CN105776812A - 一种市政污泥高干脱水方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种市政污泥及河塘底泥的高干脱水方法及其设备，该方法包括以下步骤：将待调理污泥打入污泥调理机中，投加硫酸铁或聚合硫酸铁混合搅拌；后投加生石灰，继续混合搅拌，得到调理后的污泥，其污泥pH为中性；启动压滤机进料泵将调理后的污泥泵入高压隔膜板框压滤机，进行压榨，得到脱水泥饼，打开滤板，脱水泥饼落入皮带输送机输出外运；该设备包括污泥调理机、污泥进管、压滤机进料泵、高压隔膜板框压滤机、压榨水泵、压榨水罐和皮带输送机。该方法所得脱水泥饼含水率小于60％，经破碎后通气性好，适于微生物生长繁殖，可直接进行好氧发酵，能真正实现污泥的减量化、无害化及资源化，利于可持续发展。

Description

一种市政污泥高干脱水方法及其设备

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，涉及一种市政污泥高干脱水方法及其设备。

背景技术

市政及工业污水处理过程中产生大量污泥，大多未经预处理或经简单处理后就直接农用，有的甚至随意堆放，污泥中病原菌对人体健康造成潜在威胁，重金属和有毒有害有机物污染地表水和地下水系统，污泥散发的臭气污染空气，占用大量土地，稳定性差，对环境带来巨大危害。目前，市政污泥的处置方式有好氧堆肥、填埋、焚烧、投海以及制作建筑业材料等。

市政污泥中含有大量的有机质、氮和磷等植物养分，经好氧堆肥后用于绿化、土壤改良及农用无疑是实现污泥无害化、减量化、资源化的最好处置方法之一。

目前，城市污水处理厂广泛采用的脱水设备是带式压滤机或离心脱水机，脱水污泥含水率约80％。堆肥作为一种好氧生物反应系统，其反应速度与污泥堆体的通气性有直接关系，通常要求发酵物料的含水率小于60％。国内已建和正在筹建的市政污泥好氧堆肥项目均针对含水率为80％的脱水污泥，需掺入大量有机干料和返混料。如木屑、花生壳、玉米秸秆等，加入干料的重量一般为污泥重量的10％左右，同时还需要加入25～50％的返混料，因有机干料密度很小，使发酵物料体积大大增加，占用的发酵仓容积很大，污泥含水率越大，污泥的重量和体积越大，需掺入的干料和返混料越多，占用的发酵仓容积越大，投资和运行成本越高。

为实现污泥的高干脱水(脱水泥饼的含水率小于60％)，必须在污泥脱水前对污泥进行改性，且使用具有二次压榨功能的高压隔膜板框压滤机。污泥改性的最有效方法为化学改性，最经典、最经济和最有效的改性药剂为三氯化铁和石灰；通常三氯化铁和石灰的投加量为污泥干重的15～50％，用三氯化铁作调理剂时，脱水泥饼所含水中氯离子含量非常高，脱水泥饼pH通常大于12，后续无法进行好氧发酵，不能用于绿化、土壤改良，更不能农用。

以往人们把注意力集中在如何降低泥饼的含水率上，还没有人把污泥高干脱水和

后续好氧堆肥结合在一起考虑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种市政污泥高干脱水方法及其设备，使所得脱水泥饼含水率小于60％，且含盐量低，pH为中性，泥饼经破碎后，透气性好，适于微生物繁殖，可通过后续好氧堆肥，进一步实现污泥的减量化、无害化及资源化。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

本发明提供一种市政污泥高干脱水用调理剂，包括占污泥干重2～15％的硫酸铁或聚合硫酸铁、适量生石灰

本发明提供一种市政污泥高干脱水方法，使用硫酸铁或聚合硫酸铁和生石灰对污泥进行调理，其中，硫酸铁或聚合硫酸铁占污泥干重2～15％，生石灰适量，脱水后泥饼含水率小于60％，脱水后污泥的pH为6.5～8.5。

