CN105967493A - 一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统及方法，包括污泥高效深度脱水系统和污泥高效资源化系统，所述污泥高效深度脱水系统包括污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元，所述污泥高效资源化系统包括透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统。本发明能够有效实现自来水厂污泥减量化和资源化，且无二次污染、占地面积小、投资及运行成本低，全程自动化控制，操作安全简易。

Description

一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统及方法

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统及方法。

背景技术

目前，大多数的城市自来水厂都是从江河湖泊和水库等地表水源取水，原水经过混凝、沉淀、过滤和消毒等工艺，将原水中的杂质去除，生产出符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的成品水。

自来水厂在生产成品水的同时，也产生了大量的污水和污泥，其中污水主要来自沉淀池的排泥水和滤池的反冲洗废水，约占总净水量的4%~7%。目前我国约有95%以上的自来水厂未设置污水和污泥处理设施，直接排入水体，不但严重污染水体，而且浪费了大量的水资源。

与此同时，现有自来水厂的污泥处理工艺也存在诸多不足：

1）污泥处理所需周期长，一方面处理构筑物有效容积大，设备配置功率高或数量多，致使处理设施基建费用高；另一方面，设备运行时间长，致使电能消耗高；

2）现行药剂对自来水厂污泥的浓缩脱水效果差，致使污泥处理过程中，药剂投加量大，运行成本高；

3）系统工艺路线复杂，设备繁多，运行维护不便；

4）自来水厂污泥资源化程度低。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统及方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，包括污泥高效深度脱水系统和污泥高效资源化系统，所述污泥高效深度脱水系统包括污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元，所述污泥高效资源化系统包括透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统；污泥调质单元的入口与污泥池相连通，污泥调质单元的排泥口与污泥改性单元的入口相连通，污泥改性单元的排泥口与污泥絮凝单元的入口相连通，污泥絮凝单元的排泥口与污泥沉淀单元的入口相连通，污泥沉淀单元的排泥口与污泥脱水单元的入口相连通，污泥沉淀单元上清液和污泥脱水单元压滤液的出口与自来水厂净化系统的进水口相连通，自来水厂净化系统排泥口与污泥池入口相连通，自来水厂净化系统的出水口与供水管网相连通；污泥高效资源化系统的透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统分别通过污泥干化单元与污泥高效深度脱水系统相连通，污泥干化单元的入口与污泥脱水单元的排泥口相连通。

本发明所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，所述污泥调质单元含有调质药剂调配、投加系统，其中调质药剂主要采用生石灰、熟石灰或其他可溶于水的弱碱性钙盐。

本发明所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，所述污泥改性单元含有改性药剂调配、投加系统，其中改性药剂主要采用易溶于水的硅酸盐。

本发明所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，所述污泥絮凝单元含有絮凝药剂调配、投加系统，其中絮凝药剂主要采用FD系列新型无机-有机混合型脱水剂，为复旦大学自行研发的市售产品。

本发明所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，所述污泥沉淀单元上清液和污泥脱水单元压滤液的出口分别与调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统的进水口相连通。

本发明所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，所述污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元分别配有污泥检测器；所述调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统分别配有自动投料器，所述污泥检测器的信号输出端与自动投料器的信号输入端相连。

一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决方法，包括以下步骤：

（1）污泥池中的污泥通过搅拌式污泥泵泵入污泥调质单元中，调质药剂调配、投加系统将调配好的液体调质药剂定量投加入污泥调质单元中进行调质处理；

（2）污泥调质单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥改性单元，改性药剂调配、投加系统将调配好的液体改性药剂定量投加入污泥改性单元中进行改性处理；

（3）污泥改性单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥絮凝单元，絮凝药剂调配、投加系统将调配好的液体絮凝药剂定量投加入污泥絮凝单元中进行絮凝处理；

（4）污泥絮凝单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥沉淀单元，经沉淀处理后的污泥在污泥螺杆泵作用下泵入污泥脱水单元，同时，污泥沉淀单元中的上清液则通过出水口一部分作为配药用水分别进入调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统和絮凝药剂调配、投加系统，其余部分则进入自来水厂净化系统，经处理后进入供水管网；

（5）污泥脱水单元中的污泥经脱水处理后通过排泥口进入污泥干化单元，同时，污泥脱水单元中的压滤液则通过出水口一部分作为配药用水分别进入调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统和絮凝药剂调配、投加系统，其余部分则进入自来水厂净化系统，经处理后进入供水管网；

（6）经污泥干化单元处理后的污泥作为原料分别进入透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统。

本发明所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决方法，步骤（1）（2）（3）所述的调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统分别根据污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元中的污泥检测器检测到的污泥情况，通过自动投料器自动投加药剂。

