CN104619654B - 污泥的脱水处理方法及脱水处理装置 - Google Patents

Abstract

一种能够在螺旋压力机内充分进行脱水的脱水处理方法及脱水处理装置，将由污泥浓缩机(11)浓缩的污泥用螺旋压力机(31)脱水的污泥的脱水处理方法中，螺旋压力机在螺旋轴(33a)的中间部分(46)的轴向规定长度上，没有在构成螺旋轴的旋转轴的外周设置螺旋叶片(33b)，浓缩的污泥在构成螺旋压力机的输送通路(35)的污泥投入口侧被加热水蒸气或热风直接加热，在螺旋压力机内以污泥被加热的状态进行脱水。

Description

污泥的脱水处理方法及脱水处理装置

技术领域

本发明涉及一种加热污泥进行脱水的技术。

背景技术

在对废水进行脱水处理的情况下，依次连结凝集反应槽、污泥浓缩机和螺旋压力机。废水中的污水被供给至凝集反应槽，并添加凝集剂。该污水凝集后变成污泥。污泥被供给至污泥浓缩机，进行重力脱水。该污泥的含水率下降，被浓缩。浓缩污泥被供给至螺旋压力机，进行重力脱水，并进行压榨脱水。在该螺旋压力机被脱水的浓缩污泥的含水率进一步下降，变成脱水泥饼。

在用螺旋压力机将污泥加热脱水的情况下，如专利文献1所公开，螺旋压力机向螺旋轴的中空部供给蒸气或热风。或者使内置于螺旋轴的电热器工作。螺旋轴的外周壁被加热。过滤性的外筒内的螺旋轴是旋转的。污泥在外筒和螺旋轴之间的螺旋状输送通路被压缩着输送的期间，被螺旋轴的外周壁加热着进行脱水。该污泥被加热而温度上升，含有液体的粘度降低，液体变得容易从固体分离。在该容易脱水的状态下进行脱水。脱水效率变高。

但是，在用螺旋压力机将污泥加热脱水的上述情况下，污泥在过滤性的外筒和螺旋轴之间的螺旋状输送通路输送的期间，隔着螺旋轴的外周壁被间接地加热。螺旋轴的外周壁由不锈钢板构成。与没有不锈钢板的直接加热相比，隔着不锈钢板的间接加热存在加热效率低的问题。

对于污泥的直接加热，有向凝集反应槽的污泥吹入蒸气的方法。在该方法中，将在凝集反应槽加热的污泥在浓缩机浓缩后，以含水率下降的状态供给至螺旋压力机。在浓缩机从污泥分离的液体不向螺旋压力机供给。该分离液体所含的热不会用于在螺旋压力机的脱水。在凝集反应槽施加给污泥的热不能全部被有效利用。热损失很多。存在加热效率不高的问题。

针对这些问题、本发明人提出了一种污泥的加热脱水方法，其特征在于，在污泥浓缩机将污泥浓缩并在螺旋压力机进行脱水的脱水处理中，向在污泥浓缩机浓缩的污泥吹入蒸气或热风进行直接加热，在螺旋压力机中以温度上升的状态进行脱水(专利文献2)。

专利文献2的方法基于下面的构思。

就污泥而言，在污泥浓缩机浓缩并在螺旋压力机进行脱水的脱水处理中，如图1所示，污泥的直接加热是在用污泥浓缩机将污泥浓缩之后且用螺旋压力机进行脱水之前进行的。尤其是，在即将用螺旋压力机脱水之前进行。

污泥在用污泥浓缩机分离了液体之后，容积或流量减少相当于分离的液体量的量，加热的热消耗量少。另外，被加热的污泥全部在螺旋压力机脱水，因而没有热损失。加热效率高。脱水效率高。

