CN104829069A - 一种有机污泥过滤方法及其过滤系统 - Google Patents

Abstract

一种有机污泥过滤方法，涉及污泥处理领域，尤其涉及有机污泥过滤领域，包括将含水率85%~98%的有机污泥料浆通过输浆管道进入过滤设备进行固液分离得到滤渣，所述有机污泥料浆在进行过滤前先进行能将料浆中的水分子形态发生改变，和/或能杀灭料浆中微生物的极化预处理，所述极化预处理为磁极化处理、高压静电极化处理、超声波极化处理、特种合金极化处理的一种或组合。有效杀灭有机污泥内微生物菌，改变有机污泥中水分子形态，大大提高压滤性能，能使有机污泥含水率压滤至55%~60%。

Description

一种有机污泥过滤方法及其过滤系统

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及有机污泥过滤领域。

背景技术

现有技术中，物料的脱水或固液分离的大都是通过压滤机将流体加压，水从过滤器上设置的滤布、滤膜、微孔过滤板中挤出，得到脱水后的滤渣。用这种常规的装置技术过滤一些无机的物料，例如选矿矿浆、石英砂浆、白土浆、硫酸钙、煤浆等过滤效果还是比较好，但是在用于过滤一些含有机物料多的料浆时，过滤效果却十分不理想。例如在过滤城市污水处理后形成的污泥时，过滤效果特别差。过滤差的原因主要有两个方面：一是污泥中的水分为常态水，常态水的分子形态为环状团簇大分子，这种形态水的滤透性较差；另一原因是城市污水处理厂的沉降污泥含有大量的有机腐殖质，这种生态条件导致了大量的微生物的繁殖，微生物的生物体又是大分子水的载体，每个细菌体都含有大量的水分子，而且微生物又是以团簇状态聚结在料浆中，微生物体成为容纳和锚固水分子的载体，水份很难从微生物的生物体中挤出。这就是城市污泥难以过滤的重要原因之一，所以用常规过滤办法，一般只能把城市污泥的含水率降到75%左右，即使用榨滤机，把压力提升到2MPa，也只能把水分降至68%左右，用这种方法成本非常高。以含水量90%的城市生活污泥为例，用200M²的板框压滤机，加压1.6MPa，保压4小时，过滤结果为滤渣中含水量仍有72%。这种含水率的污泥，对下道工序的处理都带来困难，无论是焚烧发电、制作肥料、烧制颗粒、运输、填埋等都会因含水量过高易发酸、发臭，产生沼气等问题而增加处理成本，又以污泥渣焚烧发电为例，电厂能接受的污泥含水率在60~65%之间，现有技术污泥中含水率只能达到72%，污泥渣要经过加热烘烤后才能进炉焚烧，所以要消耗大量的能源、人工及经济成本。为解决以上问题，业内工程技术人员也通过添加化学剂或生石灰，来降低城市污泥和化工印染等其它有机污泥的脱水率，但效果都很小。要使污泥过滤性能提升，有效的方法是要杀灭微生物菌群，例如：用在污泥浆体中掺入5~15%的生石灰的方法，使污泥中水体性质酸性度下降，改变微生物菌生存的生态条件，使微生物活性下降或死亡，进而使团簇状微生物解体，团簇状水分子还原或解体为体积小的团簇分子，或单分子水体，这样就提升了污泥中的滤透性能，能有效降低污泥滤饼中的含水量。

为了降低污泥中的含水率，也有人在污泥中添加掺杀菌剂，试图通过药剂的杀菌作用来提高污泥的脱水率，但从结果看，不仅杀菌效果不明显，仅可以少量杀灭部份微生物，因此提升污泥脱水效率并不十分明显，在同工况条件下，仅能把污泥滤饼的水分从80%下降到70%，仍不能满足电厂所需的污泥含水量60%的要求，而且添加杀菌剂会增加每吨污泥20~30元的成本。大幅度增加了污泥处理的成本。