本发明所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决方法，步骤（6）所述的

透水砖制作系统原料为干化单元污泥、普通砂颗粒、粉煤灰和烧结剂的混合料，依次经配料混合、陈腐、压制、干燥和烧结步骤制作而成；

普通硅酸盐水泥制作系统原料为干化单元污泥、石灰石、铁粉和砂岩的混合料，依次经生料磨、料浆磨、搅拌池、回转窑和水泥磨步骤制作而成。

本发明的有益效果在于：

1）有效减量化：将含水率80%以上的污泥，经处理脱水后含水率降至60%以下，减量一半以上；再经后期资源化利用可减量99%以上。

2）有效资源化：经干化处理后的污泥主要用于透水砖和普通硅酸盐水泥等建材的生产加工，污泥资源化程度高。

3）无二次污染：新型无机-有机混合型脱水剂的配方原料均为食品级，无毒性并可有效消灭污泥中有毒有害物质，对水质无二次污染，有效保证了水资源的安全回用；整个过程全封闭处理，无臭味溢出，废水重新接入自来水厂管网，形成闭式循环；泥饼中不含氯离子，pH值呈中性。

4）占地面积小：本技术“污泥高效深度脱水系统”采用新型无机-有机混合型脱水剂进行快速高效脱水，大大缩短了污泥处理周期，有效减少了系统占地面积；同时本系统具有集成设计和管网排线紧凑的特点，可根据实际场地大小弹性布置。

5）投资成本低：相比传统污泥处理方案而言，本技术具有处理能力强，系统单元少，有效容积小等优势，有效降低了投资成本。

6）运行成本低：新型无机-有机混合型脱水剂对自来水厂污泥的浓缩脱水效果明显，药剂投加量少；此外由于高效的处理效率，致使污泥处理周期大大缩短，能耗降低。

7）全程自动化控制，操作安全简易：连续式进出污泥操作，自动化运转易于管理维护；全自动化控制，对于各种污泥进料预先进行感测诊断，运用电脑内建的调理程式自动调整加药顺序、时间与剂量，保证最佳产率和经济性；适用于各式压滤机，可提高压滤机的泥饼产量并节省人员操作时间和劳动强度。

附图说明

图1为本发明一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统的结构示意图。

具体实施方式

为更好理解本发明，下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。

系统结构：

如图1所示，一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，包括污泥高效深度脱水系统和污泥高效资源化系统，所述污泥高效深度脱水系统包括污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元，所述污泥高效资源化系统包括透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统；污泥调质单元的入口与污泥池相连通，污泥调质单元的排泥口与污泥改性单元的入口相连通，污泥改性单元的排泥口与污泥絮凝单元的入口相连通，污泥絮凝单元的排泥口与污泥沉淀单元的入口相连通，污泥沉淀单元的排泥口与污泥脱水单元的入口相连通，污泥沉淀单元上清液和污泥脱水单元压滤液的出口与自来水厂净化系统的进水口相连通，自来水厂净化系统排泥口与污泥池入口相连通，自来水厂净化系统的出水口与供水管网相连通；污泥高效资源化系统的透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统分别通过污泥干化单元与污泥高效深度脱水系统相连通，污泥干化单元的入口与污泥脱水单元的排泥口相连通。

污泥调质单元含有调质药剂调配、投加系统，其中调质药剂主要采用生石灰、熟石灰或其他可溶于水的弱碱性钙盐。

污泥改性单元含有改性药剂调配、投加系统，其中改性药剂主要采用易溶于水的硅酸盐。

污泥絮凝单元含有絮凝药剂调配、投加系统，其中絮凝药剂主要采用FD系列新型无机-有机混合型脱水剂。

污泥沉淀单元上清液和污泥脱水单元压滤液的出口分别与调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统的进水口相连通。

污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元分别配有污泥检测器；调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统分别配有自动投料器，污泥检测器的信号输出端与自动投料器的信号输入端相连。

工作原理：

本发明所述的用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统的解决方法，包括以下步骤：

（1）污泥池中的污泥通过搅拌式污泥泵泵入污泥调质单元中，调质药剂调配、投加系统将调配好的液体调质药剂定量投加入污泥调质单元中进行调质处理；

（2）污泥调质单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥改性单元，改性药剂调配、投加系统将调配好的液体改性药剂定量投加入污泥改性单元中进行改性处理；

（3）污泥改性单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥絮凝单元，絮凝药剂调配、投加系统将调配好的液体絮凝药剂定量投加入污泥絮凝单元中进行絮凝处理；

（4）污泥絮凝单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥沉淀单元，经沉淀处理后的污泥在污泥螺杆泵作用下泵入污泥脱水单元，同时，污泥沉淀单元中的上清液则通过出水口一部分作为配药用水分别进入调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统和絮凝药剂调配、投加系统，其余部分则进入自来水厂净化系统，经处理后进入供水管网；

（5）污泥脱水单元中的污泥经脱水处理后通过排泥口进入污泥干化单元，同时，污泥脱水单元中的压滤液则通过出水口一部分作为配药用水分别进入调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统和絮凝药剂调配、投加系统，其余部分则进入自来水厂净化系统，经处理后进入供水管网；

