CN105152515B - 一种基于真空电渗的污泥脱水设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥脱水设备，主要包括进料器、絮凝剂混合器、第一脱水腔、第二脱水腔、污泥分散腔、第三脱水腔、第一电极、第二电极、真空泵、真空电渗腔、加压装置和污水收集装置。本发明的污泥脱水设备采用了絮凝混合、重力沉降、电渗脱水、物理挤压多种污泥脱水工艺相结合，大大减少了污泥的含水量，提高了污泥脱水的效率，增强了污泥脱水的效果。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域中的污泥脱水设备，具体涉及一种基于真空电渗的新型复合污泥脱水设备。
背景技术
城市污泥是生活污水污泥、工业废水污泥和给水污泥产生的副产品，产量大、成分来源复杂、含水率高达90％-99％。污泥中除含有大量的有机物，丰富的氮、磷、钾等多种营养元素和有机可利用成分外，还存在重金属铜、铬、鉮、汞、镉等重金属，以及致病菌和寄生虫等有毒有害成分，容易腐化发臭，给城市的经济和可持续发展造成了巨大压力。
对污泥的处置有填埋法、堆肥法、焚烧法等手段。填埋法是处置污泥采用的主要方法，因污泥含水率高，在运输和填埋过程中容易变质发臭，其高含水率导致黏性大，无法与其它垃圾均匀混合，阻碍了填埋垃圾的生物发酵降解过程。堆肥法实施过程中，由于污泥含水率高、类似“流质体”、且富含油脂，使得水分蒸发和下渗十分缓慢、堆积发酵的效益极低。焚烧法由于污泥含水率高，必须有配套的烟气处理装置，否则极易造成空气污染。污泥处置方法的关键在于污泥的含水量较高。因此，污泥在进行填埋、堆肥、焚化以及土地利用等处理之前，通常需对其进行脱水(即浓缩)，制成泥饼。泥饼可以降低运输成本；泥饼在被填埋时，减少占用的土地面积；泥饼在焚化时，减少黑烟的生成、降低对空气的污染，增加单位体积产生的净能值。由此可知，减少污泥的含水率是目前污泥脱水领域所面临的重大问题。
污泥的组成通常分为水与总固体两部分，其中水的含量大约为90-99％，除此之外的剩余部分是带有真实细胞群的总固体。所述真实细胞群是由细菌细胞组成的，大约占总固体的10％；剩下90％的总固体是水合基质，由胞外聚合物(EPS)组成；真实细胞群分散在所述水合基质中。水合基质在污泥絮凝物中是关键的可水合物质，可以有效地结合水并且抵抗脱水，污泥脱水能力很大程度上由污泥中的水合基质决定。因此，破坏污泥絮凝物中水合基质的水结合能力和/或其机械完整性，将增加整体污泥的脱水能力。
现有技术中污泥脱水的处理工艺有干化脱水、真空过滤脱水、压滤脱水、自然风干等。其中，干化脱水会产生大范围的恶臭，在维护管理较耗费精力；真空过滤脱水产生的噪音大，泥饼含水率高；压滤脱水虽然泥饼含水率较低，但污泥脱水敞开式进行，产生大范围恶臭；而采用自然风干，所用时间则十分漫长，不符合现代工业高效的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥脱水设备。
本发明涉及的污泥脱水设备，包括如下部件：进料器、絮凝剂混合器、第一脱水腔、第二脱水腔、污泥分散腔、第三脱水腔、加压装置、污水收集装置、污泥输送管、污水输送管、搅拌器、絮凝剂加料口、滤布、集水腔、滤布清洗装置、第一电极、第二电极、真空泵、真空电渗腔、真空软管、污泥分配管、速度调节器、泥饼出口。
下面为所述部件之间的连接关系：搅拌器和絮凝剂加料口设置在絮凝剂混合器上，絮凝混合器通过污泥输送管与进料器连接。絮凝剂混合器另一端通过污泥输送管连接到第一脱水腔，第一脱水腔内包含滤布，其下部有一个集水腔通过污水输送管与污水收集装置相连，滤布的一端安装有滤布清洗装置。第一脱水腔的另一开口端通过污泥输送管连接到第二脱水腔，第二脱水腔包括第一电极、第二电极、真空电渗腔和滤布，真空泵通过真空软管与真空电渗腔连接，第二脱水腔的下部有一开口连接污水输送管，进而与污水收集装置连接。第二脱水腔通过污泥输送管连接到污泥分散腔，污泥分散腔下部有若干污泥分配管，所述污泥分配管对应一个速度调节器。上部开口的第三脱水腔两侧为加压装置，第三脱水腔下部一边连接污水输送管，将污水排至污水收集装置，另一边为泥饼出口，用于将处理好的污泥泥饼输送出去。所述污水收集装置可连接污水处理设备以便收集的污水及时处理。
进一步地，所述滤布为丙纶短纤滤布，其厚度为1.1～2.5mm。