另外，用污泥浓缩机浓缩的污泥在直接加热时，添加凝集剂来进行凝集。凝集反应在温度上升的状态下能够良好地进行。脱水效率进一步提高。

作为基于上述构思的具体例子，例如可举出下面的具体例。

第一具体例

利用上述原理的第一例，在污泥浓缩机和螺旋压力机之间设有直接加热污泥的直接加热室。直接加热室设有向污泥吹入蒸气或热风的直接加热装置。另外，设有搅拌污泥的装置。

在浓缩机浓缩的污泥被供给至直接加热室。在直接加热室向污泥吹入蒸气或热风，并搅拌污泥。直接加热室的污泥被加热而温度上升，含有液体的粘度下降。液体变得容易从固体分离。该污泥被供给至螺旋压力机，在螺旋压力机被脱水。

另外，直接加热室设有向污泥添加凝集剂的装置。污泥的凝集反应在温度上升的状态下能够良好地进行。在螺旋压力机的脱水效率进一步提高。

第二具体例

第二例是将第一例中的直接加热室装配在螺旋压力机的投入口部分。螺旋压力机在外筒和螺旋轴之间的螺旋状输送通路连接着投入通路。将投入通路和输送通路的投入口侧部分作为直接加热室。在投入通路设有向污泥吹入蒸气或热风的直接加热装置。在螺旋轴的投入口侧部分设有搅拌片。在输送通路的投入口侧部分以与螺旋轴一同旋转的搅拌片构成搅拌污泥的搅拌装置。

在污泥浓缩机浓缩的污泥被供给至螺旋压力机的投入通路。该污泥依次经过投入通路和输送通路的投入口侧部分。此时，吹入水蒸气或热风，用搅拌片进行搅拌。通过直接加热而温度上升，液体变得容易从固体分离。该污泥在输送通路一边被压缩着，一边被输送、脱水。

在第二例中，装置变得紧凑。污泥在即将进行脱水之前被直接加热。污泥的直接加热和脱水之间的时间和距离变短。热的损失变少。

另外，投入通路设有向污泥添加凝集剂的装置。污泥的凝集反应在温度上升的状态下能够良好地进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开昭50－157967

专利文献2：(日本)特愿2011－050665

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是将在污泥浓缩机浓缩污泥之后且在螺旋压力机脱水之前进行污泥的直接加热的污泥的脱水处理方法及脱水处理装置进一步发展的发明。在仔细研究了螺旋压力机的输送通路中的污泥状态之后，发现输送通路内污泥的不均匀。若污泥不均匀，就会产生热损失，或螺旋压力机机内的脱水变得不充分。

本发明是为应对这种问题而做出的，其目的在于提供一种能够充分地进行螺旋压力机内的脱水的脱水处理方法及脱水处理装置。

用于解决课题的技术方案

本发明的污泥的脱水处理方法是将由污泥浓缩机浓缩的污泥在螺旋压力机脱水的方法。

所述螺旋压力机是在螺旋轴的中间部分的轴向规定长度上，没有在构成螺旋轴的螺旋轴的外周设置螺旋叶片的螺旋压力机。

其特征在于，浓缩的所述污泥在构成所述螺旋压力机的输送通路的污泥投入口侧被加热水蒸气及/或热风直接加热，在所述螺旋压力机内以所述污泥被加热的状态进行脱水。

另外，其特征在于，在浓缩的所述污泥被直接加热时，添加污泥凝集剂来使其凝集。

本发明的脱水处理装置用于上述的污泥的脱水处理方法，具备浓缩污泥的污泥浓缩机、和将浓缩的污泥脱水的螺旋压力机。

所述污泥浓缩机是通过使污泥在斜面流下而将其浓缩的重力浓缩机。另外，其特征在于，所述螺旋压力机在螺旋轴的中间部分的轴向规定长度上，没有在螺旋轴的外周设置螺旋叶片，并且，在构成所述螺旋压力机的输送通路的污泥投入口侧设有与所述输送通路成为一体并直接加热浓缩的所述污泥的投入通路，具有用于向该投入通路吹入加热水蒸气或热风的装置。

另外，其特征在于，所述脱水处理装置的投入通路还具有向浓缩的所述污泥添加凝集剂的装置。

本发明的另外的脱水处理装置具备浓缩污泥的污泥浓缩机、和将浓缩的污泥脱水的螺旋压力机，

所述污泥浓缩机是通过使污泥在斜面流下而将其浓缩的重力浓缩机，

所述螺旋压力机在所述螺旋轴的中间部分的轴向规定长度上，没有在构成螺旋轴的旋转轴的外周设置螺旋叶片，并且，设有与构成所述螺旋压力机的输送通路的污泥投入口侧连接的直接加热室，该直接加热室具有搅拌浓缩的所述污泥的搅拌装置及用于吹入加热水蒸气或热风的装置。