本发明提供一种市政污泥高干脱水方法，也可用于河塘底泥的高干脱水。

进一步的，对污泥进行调理采用间断进料方式，仅设一个污泥调理机，包括以下步骤：市政及工业污水处理厂产生的污泥经浓缩后用泵通过污泥进管打入污泥调理机中，打满后，在污泥调理机中先投加液体硫酸铁或聚合硫酸铁，硫酸铁或聚合硫酸铁投加量为污泥干重的2～15％，打开污泥调理机的混合搅拌装置，强烈混合搅拌15～40分钟，后投加生石灰，继续强烈混合搅拌10～30分钟，生石灰投加量通过pH控制，控制污泥pH为6.5～8.5

可选择的，对污泥进行调理可以采用连续进料方式，至少需二级污泥调理，包括以下步骤：市政及工业污水处理厂产生的污泥经浓缩后用泵通过污泥进管连续进入一级污泥调理机，按比例向一级污泥调理机中自动连续投加硫酸铁或聚合硫酸铁，一级污泥调理机的污泥溢流入二级污泥调理机，再溢流入调理污泥储罐；在二级污泥调理机中投加生石灰，在污泥调理过程中，一级混合搅拌装置和二级混合搅拌装置保持连续运行状态；一级污泥调理机的停留时间为15～40分钟，二级污泥调理机的停留时间为10～30分钟，生石灰投加量通过pH控制，控制调理后污泥pH为6.5～8.5。

进一步的，启动压滤机进料泵将调理后的污泥泵入高压隔膜板框压滤机，压滤机进料压力不低于1.2MPa，当进料量达到要求后，停止进料，压榨水泵开始工作，从压榨水罐7中抽水泵入高压隔膜板框压滤机，使高压隔膜板框压滤机的隔膜膨胀进一步脱除滤饼中的水份，压榨水泵的实际工作压力为2.0MPa，压榨时间为0.5～2.0小时，后通入压缩空气将通道中泥水吹出，后打开滤板，脱水泥饼落入皮带输送机输出外运。

进一步的，所述污水处理厂离心或带式脱水机产生的污泥含水率为80～85％，在污泥调理机中投加硫酸铁水溶液或聚合硫酸铁水溶液时，同时加入一定量的水稀释，使待脱水污泥具有流动性。

优选的，所述生石灰的细度大于200目。

本发明还提供一种市政污泥高干脱水设备，包括污泥调理机，所述污泥调理机内设有混合搅拌装置，所述污泥调理机顶部设有污泥进管，所述污泥调理机底部通过压滤机进料泵连接有高压隔膜板框压滤机，所述高压隔膜板框压滤机通过压榨水泵连接有压榨水罐。

进一步的，所述污泥调理机包括一级污泥调理机和二级污泥调理机，其中，所述一级污泥调理机内设有一级混合搅拌装置，所述二级污泥调理机内设有二级混合搅拌装置；所述污泥进管设置在所述一级污泥调理机顶部，所述一级污泥调理机上部和所述二级污泥调理机上部连接，所述二级污泥调理机上部连接有调理污泥储罐，所述调理污泥储罐内设有储罐混合搅拌装置，所述调理污泥储罐底部通过压滤机进料泵与高压隔膜板框压滤机连接。

进一步的，所述高压隔膜板框压滤机下方设有皮带输送机。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

(1)污泥调理剂为硫酸铁、聚合硫酸铁中的一种和生石灰，污泥调理剂最终反应物为硫酸钙和氢氧化铁，均为土壤的成分，对土壤及生物均无害；

(2)脱水泥饼所含水中的阴离子主要为硫酸根，因硫酸钙溶解度很小，故脱水泥饼所含水中的离子浓度会大大低于用三氯化铁作调理剂时的离子浓度，利于后续好氧发酵和农业利用；

(3)脱水泥饼含水率小于60％，泥饼pH为6.5～8.5，泥饼经破碎后通气性好，适于微生物生长繁殖，在不添加任何有机辅料情况下，可直接进行好氧发酵，从而大大降低后续发酵环节的场地面积、工程投资和运行成本，发酵产物可制作肥料，用于绿化、土壤改良和农用，真正实现市政污泥的减量化、无害化及资源化，利于可持续发展。

(4)压滤机进料泵进料压力不低于1.2MPa，采用高压隔膜板框压滤机为脱水设备，其隔膜二次压榨压力不低于1.5MPa，实现了污泥高干脱水，所得脱水泥饼的含水率小于60％。