进一步地，所述速度调节器为自动速度调节系统，包括机械调节阀、速度传感器、污泥浓度探测器、速度调节器。更进一步地，所述速度调节器可以选用速度显示装置。
进一步地，所述加压装置为液压缸或螺杆型挤压机。
进一步地，所述泥饼出口处可以设置泥饼输送装置，所述泥饼输送装置为传动履带式传送装置。
所述絮凝剂混合器中的絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)、三氯化铁、硫酸铝、聚合氯化铝中的一种。优选的絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)，所述PAM是阳离子型C1～C16、阴离子型A17～A24、两性离子型T25～T26或非离子型N27～N28中的一种。所述阳离子型C1～C16PAM的分子量为200～1700万，离子度为10％～100％；所述阴离子型A17～A24PAM的分子量为1000～1500万，离子度为10％～60％；所述两性离子型T25～T26PAM的分子量为200～600万，离子度为10％～20％；所述非离子型N27～N28PAM的分子量为1500～1600万。
絮凝剂混合器与搅拌器的设置，有效地减少絮凝剂的用量，且能最大限度均匀地减少污泥与水的亲和力。沉淀器的设置使得污泥能够初步去除大量的水，减少后续挤压过程中产生恶臭气味；其扁平的设置方式使滤水面积增大，提高滤水效率。电渗脱水机构使污泥脱水过程中污泥温度上升，灭除了污泥中的部分细菌，且臭气释放量小。加压装置力度大小可调，可相应地控制所处理的污泥量以及脱水污泥块中的含水量的百分比。
本发明涉及的污泥脱水设备无需庞大的基建设施，减少了污水处理厂的基建投资与运行成本，污泥脱水得到的污水(上清液)，与现有污水处理装置联用即可。
本发明涉及的污泥脱水设备中，絮凝混合工艺使污泥形成了强力、抗剪切的污泥絮凝物，与重力沉降工艺相结合，将污泥沉降出的污水滤出，大大减少了污泥的含水量；电渗脱水工艺灭除污泥中的大部分细菌、破坏含有大量水合基质的细菌细胞，与物理挤压脱水法相结合更能进一步提高脱水效果。
本发明涉及的污泥脱水设备，采用了絮凝混合、重力沉降、电渗脱水、物理挤压多种污泥脱水工艺相结合，提高了污泥脱水效率，增强了污泥脱水效果。
附图说明
图1是本发明的污泥脱水设备的示意图；
图2是本发明中第二脱水腔的结构示意图。
图中：1、进料器；2、絮凝剂混合器；3、第一脱水腔；4、第二脱水腔；5、污泥分散腔；6、第三脱水腔；7、加压装置；8、污水收集装置；11、污泥输送管；12、污水输送管；21、搅拌器；22、絮凝剂加料口；31、滤布；32、集水腔；33、滤布清洗装置；41、第一电极；42、第二电极；43、真空泵；44、真空电渗腔；45、滤布；46、真空软管；51、污泥分配管；52、速度调节器；61、泥饼出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。应该理解，下面的实施例只是作为具体说明，而不限制本发明的范围，同时本领域的技术人员根据本发明所做的显而易见的改变和修饰也包含在本发明范围之内。
实施例1
一种污泥脱水设备包括：进料器1、絮凝剂混合器2、第一脱水腔3、第二脱水腔4、污泥分散腔5、第三脱水腔6、加压装置7以及污水收集装置8。
相应的辅助部件及各部件之间的连接关系接下来作进一步详述。絮凝剂混合器2包括搅拌器21、絮凝剂加料口22，絮凝混合器2通过污泥输送管11与进料器1连接。与絮凝剂混合器2另一端通过污泥输送管11连接到第一脱水腔3，第一脱水腔3内包含滤布31，其下部有一个集水腔32通过污水输送管12与污水收集装置8相连，滤布31的一端安装有滤布清洗装置33。第一脱水腔3的另一开口端通过污泥输送管11连接到第二脱水腔4，第二脱水腔4包括第一电极41、第二电极42、真空电渗腔44和滤布45，真空泵43通过真空软管46与真空电渗腔44连接，第二脱水腔4的下部有一开口连接污水输送管12，进而与污水收集装置8连接。所述滤布31或滤布45为同一种滤布，是丙纶短纤滤布，其厚度为1.1～2.5mm。第二脱水腔4通过污泥输送管11连接到污泥分散腔5，污泥分散腔5下部有若干污泥分配管51，所述污泥分配管51对应一个速度调节器52。所述速度调节器52为自动速度调节系统，包括机械调节阀、速度传感器、污泥浓度探测器、速度调节器，也可选用速度显示装置。上部开口的第三脱水腔6两侧为加压装置7，所述加压装置7为液压缸或螺杆型挤压机，第三脱水腔6下部一边连接污水输送管12，将污水排至污水收集装置8，另一边为泥饼出口61，用于将处理好的污泥泥饼输送出去。所述污水收集装置8连接污水处理设备。所述絮凝剂混合器中的絮凝剂为聚合氯化铝。