另外，所述搅拌装置的特征在于，是用与所述螺旋轴一同旋转的搅拌片搅拌污泥的搅拌装置。

发明效果

由于使用了在螺旋轴的中间部分的轴向规定长度上没有设置螺旋叶片的螺旋压力机，所以污泥的加热脱水不仅脱水效率高，而且加热效率也高。

附图说明

图1是本发明的污泥脱水处理的工序图；

图2是实施方式的第一例中污泥脱水处理装置的示意立视图；

图3是从入口侧观察同一污泥脱水处理装置的浓缩机的示意放大图；

图4是图2的A－A线剖面示意图；

图5是表示输送通路内的污泥的填充状况的图；

图6是实施方式的第二例中污泥脱水处理装置的示意立视图。

具体实施方式

第一实施方式(参照图1～图5)

如图1和图2所示，本例中，在凝集反应槽1凝集的污泥由污泥浓缩机11浓缩，用螺旋压力机31直接加热并脱水。

如图2所示，本发明的污泥的脱水处理装置依次连结污泥浓缩机11和螺旋压力机31。此外，可以将凝集反应槽1连结于污泥浓缩机11。

凝集反应槽1将污水供给通路3和凝集剂供给通路4与污泥槽2连接，设有搅拌装置5。在污泥槽2，向废水中的污水添加凝集剂，并进行搅拌混合。污水经过凝集反应生成絮状物，变成污泥。

如图2和图3所示，污泥浓缩机11是重力浓缩机。污泥流下而被浓缩。污泥流下通路12前方降低地倾斜设置，将后上端作为入口12a，将前下端作为出口12b。污泥流下通路12的入口12a与凝集反应槽1的污泥槽2的出口连接。

污泥流下通路12将横截面形状设为槽形，将该槽形的底板设为带有过滤孔的板。在污泥流下通路12的下方设有收集从底板的过滤孔流下的液体并排出的液体室13。

如图2所示，在污泥流下通路12的上方设有用刷子扫去带有过滤孔的底板，同时用闸门板控制污泥流下的速度的装置。该装置将驱动轴14和从动轴15沿通路横向的左右方向设置于污泥流下通路12上方的入口侧和出口侧。驱动轴14经由传动机构连结于电动机16。驱动轴14和从动轴15分别在左右位置固定有链轮17。在驱动轴14和从动轴15的左侧的链轮17上卷挂有环状的链条18。另外，在驱动轴14和从动轴15的右侧的链轮17上也卷挂有环状的链条18。在左右的两侧的链条18上，沿左右方向卷挂安装有闸门板19。闸门板19在前端侧突出有刷子20。在两侧的链条18的外周侧，将带有刷子20的闸门板19在等间隔位置排列并向外突出。带有刷子20的闸门板19在位于两侧的链条18的下侧的期间，沿着通路横向嵌合于槽形横截面形状的污泥流下通路12，闸门板19的前端侧的刷子20与污泥流下通路12的底板接触。

驱动电动机16，带刷子20的闸门板19就绕过驱动轴14而达到链条18的下侧，进入污泥流下通路12的入口12a，嵌合于污泥流下通路12。

闸门板19在嵌合于污泥流下通路12的状态下，刷子20一边清扫带有过滤孔的底板，一边以设定速度在污泥流下通路12下降。带有刷子20的闸门板19在到达污泥流下通路12的出口12b后，从污泥流下通路12脱出，绕过从动轴15到达链条18的上侧。在污泥流下通路12向下流动的污泥，被以设定速度在污泥流下通路12下降的带有刷子20的闸门板19拦截着向下流动。从污泥流下通路12的出口12b流出浓缩污泥。

