状，条状励磁纯铁片和条状永磁铁之间均匀间隔排列，条状永磁铁和条状励磁纯铁片的两端分别固定在导磁管道和屏蔽层上，磁化装置的两端设置有挡板。

污泥输送机通过管道与磁化装置中的导磁管道的进口连接，连接管道上由污泥输送机向磁化装置的方向依次设置有第一污泥泵、第一在线pH测量计、第一在线水分传感器、第一阀门。

磁化装置中的导磁管道的出口通过管道与反应罐的进口连接，连接管道上由磁化装置向反应罐的方向依次设置有第一污泥计量泵、第二在线pH测量计、第二在线水分传感器，反应罐中设置有反应罐搅拌器，粉剂自动加药装置和水剂自动加药装置分别设置在反应罐的上方，反应罐的出口与板框压滤机的进口通过管道连接，连接管道上由反应罐向板框压滤机的方向依次设置有第二污泥计量泵、第三在线pH测量计、第三在线水分传感器，第二阀门、螺杆泵、真空压力表，板框压滤机的出口连接有滤液收集器。

在第一阀门与第二阀门之间的管道上设置有循环管道，循环管道一端的连接口位于第一阀门和磁化装置之间，在连接口处设置有第三阀门，循环管道另一端的连接口位于第三在线水分传感器和第二阀门之间，在连接口处设置有第四阀门，循环管道中间设置有第二污泥泵。

所述的第一在线pH测量计、第一在线水分传感器、第二在线pH测量计、第二在线水分传感器、第三在线pH测量计、第三在线水分传感器、粉剂自动加药装置和水剂自动加药装置分别通过导线与控制系统连接。

所述的条状励磁纯铁片和条状永磁铁横截面面积比为1：2。

由于采用以上的技术方案，本发明涉及的一种污泥深度脱水处理系统，采用的磁化预处理装置可使污泥细胞瓦解，改善污泥的脱水性能，节约药剂的投加量和药剂费用，循环管道使污泥可多次循环处理，污泥处理均匀，循环过程中水分传感器和pH测量计实时监测处理后污泥的水分和pH值可获得污泥最佳预处理参数，粉剂和水剂自动加药装置通过导线与控制系统连接实现了药剂的自动投加，可提高工作效率，本发明设计合理、结构简单、操作方便，可在磁化及药剂多因素协同预处理条件下达到污泥的深度脱水且污泥调质脱水过程能耗少、成本低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A剖面示意图。

具体实施方法

下面结合附图对本发明进行进一步详细描述。

见附图，一种污泥深度脱水处理系统，所述处理系统由污泥输送机1、第一污泥泵2、第二污泥泵20、磁化装置6、第一在线pH测量计3、第一在线水分传感器4、管道、阀门、第一污泥计量泵7、第二污泥计量泵23、第二在线pH测量计8、第二在线水分传感器9、粉剂自动加药装置、水剂自动加药装置、反应罐22、第三在线pH测量计16、第三在线水分传感器17、螺杆泵25、真空压力表26、板框压滤机27、滤液收集器28组成。

其中，磁化装置6呈圆筒状，磁化装置6的内壁上设置有屏蔽层29，屏蔽层由磁屏蔽材料制成，屏蔽层29可将磁场屏蔽，减少磁场对外界的影响。磁化装置6的中心设置有导磁管道，导磁管道和屏蔽层29之间绕圆周均匀设置有条状永磁铁31和条状励磁纯铁片30，条状永磁铁31和条状励磁纯铁片30的两端分别固定在导磁管道和屏蔽层29上。条状永磁铁31和条状励磁纯铁片30的横截面均呈扇形状，条状励磁纯铁片30和条状永磁铁31横截面面积比为1：2。条状励磁纯铁片30和条状永磁铁31之间均匀间隔排列，条状永磁铁31和条状励磁纯铁片30为磁化装置提供磁场。条状励磁纯铁片30可提高条状永磁铁31的磁场强度，起到励磁的作用。磁化装置6的两端设置有挡板。

污泥输送机1通过管道与磁化装置6中的导磁管道的进口连接，连接管道上由污泥输送机1向磁化装置6的方向依次设置有第一污泥泵2、第一在线pH测量计3、第一在线水分传感器4、第一阀门5；