业内也有人用市售的磁型、静电型、紫外线型灭菌器，用作家庭净水或者自来水的前置处理，但对于污泥的处理，由于污泥粘稠度高、微生物种类复杂，无法对污泥进行有效灭菌，并且由于两者性质和领域均存在较大差异，污泥处理需要压滤去除固态物中的大量水分，以便于后续工序的处理，而水处理只需考虑杀灭细菌即可，本领域技术人员无法从水处理中得到启示，因此，大部份城市的沉降污泥仍沿用填埋处理的传统方法，污泥为患已成为有的大城市之难事，至今城市污泥的高效脱水，已成为业界关注而无法解决的难题，仍需攻关克服。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种有效杀灭有机污泥内微生物菌，改变有机污泥中水分子形态，大大提高压滤性能，能使有机污泥含水率压滤至55%~60%的有机污泥过滤方法及其过滤系统。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种有机污泥过滤方法，包括将含水率85%~98%的有机污泥料浆通过输浆管道进入过滤设备进行固液分离得到滤渣，其特征在于所述有机污泥料浆在进行过滤前先进行能将料浆中的水分子形态发生改变，和/或能杀灭料浆中微生物的极化预处理，所述极化预处理为磁极化处理、高压静电极化处理、超声波极化处理、特种合金极化处理的一种或组合。

作为优选，所述过滤设备为板框压滤机。有机污泥料浆进入板框压滤机后，加压系统不断加压至1.6MPa，进而稳压1~2个小时，在此期间，受极化的影响的微生物体的生物膜逐渐产生变化，微生物细胞破裂，水分子从细胞中被析出，并排出压滤机外，通过逼压4个小时后，即可降压并卸出滤渣，即能得到含水分60~65%的成饼性能很好的滤渣。

作为本发明方法优选，极化预处理后的料浆输送至过滤设备的时间不超过60分钟。

作为优选，极化预处理为磁极化处理和特种合金极化处理的组合。

作为实现本发明目的有机污泥过滤系统，其技术方案为：包括污泥池、过滤设备、极化处理器，污泥池通过输浆管道连接过滤设备，所述极化处理器设置于与过滤设备连接的输浆管道上或者所述极化处理器置于污泥池内。

作为优选，极化处理器包括壳体，壳体内腔设置有金属离子发生装置，壳体外周或内腔设置有磁场发生器。所述金属离子发生装置由若干含有特种合金元素的合金组合体组成，分布于壳体内腔，所述磁场发生器包括金属线圈和电源或者由永磁体构成或者由金属线圈与永磁体的组合构成。

作为优选，含有特种合金元素的合金组合体或格栅或网状的特种合金元素为银、铜、铁、锑、钠、钕、錋、铝、镍、铬、镁的一种或组合。

作为优选，极化处理器包括壳体，壳体内腔设置有金属离子发生装置，壳体外周设置有高压静电发生装置、超声波发生装置、紫外线发生装置的一种或组合。

本发明有益效果：能大幅度提升各种过滤设备的过滤效率、效果，在降低过滤设备的过滤压力，缩短物料的过滤时间的同时，能达到原有设备的过滤效果，为该行业节省时间、节省过滤设备配套的动力能源。解决了城市生活污泥、污水沉降污泥、印染、造纸、食品等行业的含有大量有机物和微生物的污泥残渣难过滤的难题，尤其能解决数量非常大的城市生活污水沉降污泥的脱水问题，为城市有机污泥资源化处置创造了有益的前提条件，和原有过滤设备相比，能使污泥饼的含水率下降15~20%，能为污泥的成型制粒、燃烧等后置处理节省大量的人工成本、烘焙能源。能把原污泥渣的含水量从75%降至55~60%，满足了污泥直接焚烧发电的要求。方便了滤渣的运输，降低了运输成本，由于采用了极化处理器，有效降低了滤渣的含水量，在各类压滤机、过滤机上使用，平均能降低滤渣的水分10%，有效降低了滤渣的重量，降低了运输成本。有效提升了城市污泥处理的环保水平，由于极化处理器能有效杀灭污水、污泥中的微生物，使得过滤后的污泥饼中菌群减少，在污泥饼存放、运输期间，有效降低了污泥发酵、发臭，进而产生沼气危害环境的水平。处理污泥不需要添加药剂，可以降低污泥处理成本费用50%。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例3的结构示意图。