(5)采用多级污泥调理机与调理污泥储罐配合，实现了待脱水污泥的自动连续进料，提高了污泥调理效率。

(6)高压隔膜板框压滤机下方设置了皮带输送机，可以自动运输所得脱水泥饼。

附图说明

图1为本发明间断进料的设备示意图；

图2为本发明连续进料的设备示意图。

图1-2中：1、污泥调理机，2、混合搅拌装置，3、压滤机进料泵，4、高压隔膜板框压滤机，5、皮带输送机，6、污泥进管，7、压榨水罐，8、压榨水泵，9、脱水泥饼，11、一级污泥调理机，12、二级污泥调理机，13、调理污泥储罐，21、一级混合搅拌装置，22、二级混合搅拌装置，23、储罐混合搅拌装置。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本发明的一种市政污泥高干脱水设备包括：污泥调理机1、压滤机进料泵3、高压隔膜板框压滤机4、皮带输送机5、污泥进管6、压榨水罐7和压榨水泵8，污泥调理机1内设有混合搅拌装置2，污泥进管6设置在污泥调理机1顶部，污泥调理机1底部通过压滤机进料泵3与高压隔膜板框压滤机4连接，压榨水罐7通过压榨水泵8与高压隔膜板框压滤机4连接，皮带输送机5位于高压隔膜板框压滤机4下方。

市政污泥高干脱水方法包括以下步骤：

(1)某市政污水处理厂每天产生含水率为99％的剩余污泥7800吨/天，经浓缩后含水率降低到95％，污泥量降低为1560吨/天，用泵将浓缩污泥通过污泥进管6泵入污泥调理机1，打满后，投加适量聚合硫酸铁水溶液，聚合硫酸铁水溶液中聚合硫酸铁的质量分数为11％，折算成聚合硫酸铁的投加量为待脱水污泥干重的7％，打开污泥调理机1内的混合搅拌装置2，混合搅拌25分钟，然后投加适量细度为300目、氧化钙含量为74％的生石灰，生石灰投加量为污泥干重的6.8％，脱水后污泥的pH控制在6.5～8.5，搅拌15分钟，得到调理后的污泥；

(2)用压滤机进料泵3将调理后的污泥打入高压隔膜板框压滤机4，进料最大压力为1.2MPa，当进料量达到要求后，停止进料，压榨水泵8开始工作，从压水水罐7中抽水泵入高压隔膜板框压滤机4，使高压隔膜板框压滤机4的隔膜膨胀进一步脱除滤饼中的水分，压榨水泵8的实际工作压力为2.0MPa，压榨0.5小时，停止压榨，得到脱水泥饼9，通入压缩空气将高压隔膜板框压滤机4通道中的泥水吹出，然后打开滤板，脱水泥饼9落入皮带输送机5输出外运。所述高压隔膜板框压滤机4的隔膜二次压榨压力为2.0MPa，脱水泥饼9的含水率为55％，脱水泥饼9所含水的pH值为7.4。

脱水泥饼经破碎后通气性好，适于微生物生长繁殖，在不添加任何有机辅料情况下，可直接进行好氧发酵。

实施例2

所用市政污泥高干脱水设备与实施例1相同；

市政污泥高干脱水方法包括以下步骤：

(1)某市政污水处理厂每天产生含水率为80％的污泥700吨，将这种待脱水污泥通过污泥进管6泵入污泥调理机1中，打满后，在污泥调理机1中投加一定量的硫酸铁水溶液，硫酸铁水溶液中硫酸铁的质量分数为10％，折算成硫酸铁的投加量为待脱水污泥干重的4.6％，同时加入一定量的水稀释，使得待脱水污泥含固率为8％，打开污泥调理机1的混合搅拌装置2，混合搅拌40分钟，然后投加适量细度为300目、氧化钙含量为85％的生石灰，生石灰投加量为污泥干重的3.4％，控制待脱水污泥pH为6.5～8.5，强烈搅拌20分钟，得到调理后的污泥。