如图2所示，螺旋压力机31将螺旋轴33同心地嵌合于水平配置的外筒32内。螺旋轴33将螺旋叶片33b以螺旋状卷绕安装于旋转轴33a的外周。

卷绕成螺旋状的螺旋叶片33b在螺旋轴的轴向中间部分46被切断。在该中间部分46，没有在旋转轴33a的外周设置螺旋叶片33b。

螺旋轴33的一端从外筒32的一端突出，经由传动机构与电动机34连结。在外筒32与螺旋轴33中的带叶片部分之间，形成有螺旋状的输送通路35。在输送通路35的污泥投入口侧部分，将投入通路36与其上侧位置连接。

投入通路36经由旋转阀37将上端的入口与污泥浓缩机11的污泥流下通路12的出口12b连接。在投入通路36设有水平面传感器38。具备投入通路36的污泥量的控制装置。该控制装置基于水平面传感器38检测到的投入通路36内的污泥高度开闭旋转阀37，调节将在污泥浓缩机11浓缩的污泥向投入通路36投入的量，将投入通路36的污泥的高度或者量控制在预定的范围内。

投入通路36设有向污泥吹入加热水蒸气的直接加热装置。如图2和图4所示，该直接加热装置在投入通路36将多个吹入管41沿螺旋轴33的轴向配置。吹入管41经由流量控制阀42连接于未图示的加热水蒸气发生源。投入通路36和输送通路35的投入口侧部分的污泥被从吹入管41吹入的加热水蒸气直接加热。污泥温度上升。

投入通路36具备控制直接加热的污泥温度的装置。该温度控制装置在投入通路36设有温度传感器43。基于温度传感器43检测出的污泥温度来调节流量控制阀42的开度，增减从吹入管41向污泥吹入的加热水蒸气的流量，将直接加热的污泥的温度控制在预定的范围内。

此外，旋转阀37防止在闭锁时投入通路36的水蒸气向上方流出。

另外，在投入通路36设有向污泥添加凝集剂的凝集剂添加装置45。通过该凝集剂添加装置45向浓缩污泥添加辅助的凝集剂，在温度上升的状态下发生凝集反应。污泥再次凝集。

输送通路35将污泥投入口侧部分作为温度上升区域，将污泥下落口侧部分作为液体分离区域。外筒32的中间部分46被设为无过滤孔的非过滤性，下落口侧部分被设为带过滤孔的过滤性。另外，在投入口侧部分的下部设有水密封的脱水部39，该脱水部39为带过滤孔的有过滤性。

此外，也可以在输送通路35的温度上升区域设置与螺旋轴33一同旋转的搅拌片来搅拌污泥。

螺旋轴33将卷绕于旋转轴33a外周的螺旋状的螺旋叶片33b设为均等间距。该旋转轴33a的带叶片部分，其外径在投入口侧部分被设为均等，在下落口侧部分被设为随着朝向下落口而扩大。

输送通路35，在投入口侧部分的温度上升区域是截面积无变化的非压缩性的通路，在下落口侧部分的液体分离区域是随着朝向下落口而截面积逐渐减少的压缩性的通路。在该非压缩性的通路和压缩性的通路之间设有螺旋叶片33b不存在的区域即中间部分46。

在外筒32的过滤性的下落口侧部分的下方，设有收集从过滤孔流下的液体并将其排出的液体室40。在输送通路35的下落口的下方连接着通路44，在该通路44，一边受到抵抗体的抵抗一边被推出的脱水泥饼落下。

说明使用上述脱水处理装置对在浓缩机浓缩的污泥进行脱水的脱水处理方法。

在使用上述脱水处理装置实施污泥的加热脱水方法的情况下，在凝集反应槽1中，向污泥槽2供给污水和凝集剂。污水发生凝集反应变成污泥。该污泥从污泥槽2的出口流出，流入污泥浓缩机11的污泥流下通路12的入口12a。

在污泥浓缩机11，污泥在污泥流下通路12一边被带有刷子20的闸门板19拦截着，一边以设定速度流下而被浓缩。该浓缩污泥从污泥流下通路12的出口12b流出，经过旋转阀37流入螺旋压力机31的投入通路36。