磁化装置6中的导磁管道的出口通过管道与反应罐22的进口连接，连接管道上由磁化装置6向反应罐22的方向依次设置有第一污泥计量泵7、第二在线pH测量计8、第二在线水分传感器9，反应罐22中设置有反应罐搅拌器21，粉剂自动加药装置和水剂自动加药装置分别设置在反应罐22的上方，粉剂自动加药装置由粉剂计量泵12、粉剂罐10和粉剂罐搅拌器11组成，粉剂计量泵12的进口端通过管道连接粉剂罐10，粉剂计量泵12的出口端通过管道连接反应罐22，粉剂罐10中设置有粉剂罐搅拌器11，水剂自动加药装置由水剂计量泵13、水剂罐15和水剂罐搅拌器14组成，水剂计量泵13的进口端通过管道连接水剂罐15，水剂计量泵13的出口端通过管道连接反应罐22，水剂罐15中设置有水剂罐搅拌器14；

反应罐22的出口与板框压滤机27的进口通过管道连接，连接管道上由反应罐22向板框压滤机27的方向依次设置有第二污泥计量泵23、第三在线pH测量计16、第三在线水分传感器17，第二阀门18、螺杆泵25、真空压力表26，板框压滤机27的出口连接有滤液收集器28；

在第一阀门5与第二阀门18之间的管道上设置有循环管道，循环管道一端的连接口位于第一阀门5和磁化装置6之间，在连接口处设置有第三阀门19，循环管道另一端的连接口位于第三在线水分传感器17和第二阀门18之间，在连接口处设置有第四阀门24，循环管道中间设置有第二污泥泵20。

所述的第一在线pH测量计3、第一在线水分传感器4、第二在线pH测量计8、第二在线水分传感器9、第三在线pH测量计16、第三在线水分传感器17、粉剂自动加药装置和水剂自动加药装置分别通过导线与控制系统连接，控制系统可采用PLC自动程控系统。

本发明试验装置的工作原理：

本污泥深度脱水处理系统运行时，接通PLC自动程控系统的电源，打开计算机控制系统，使各在线pH测量计、在线水分传感器、粉剂自动加药装置和水剂自动加药装置正常工作。打开第一阀门，由污泥输送机输送污泥经第一污泥泵抽出，经过第一在线pH测量计和第一在线水分传感器后可显示出待处理污泥的pH值和水分含量。待处理污泥进入磁化装置后进行磁化处理，通过第一污泥计量泵确定进入反应罐中污泥的体积，当达到反应罐容积的四分之三时关闭第一阀门，由第二在线pH测量计和第二在线水分传感器实时监测出经磁化处理后污泥的pH值和水分含量。由监测的pH值和水分含量选择药剂种类，通过粉剂和水剂自动加药装置的计量泵将搅拌均匀的药剂注入到反应罐中，磁化预处理后污泥进入反应罐后和药剂在反应罐搅拌器作用下均匀混合。经过磁化预处理和药剂处理混合均匀后的污泥通过第二污泥计量泵抽出，通过第三在线pH测量计和第三在线水分传感器实时显示出经过磁化和药剂协同预处理后污泥的pH值和水分含量。若磁化和药剂协同预处理后污泥的pH值和水分含量达到脱水要求，则打开第二阀门由螺杆泵注入到板框压滤机中，当污泥容积达到板框压滤机可工作的容积时，启动板框压滤机进行污泥脱水处理，板框压滤后的滤液收集于滤液收集器中，板框压滤后的滤饼进行资源化处置。若磁化和药剂协同预处理后污泥的pH值和水分含量没有达到脱水要求，则打开第三阀门和第四阀门，初次预处理完的污泥由设置在循环管道中的第二污泥泵再次注入磁化预处理装置中，通过计量泵的转速控制磁化时间，由第二在线pH测量计和第二在线水分传感器实时监测出经磁化处理后污泥的pH值和水分含量。由监测的pH值和水分含量选择药剂种类和药剂投加量，通过粉剂和水剂自动加药装置的计量泵将搅拌均匀的药剂注入到反应罐中，磁化预处理后污泥进入反应罐后和药剂在反应罐搅拌器作用下均匀混合。经过磁化预处理和药剂处理混合均匀后的污泥通过第二污泥计量泵抽出，通过第三在线pH测量计和第三在线水分传感器实时显示出经过磁化和药剂协同预处理后污泥的pH值和水分含量，依次循环直至磁化和药剂协同预处理后污泥的pH值和水分含量达到脱水要求，关闭第三阀门和第四阀门。打开第二阀门由螺杆泵注入到板框压滤机中，当污泥容积达到板框压滤机可工作的容积时，启动板框压滤机进行污泥脱水处理，板框压滤后的滤液收集于滤液收集器中，板框压滤后的滤饼进行资源化处置。系统停止运行后要及时清洗和保养，处理系统各装置应定期检查，及时更换不符合处理系统要求和存有安全隐患的装置，确保处理系统的使用寿命和下一次安全顺利运行。