图3为实施例4的结构示意图。

图4为实施例5的结构示意图。

图5为实施例6的结构示意图。

图6为实施例7的结构示意图。

具体实施方式

一种有机污泥过滤方法，包括将含水率85%~98%的有机污泥料浆通过输浆管道进入过滤设备进行固液分离得到滤渣，所述有机污泥料浆在进行过滤前先进行能将料浆中的水分子形态发生改变，和/或能杀灭料浆中微生物的极化预处理，所述极化预处理为磁极化处理、高压静电极化处理、超声波极化处理、特种合金极化处理的一种或组合。

实施例1：选取200M²隔膜式板框压滤机1，在板框压滤机1输浆管道2上，在离压滤机1 1~2米的位置，安装上与管道通径、料浆流速相匹配的极化处理器3。接通电源后开始运行，输送泵把含水率85~98%的城市污泥浆，通过输浆管道2送入极化处理器3的容腔，经极化处理器3的极化后的料浆水分子发生改变，生物体也受磁场的影响开始死亡，被极化的泥浆进入压滤机1内，充填进各个过滤区域，压滤机1加压系统不断加压至1.6MPa，进而稳压4（1-2）个小时，在此期间，受极化的影响的微生物体的生物膜逐渐产生变化，微生物细胞破裂，水分子从细胞中被析出，并排出压滤机外，通过逼压4个小时后，即可降压并卸出滤渣（饼），此时即能得到含水分55~60%的成饼性能很好的滤渣。所述极化处理器3包括壳体3.1，壳体3.1内腔设置有金属离子发生装置3.2，壳体3.1外周设置有磁场发生器3.3。所述金属离子发生装置3.2由若干含有特种合金元素的金属条组成，分布于壳体3.1内腔，所述磁场发生器3.3包括金属线圈和电源。含有特种合金元素的条的特种合金元素为铬、锑、铁三种组合。

金属离子发生装置产生的金属离子在强磁场环境下，杀菌能力和对水分子的极化改变功能大幅度提升。经过反复实验得出，把两种功能的两个灭菌装置串联安装在同一台压滤机的供浆管道上，与本发明中实施例1比较使用，污泥的脱水效果有着明显不同，本发明实施例1使用后脱水率优于前者5～8%，原因在于金属离子可有效促进磁场的强度，改变磁场的波段，扰乱微生物细胞内部环境，使微生物细胞壁破裂，释放内部水分子，从而提高后续过滤性能。

经过试验在同工艺、同工况、同时间、同压力的条件下，如果不安装使用极化处理器，滤渣的含水率只能达到75%，使用本发明技术后，滤饼的含水量可以从75%降至55~60%，有非常明显的效果，55~60%含水污泥渣不仅能满足垃圾电厂直接焚烧要求，而且还有利于运输和滤渣的存储，节省了后处理的成本，更重要的是由于滤渣中大量的细菌和其它微生物的消亡，滤渣在贮存堆放时大大降低了发酵、发臭、产生沼气，危害环境的程度。

实施例2：参照实施例1，所述极化处理器3设置于污泥池内。

实施例3：参照实施例1，所述极化处理器3包括壳体3.1，壳体3.1内腔设置有金属离子发生装置3.2，壳体3.1外周设置有高压静电发生装置3.4，所述金属离子发生装置3.2由若干含有特种合金元素的格栅组成，分布于壳体3.1内腔，含有特种合金元素的格栅的特种合金元素为铁、钠、钕、硼四种组合。