在螺旋压力机31，流入投入通路36的污泥从吹入管41被吹入加热水蒸气，流动下落到输送通路35的温度上升区域。被直接加热而温度上升。另外，从凝集剂添加装置45向污泥添加辅助的凝集剂，通过螺旋轴33的旋转进行搅拌，再次凝集。

图5表示输送通路35内的污泥的填充状况。在图5中，画影线的部分表示污泥的填充状况，画格线的部分表示在中间部分46的污泥的填充状况。

温度上升而再次凝集的污泥，由于螺旋轴33的旋转而在输送通路35内从温度上升区域经过中间部分46被送至液体分离区域，在液体分离区域朝向下落口一边被压缩着一边被输送。

由于在中间部分46切断了螺旋叶片33b，因此如格线所示，输送至中间部分46的污泥被输送通路35整体地压缩。通过设置该中间部分，(1)能够维持温度上升而再次凝集的污泥的加热状态，(2)能够防止吹入投入通路36的加热水蒸气经输送通路35泄漏，因此，能够提高作为整体的热效率。

在输送通路35的液体分离区域被脱水的污泥变成脱水泥饼，下落到用于泥饼下落的通路44。

在实施例中，污泥从凝集反应槽1流入污泥浓缩机11时，含水率为99质量％左右，从污泥浓缩机11流入螺旋压力机31时的含水率为95质量％左右。变成脱水泥饼时含水率为70质量％左右。另外，在从凝集反应槽1经污泥浓缩机11流入螺旋压力机31的期间，温度为常温。在螺旋压力机31中，在输送通路35的液体分离区域一边被压缩着一边被输送的期间，温度为60℃左右。

第二实施方式(参照图6)

如图6所示，本例的污泥加热脱水装置在污泥浓缩机11的出口和螺旋压力机31的投入通路36之间设有直接加热污泥的直接加热室51。直接加热室51设有向污泥吹入加热水蒸气的直接加热装置和污泥搅拌装置49。另外设有凝集剂添加装置45。

直接加热装置将吹入管41连接于直接加热室51。吹入管41经由流量控制阀42与加热水蒸气发生源连接。从吹入管41吹入加热水蒸气，从而直接加热室51的污泥被直接加热。具备控制该污泥温度的装置。温度控制装置在直接加热室51设有温度传感器43。根据温度传感器43检测出的污泥温度，调节流量控制阀42的开度，增减从吹入管41向污泥吹入的加热水蒸气的流量，将污泥的温度控制在设定范围。

污泥搅拌装置49在直接加热室51设有带搅拌片的旋转轴，将该旋转轴与电动机连结。通过带搅拌片的旋转轴的旋转，搅拌直接加热室51的污泥。

凝集剂添加装置45向直接加热室51的污泥添加凝集剂。直接加热室51的污泥被添加辅助的凝集剂，在温度上升的状态下发生凝集反应。

在直接加热室51的入口和污泥浓缩机11的出口之间设有旋转阀50。旋转阀50控制污泥从污泥浓缩机11进入直接加热室51的量。在闭锁时，防止直接加热室51的加热水蒸气向上方流出。在直接加热室51的出口和螺旋压力机31的投入通路36之间设有旋转阀52。旋转阀52控制污泥从直接加热室51进入螺旋压力机31的量。在闭锁时，防止直接加热室51的水蒸气向下方流出。此外，旋转阀52可以省略。

螺旋压力机31在投入通路36、输送通路35没有设置直接加热装置、污泥搅拌装置及凝集剂添加装置。在输送通路35设有螺旋叶片33b不存在的区域即中间部分46。除了中间部分46之外，外筒32的全长为带过滤孔的过滤性。螺旋轴33的带叶片部的全长随着朝向下落口而外径扩大。输送通路35是全长随着朝向下落口而截面积减少的压缩性的通路。

在本例的污泥加热脱水方法中，在污泥浓缩机11浓缩的污泥被供给至直接加热室51。在直接加热室51，向污泥吹入加热水蒸气，搅拌污泥。另外，向污泥添加凝集剂。直接加热室51的污泥温度上升，再次凝集。该污泥在液体容易从固体分离的状态下，被供给至螺旋压力机31，在螺旋压力机31进行脱水。