(2)用压滤机进料泵3将调理后的污泥打入高压隔膜板框压滤机4，进料最大压力为1.2MPa，当进料量达到要求后，停止进料，压榨水泵8开始工作，从压水水罐7中抽水泵入高压隔膜板框压滤机4，使高压隔膜板框压滤机4的隔膜膨胀进一步脱除滤饼中的水分，压榨水泵8的实际工作压力为1.5MPa，压榨45分钟，得到脱水泥饼9，通入压缩空气将高压隔膜板框压滤机4通道中的泥水吹出，然后打开滤板，脱水泥饼9落入皮带输送机5输出外运。

所得脱水泥饼9的含水率为58％，pH为6.5。脱水泥饼9经破碎后接入发酵菌剂，直接好氧堆肥，发酵周期为20天，每天进入发酵仓的污泥量约350吨，发酵仓中总污泥量为7000吨，58％的泥饼经破碎后容重为0.75吨/立方米，发酵仓中污泥的总容积为9333立方米，堆积高度仍按1.5米计算，需有效堆积面积为6222平方米，综合投资和运行成本大大降低。

实施例3

本发明的一种市政污泥高干脱水设备，如图2所示，包括：一级污泥调理机11、二级污泥调理机12、调理污泥储罐13、压滤机进料泵3、高压隔膜板框压滤机4、皮带输送机5、污泥进管6、压榨水罐7和压榨水泵8，一级污泥调理机11内设有一级混合搅拌装置21，二级污泥调理机12内设有二级混合搅拌装置22，调理污泥储罐13内设有储罐混合搅拌装置23，污泥进管6设置在一级污泥调理机11顶部，一级污泥调理机11上部和二级污泥调理机12上部连接，二级污泥调理机12上部和调理污泥储罐13上部连接，调理污泥储罐13底部通过压滤机进料泵与高压隔膜板框压滤机4连接。压榨水罐7通过压榨水泵8与高压隔膜板框压滤机4连接，皮带输送机5位于高压隔膜板框压滤机4下方。

市政污泥高干脱水方法包括以下步骤：

(1)污泥调理过程采用连续进料方式，至少需二级污泥调理。脱水后污泥通过污泥进管6连续打入一级污泥调理机11，按比例向一级污泥调理机11中自动连续投加聚合硫酸铁水溶液，聚合硫酸铁水溶液中聚合硫酸铁的质量分数为10％，控制聚合硫酸铁水溶液的投加速度，使得折算成聚合硫酸铁的投加量为待脱水污泥干重的2～15％，一级污泥调理机11中的污泥溢流入二级污泥调理机12；在二级污泥调剂机12中自动连续投加生石灰，控制调理后污泥的pH为6.5～8.5；二级污泥调理机12中的污泥溢流入调理污泥储罐13；在污泥调理过程中，一级污泥调理机11中的一级混合搅拌装置21、二级污泥调理机12中的二级混合搅拌装置22和调理污泥储罐13中的储罐混合搅拌装置23保持连续运行状态；待脱水污泥在一级污泥调理机中的停留时间为15～40分钟，在二级污泥调理机中的停留时间为10～30分钟；调理后污泥储存在调理污泥储罐13中。

(2)脱水过程及要求同实施例1。

上述过程中产生的脱水泥饼9含水率小于60％，经破碎后通气性好，泥饼pH为6.5～8.5，适于微生物生长繁殖，在不添加任何有机辅料情况下，可直接进行好氧发酵，从而大大降低后续发酵环节的场地面积、工程投资和运行成本，发酵产物可制作肥料，用于绿化、土壤改良和农用，真正实现污泥减量化、无害化及资源化。

对比例1

某市政污水处理厂每天产生含水率为80％的污泥700吨，采用已有技术掺混式堆肥，每天需加入花生壳70吨，同时需加入175吨的返混料，则每天进入发酵仓的污泥量为945吨/天，发酵周期为20天，则发酵仓中总污泥量为18900吨，加入花生壳的物料容重为0.5吨/立方米，则发酵仓中污泥的总容积需37800立方，堆积高度按1.5米计算，需有效堆积面积为25200平方米。

综上所述，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种市政污泥高干脱水用调理剂，其特征在于，包括占污泥干重2～15％的硫酸铁或聚合硫酸铁、适量生石灰。