（6）经污泥干化单元处理后的污泥作为原料分别进入透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统：透水砖制作系统原料为干化单元污泥、普通砂颗粒、粉煤灰和烧结剂的混合料，依次经配料混合、陈腐、压制、干燥和烧结步骤制作而成；普通硅酸盐水泥制作系统原料为干化单元污泥、石灰石、铁粉和砂岩的混合料，依次经生料磨、料浆磨、搅拌池、回转窑和水泥磨步骤制作而成。

其中，步骤（1）（2）（3）所述的调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统分别根据污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元中的污泥检测器检测到的污泥情况，通过自动投料器自动投加药剂。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，其特征在于：包括污泥高效深度脱水系统和污泥高效资源化系统，所述污泥高效深度脱水系统包括污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元，所述污泥高效资源化系统包括透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统；污泥调质单元的入口与污泥池相连通，污泥调质单元的排泥口与污泥改性单元的入口相连通，污泥改性单元的排泥口与污泥絮凝单元的入口相连通，污泥絮凝单元的排泥口与污泥沉淀单元的入口相连通，污泥沉淀单元的排泥口与污泥脱水单元的入口相连通，污泥沉淀单元上清液和污泥脱水单元压滤液的出口与自来水厂净化系统的进水口相连通，自来水厂净化系统排泥口与污泥池入口相连通，自来水厂净化系统的出水口与供水管网相连通；污泥高效资源化系统的透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统分别通过污泥干化单元与污泥高效深度脱水系统相连通，污泥干化单元的入口与污泥脱水单元的排泥口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，其特征在于：所述污泥调质单元含有调质药剂调配、投加系统，其中调质药剂主要采用生石灰、熟石灰或其他可溶于水的弱碱性钙盐。

3.根据权利要求2所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，其特征在于：所述污泥改性单元含有改性药剂调配、投加系统，其中改性药剂主要采用易溶于水的硅酸盐。

4.根据权利要求3所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，其特征在于：所述污泥絮凝单元含有絮凝药剂调配、投加系统，其中絮凝药剂主要采用FD系列新型无机-有机混合型脱水剂。

5.根据权利要求4所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，其特征在于：所述污泥沉淀单元上清液和污泥脱水单元压滤液的出口分别与调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统的进水口相连通。

6.根据权利要求5所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决系统，其特征在于：所述污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元分别配有污泥检测器；所述调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统分别配有自动投料器，所述污泥检测器的信号输出端与自动投料器的信号输入端相连。

7.一种利用权利要求6所述的用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）污泥池中的污泥通过搅拌式污泥泵泵入污泥调质单元中，调质药剂调配、投加系统将调配好的液体调质药剂定量投加入污泥调质单元中进行调质处理；

（2）污泥调质单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥改性单元，改性药剂调配、投加系统将调配好的液体改性药剂定量投加入污泥改性单元中进行改性处理；

（3）污泥改性单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥絮凝单元，絮凝药剂调配、投加系统将调配好的液体絮凝药剂定量投加入污泥絮凝单元中进行絮凝处理；

（4）污泥絮凝单元中的污泥通过排泥口自流进入污泥沉淀单元，经沉淀处理后的污泥在污泥螺杆泵作用下泵入污泥脱水单元，同时，污泥沉淀单元中的上清液则通过出水口一部分作为配药用水分别进入调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统和絮凝药剂调配、投加系统，其余部分则进入自来水厂净化系统，经处理后进入供水管网；

（5）污泥脱水单元中的污泥经脱水处理后通过排泥口进入污泥干化单元，同时，污泥脱水单元中的压滤液则通过出水口一部分作为配药用水分别进入调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统和絮凝药剂调配、投加系统，其余部分则进入自来水厂净化系统，经处理后进入供水管网；

（6）经污泥干化单元处理后的污泥作为原料分别进入透水砖制作系统和普通硅酸盐水泥制作系统。

8.根据权利要求7所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决方法，其特征在于：步骤（1）（2）（3）所述的调质药剂调配、投加系统，改性药剂调配、投加系统，絮凝药剂调配、投加系统分别根据污泥调质单元、污泥改性单元、污泥絮凝单元、污泥沉淀单元和污泥脱水单元中的污泥检测器检测到的污泥情况，通过自动投料器自动投加药剂。

9.根据权利要求7所述的一种用于自来水厂污泥处理的“一站式”解决方法，其特征在于：步骤（6）所述的

透水砖制作系统原料为干化单元污泥、普通砂颗粒、粉煤灰和烧结剂的混合料，依次经配料混合、陈腐、压制、干燥和烧结步骤制作而成；

普通硅酸盐水泥制作系统原料为干化单元污泥、石灰石、铁粉和砂岩的混合料，依次经生料磨、料浆磨、搅拌池、回转窑和水泥磨步骤制作而成。