实施例2
一种污泥脱水设备包括：进料器1、絮凝剂混合器2、第一脱水腔3、第二脱水腔4、污泥分散腔5、第三脱水腔6、加压装置7以及污水收集装置8。
相应的辅助部件及各部件之间的连接关系接下来作进一步详述。絮凝剂混合器2包括搅拌器21、絮凝剂加料口22，絮凝混合器2通过污泥输送管11与进料器1连接。与絮凝剂混合器2另一端通过污泥输送管11连接到第一脱水腔3，第一脱水腔3内包含滤布31，其下部有一个集水腔32通过污水输送管12与污水收集装置8相连，滤布31的一端安装有滤布清洗装置33。第一脱水腔3的另一开口端通过污泥输送管11连接到第二脱水腔4，第二脱水腔4包括第一电极41、第二电极42、真空电渗腔44和滤布45，真空泵43通过真空软管46与真空电渗腔44连接，第二脱水腔4的下部有一开口连接污水输送管12，进而与污水收集装置8连接。所述滤布31或滤布45为同一种滤布，是丙纶短纤滤布，其厚度为1.1～2.5mm。第二脱水腔4通过污泥输送管11连接到污泥分散腔5，污泥分散腔5下部有若干污泥分配管51，所述污泥分配管51对应一个速度调节器52。所述速度调节器52为自动速度调节系统，包括机械调节阀、速度传感器、污泥浓度探测器、速度调节器，也可选用速度显示装置。上部开口的第三脱水腔6两侧为加压装置7，所述加压装置7为液压缸或螺杆型挤压机，第三脱水腔6下部一边连接污水输送管12，将污水排至污水收集装置8，另一边为泥饼出口61，用于将处理好的污泥泥饼输送出去。所述污水收集装置8连接污水处理设备。所述絮凝剂混合器中的絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)，所述PAM是阳离子型C1～C16、阴离子型A17～A24、两性离子型T25～T26或非离子型N27～N28中的一种。所述阳离子型C1～C16PAM的分子量为200～1700万，离子度为10％～100％；所述阴离子型A17～A24PAM的分子量为1000～1500万，离子度为10％～60％；所述两性离子型T25～T26PAM的分子量为200～600万，离子度为10％～20％；所述非离子型N27～N28PAM的分子量为1500～1600万。
Claims (1)
1.一种基于真空电渗的污泥脱水设备，包括进料器、加压装置、污水收集装置、污水处理设备、污泥输送管、污水输送管、滤布、泥饼出口，其特征在于：所述污泥脱水设备还包括絮凝剂混合器、第一脱水腔、第二脱水腔、污泥分散腔、第三脱水腔、搅拌器、絮凝剂加料口、集水腔、滤布清洗装置、第一电极、第二电极、真空泵、真空电渗腔、真空软管、污泥分配管、速度调节器；
所述搅拌器和所述絮凝剂加料口设置在所述絮凝剂混合器上，所述絮凝剂混合器通过污泥输送管与进料器连接；所述絮凝剂混合器另一端通过污泥输送管连接到所述第一脱水腔，所述第一脱水腔内包含滤布，第一脱水腔的下半部分设置有集水腔，通过污水输送管与污水收集装置相连，所述滤布的一端安装有滤布清洗装置；所述第一脱水腔的另一开口端通过污泥输送管连接到第二脱水腔，所述第二脱水腔包括第一电极、第二电极、真空电渗腔和滤布，真空泵通过真空软管与真空电渗腔连接，所述第二脱水腔的下部有一开口连接污水输送管，进而与污水收集装置连接；所述第二脱水腔通过污泥输送管连接到污泥分散腔，所述污泥分散腔下部有若干污泥分配管，所述污泥分配管对应一个速度调节器；所述第三脱水腔两侧为加压装置，第三脱水腔下部一边连接污水输送管，将污水排至污水收集装置，另一边为泥饼出口；所述污水收集装置连接污水处理设备以便及时处理污水收集装置中的污水；所述第三脱水腔为上部开口，且位于所述污泥分散腔下方；
所述滤布为丙纶短纤滤布，其厚度为1.1～2.5mm；
所述速度调节器为自动速度调节系统，包括机械调节阀、速度传感器、污泥浓度探测器、速度调节器；所述速度调节器上安装有速度显示装置；
所述加压装置为液压缸或螺杆型挤压机；
所述泥饼出口处设置有泥饼输送装置；
所述泥饼输送装置为传动履带式传送装置；
所述絮凝剂为聚丙烯酰胺PAM。
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