其它方面与第一例的相同。与第一例相同的部分标注与图中第一例相同的符号。

[变形例]

1.在上述的实施方式中，污泥浓缩机11是重力浓缩机，但也可以为其它浓缩机。

2.在上述的实施方式中，将污泥直接加热的热源是加热水蒸气，但也可以为其它的蒸气或热风。

3.上述的实施方式的第一例中，螺旋压力机31在输送通路35的温度上升区域和液体分离区域之间设有将通路暂时闭锁的闭锁装置。在输送通路35没有污泥的状态下起动螺旋压力机31时，该闭锁装置暂时进行闭锁动作。于是，污泥容易存留在输送通路35的温度上升区域。另外，防止输送通路35的温度上升区域的加热水蒸气流出至液体分离区域。

产业上的可利用性

本发明可以用于生活废水及工业废水的脱水处理。

附图标记说明

1 凝集反应槽

2 污泥槽

3 污水供给通路

4 凝集剂供给通路

5 搅拌装置

11 污泥浓缩机

12 污泥流下通路

13 液体室

14 驱动轴

15 从动轴

16 电动机

17 链轮

18 链条

19 闸门板

20 刷子

31 螺旋压力机

32 外筒

33 螺旋轴

34 电动机

35 输送通路

36 投入通路

37 旋转阀

38 水平面传感器

39 脱水部

40 液体室

41 水蒸气的吹入管

42 流量控制阀

43 温度传感器

44 通路

45 凝集剂添加装置

46 中间部分

49 污泥搅拌装置

50 旋转阀

51 直接加热室

52 旋转阀

Claims (6)

1.一种污泥的脱水处理方法，使用具有在旋转轴的外周螺旋状地卷绕安装有螺旋叶片的螺旋轴的螺旋压力机，将由浓缩机浓缩的污泥脱水，其特征在于，

所述螺旋压力机是在所述螺旋轴的轴向中间部分没有设置所述螺旋叶片的螺旋压力机，

浓缩的所述污泥在构成所述螺旋压力机的输送通路的污泥投入口侧被加热水蒸气及/或热风直接加热，在所述螺旋压力机内以所述污泥被加热的状态进行脱水。

2.如权利要求1所述的脱水处理方法，其特征在于，

在浓缩的所述污泥被直接加热时，添加污泥凝集剂而使其凝集。

3.一种脱水处理装置，用于权利要求1所述的污泥的脱水处理方法，其特征在于，

所述脱水处理装置具备浓缩污泥的污泥浓缩机和将浓缩的污泥脱水的螺旋压力机，

所述污泥浓缩机是通过使污泥在斜面流下而将其浓缩的重力浓缩机，

所述螺旋压力机在所述螺旋轴的中间部分没有在构成螺旋轴的旋转轴的外周设置螺旋叶片，在构成所述螺旋压力机的输送通路的污泥投入口侧设有与所述输送通路成一体而直接加热浓缩的所述污泥的投入通路，并具有用于向该投入通路吹入加热水蒸气及/或热风的装置。

4.如权利要求3所述的脱水处理装置，其特征在于，

所述投入通路还具有向浓缩的所述污泥添加凝集剂的装置。

5.一种脱水处理装置，用于权利要求1所述的污泥的脱水处理方法，其特征在于，

所述脱水处理装置具备浓缩污泥的污泥浓缩机和将浓缩的污泥脱水的螺旋压力机，

所述污泥浓缩机是通过使污泥在斜面流下而将其浓缩的重力浓缩机，

所述螺旋压力机在所述螺旋轴的中间部分没有在构成螺旋轴的旋转轴的外周设置螺旋叶片，设有与构成所述螺旋压力机的输送通路的污泥投入口侧连接的直接加热室，该直接加热室具有搅拌浓缩的所述污泥的搅拌装置及用于吹入加热水蒸气及/或热风的装置。

6.如权利要求5所述的脱水处理装置，其特征在于，

所述搅拌装置是利用与所述螺旋轴连动旋转的搅拌片来搅拌污泥的搅拌装置。