Claims (3)

1.一种污泥深度脱水处理系统，其特征在于：所述处理系统由污泥输送机(1)、第一污泥泵(2)、第二污泥泵(20)、磁化装置(6)、第一在线pH测量计(3)、第一在线水分传感器(4)、管道、阀门、第一污泥计量泵(7)、第二污泥计量泵(23)、第二在线pH测量计(8)、第二在线水分传感器(9)、粉剂自动加药装置、水剂自动加药装置、反应罐(22)、第三在线pH测量计(16)、第三在线水分传感器(17)、螺杆泵(25)、真空压力表(26)、板框压滤机(27)、滤液收集器(28)组成；

其中，磁化装置(6)呈圆筒状，磁化装置(6)的内壁上设置有屏蔽层(29)，屏蔽层由磁屏蔽材料制成，磁化装置(6)中心设置有导磁管道，导磁管道和屏蔽层(29)之间设置有条状永磁铁(31)和条状励磁纯铁片(30)，条状永磁铁(31)和条状励磁纯铁片(30)的横截面均呈扇形状，条状励磁纯铁片(30)和条状永磁铁(31)之间均匀间隔排列，条状永磁铁(31)和条状励磁纯铁片(30)的两端分别固定在导磁管道和屏蔽层(29)上，磁化装置(6)的两端设置有挡板；

污泥输送机(1)通过管道与磁化装置(6)中的导磁管道的进口连接，连接管道上由污泥输送机(1)向磁化装置(6)的方向依次设置有第一污泥泵(2)、第一在线pH测量计(3)、第一在线水分传感器(4)、第一阀门(5)；

磁化装置(6)中的导磁管道的出口通过管道与反应罐(22)的进口连接，连接管道上由磁化装置(6)向反应罐(22)的方向依次设置有第一污泥计量泵(7)、第二在线pH测量计(8)、第二在线水分传感器(9)，反应罐(22)中设置有反应罐搅拌器(21)，粉剂自动加药装置和水剂自动加药装置分别设置在反应罐(22)的上方；

反应罐(22)的出口与板框压滤机(27)的进口通过管道连接，连接管道上由反应罐(22)向板框压滤机(27)的方向依次设置有第二污泥计量泵(23)、第三在线pH测量计(16)、第三在线水分传感器(17)，第二阀门(18)、螺杆泵(25)、真空压力表(26)，板框压滤机(27)的出口连接有滤液收集器(28)；

在第一阀门(5)与第二阀门(18)之间的管道上设置有循环管道，循环管道一端的连接口位于第一阀门(5)和磁化装置(6)之间，在连接口处设置有第三阀门(19)，循环管道另一端的连接口位于第三在线水分传感器(17)和第二阀门(18)之间，在连接口处设置有第四阀门(24)，循环管道中间设置有第二污泥泵(20)。

2.如权利要求1所述的一种污泥深度脱水处理系统，其特征在于：所述的第一在线pH测量计(3)、第一在线水分传感器(4)、第二在线pH测量计(8)、第二在线水分传感器(9)、第三在线pH测量计(16)、第三在线水分传感器(17)、粉剂自动加药装置和水剂自动加药装置分别通过导线与控制系统连接。

3.如权利要求1所述的一种污泥深度脱水处理系统，其特征在于：所述的条状励磁纯铁片(30)和条状永磁铁(31)横截面面积比为1：2。