实施例4：参照实施例1，所述极化处理器3包括壳体3.1，壳体3.1外周设置有超声波发生装置3.5。

实施例5：:参照实施例1，所述极化处理器3包括壳体3.1，壳体3.1外周设置有紫外线发生装置3.6。

实施例6：:参照实施例1，所述极化处理器3包括壳体3.1，壳体3.1内腔设置有仅设置有金属离子发生装置3.2。

高压静电发生装置3.4包括阳极和阴极，接通高压直流电后，在阳极和阴极之间产生静电场，对过流的浆料进行极化处理。

实施例7：参照实施例1所述磁场发生器3.3包括设置于壳体1外周的与电源连接的金属线圈、设置于壳体1内腔的永磁体。

工作原理为壳体外周磁场发生器与过流通道内的永磁体组合在一起，使两者所发生的不同波长、不同强度的磁场叠加在一个区域，产生共振，进而对过流污泥中的水分子产生作用，使水分子产生变化，使大分子水变成小水分子，与此同时，两种不同磁源所产生的混磁波又能对污泥中的微生物产生强大的杀灭作用，使被杀灭的微生物死亡并分解，进而使微生物体内的团簇状水分子分解为单体小水分子，这样污泥的过滤性能得以提升，使污泥的滤渣的含水量得以下降，达到本发明的目的。本发明经过反复实践的结果也证明了上述效果。

实施例1~7之一的极化处理器3可以设置一个或多个。所述合金组合体的组合形式可以是熔炼合金多元素组合，也可以是多种金属的粉末混合组合，还可以是各种不同金属型材的组装组合。

Claims (10)

1.一种有机污泥过滤方法，包括将含水率85%~98%的有机污泥料浆通过输浆管道进入过滤设备进行固液分离得到滤渣，其特征在于所述有机污泥料浆在进行过滤前先进行能将料浆中的水分子形态发生改变，和/或能杀灭料浆中微生物的极化预处理，所述极化预处理为磁极化处理、高压静电极化处理、超声波极化处理、特种合金极化处理的一种或组合。

2.根据权利要求1所述的一种有机污泥过滤方法，其特征在于所述过滤设备为板框压滤机。

3.根据权利要求2所述的一种有机污泥过滤方法，其特征在于机污泥料浆进入板框压滤机后，加压系统不断加压至1.6MPa，进而稳压1~2个小时，在此期间，受极化的影响的微生物体的生物膜逐渐产生变化，微生物细胞破裂，水分子从细胞中被析出，并排出压滤机外，通过逼压4个小时后，即可降压并卸出滤渣，即能得到含水分55~60%的成饼性能很好的滤渣。

4.根据权利要求1所述的一种有机污泥过滤方法，其特征在于极化预处理后的料浆输送至过滤设备的时间不超过60分钟。

5.根据权利要求1所述的一种有机污泥过滤方法，其特征在于极化预处理为磁极化处理和特种合金极化处理的组合。

6.一种用权利要求1~5之一的有机污泥过滤方法进行过滤的有机污泥过滤系统，其特征在于包括污泥池、过滤设备、极化处理器，污泥池通过输浆管道连接过滤设备，所述极化处理器设置于与过滤设备连接的输浆管道上或者所述极化处理器置于污泥池内。

7.根据权利要求6所述的一种用有机污泥过滤方法进行过滤的有机污泥过滤系统，其特征在于极化处理器包括壳体，壳体内腔设置有金属离子发生装置，壳体外周或内腔设置有磁场发生器，所述金属离子发生装置由若干含有特种合金元素的合金组合体组成，分布于壳体内腔，所述磁场发生器包括金属线圈和电源或者由永磁体构成或者由金属线圈与永磁体的组合构成。

8.根据权利要求7所述的一种用有机污泥过滤方法进行过滤的有机污泥过滤系统，其特征在于合金组合体为条状、块状、棒状、网格状或者格栅状。

9.根据权利要求7所述的一种用有机污泥过滤方法进行过滤的有机污泥过滤系统，其特征在于含有特种合金元素的合金组合体的特种合金元素为银、铜、铁、锑、钠、钕、錋、铝、镍、铬、镁的一种或组合。

10.根据权利要求6所述的一种用有机污泥过滤方法进行过滤的有机污泥过滤系统，其特征在于极化处理器包括壳体，壳体内腔设置有金属离子发生装置，壳体外周设置有高压静电发生装置、超声波发生装置、紫外线发生装置的一种或组合。