2.一种市政污泥高干脱水方法，其特征在于：使用硫酸铁或聚合硫酸铁和生石灰对污泥进行调理，其中，硫酸铁或聚合硫酸铁用量为污泥干重2～15％，生石灰适量，脱水后泥饼含水率小于60％，脱水后污泥的pH为6.5～8.5。

3.根据权利要求2所述的市政污泥高干脱水方法，其特征在于，可用于河塘底泥的高干脱水。

4.根据权利要求2所述的市政污泥高干脱水方法，其特征在于，对污泥进行调理采用间断进料方式，仅设一个污泥调理机，包括以下步骤：

市政及工业污水处理厂产生的污泥经浓缩后用泵通过污泥进管打入污泥调理机中，打满后，在污泥调理机中先投加液体硫酸铁或聚合硫酸铁，硫酸铁或聚合硫酸铁投加量为污泥干重的2～15％，打开污泥调理机的混合搅拌装置，强烈混合搅拌15～40分钟，后投加生石灰，继续强烈混合搅拌10～30分钟，生石灰投加量通过pH控制，控制调理后污泥pH为6.5～8.5。

5.根据权利要求2所述的市政污泥高干脱水方法，其特征在于，对污泥进行调理采用连续进料方式，至少需二级污泥调理，包括以下步骤：

市政及工业污水处理厂产生的污泥经浓缩后用泵通过污泥进管连续进入一级污泥调理机，按比例向一级污泥调理机中自动连续投加硫酸铁或聚合硫酸铁，一级污泥调理机的污泥溢流入二级污泥调理机，再溢流入调理污泥储罐；在二级污泥调剂机中投加生石灰，在污泥调理过程中，一级混合搅拌装置和二级混合搅拌装置保持连续运行状态；一级污泥调理机的停留时间为15～40分钟，二级污泥调理机的停留时间为10～30分钟，生石灰投加量通过pH控制，控制调理后污泥pH为6.5～8.5。

6.根据权利要求3或4所述的市政污泥高干脱水方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

启动压滤机进料泵将调理后的污泥泵入高压隔膜板框压滤机，压滤机进料泵最高工作压力达2.0MPa，进料压力不低于1.2MPa，当进料量达到要求后，停止进料，压榨水泵开始工作，从压榨水罐7中抽水泵入高压隔膜板框压滤机，使高压隔膜板框压滤机的隔膜膨胀进一步脱除滤饼中的水份，压榨水泵的实际工作压力为2.0MPa，压榨时间为0.5～2.0小时，通入压缩空气将通道中泥水吹出，后打开滤板，脱水泥饼落入皮带输送机输出外运。

7.根据权利要求5所述的市政污泥高干脱水方法，其特征在于：所述污水处理厂离心或带式脱水机产生的污泥含水率为80～85％，在污泥调理机中投加硫酸铁水溶液或聚合硫酸铁水溶液时，同时加入一定量的水稀释，使待脱水污泥具有流动性。

8.根据权利要求6所述的市政污泥高干脱水方法，其特征在于：所述生石灰的细度大于200目。

9.一种市政污泥高干脱水设备，包括污泥调理机，其特征在于，所述污泥调理机内设有混合搅拌装置，所述污泥调理机顶部设有污泥进管，所述污泥调理机底部通过压滤机进料泵连接有高压隔膜板框压滤机，所述高压隔膜板框压滤机通过压榨水泵连接有压榨水罐；所述污泥调理机使用硫酸铁或聚合硫酸铁和生石灰对污泥进行调理，其中，硫酸铁或聚合硫酸铁用量为污泥干重2～15％，生石灰适量，脱水后泥饼含水率小于60％，脱水后污泥的pH为6.5～8.5。

10.根据权利要求8所述的市政污泥高干脱水设备，其特征在于：所述污泥调理机包括一级污泥调理机和二级污泥调理机，其中，所述一级污泥调理机内设有一级混合搅拌装置，所述二级污泥调理机内设有二级混合搅拌装置；所述污泥进管设置在所述一级污泥调理机顶部，所述一级污泥调理机上部和所述二级污泥调理机上部连接，所述二级污泥调理机上部连接有调理污泥储罐，所述调理污泥储罐内设有储罐混合搅拌装置，所述调理污泥储罐底部通过压滤机进料泵与高压隔膜板框压滤机连接。