CN107365036B - 污泥净化处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥净化处理装置，包括：污泥滤池池体及由下而上依次设置在所述污泥滤池池体内的排水层、过滤层、过渡层和种植层；所述污泥滤池池体内壁表面设置有防水涂层，所述防水涂层上贴覆有防渗土工布，所述防水涂层通过在所述污泥滤池池体内壁表面刷涂防水涂料再经干燥后制得；所述种植层上设置有污泥进料装置。本发明的污泥净化处理装置，通过在污泥滤池池体内设置湿地植物、种植层、过渡层、过滤层和排水层对污泥进行净化处理，能有效除去污泥中的污染物质，净化后的清水可供循环利用，不仅能实现对污泥的无害化净化处理，保护环境，同时还能净化回收污泥中的水，节约水资源。

Description

污泥净化处理装置
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，特别涉及一种污泥净化处理装置。
背景技术
目前，国内外污泥处理、处置方法众多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、焚烧、堆肥以及填埋等不同处理与处置方法中某几个方法组合成具体处理流程。在污泥处理中，一般均包括浓缩和脱水两个方法，而后续处理处置方法则有多种选择。污泥处理流程的选择与污泥处置方法的选择密切相关，可有不同的组合方式。而处置方法的选择又受当地自然、经济、政治等条件的制约。例如，土地资源丰富，降雨少蒸发量大的城市可以选择运行成本低、管理较简单的直接填埋方案；而那些土地资源非常紧张，经济较发达的城市则可以选择干化、焚烧方法；堆肥方法的使用又必须充分考虑市场因素。根据有关资料，在欧共体内部，约40％的污泥通过填埋处置，希腊、卢森堡和意大利各有90％、80％和85％的污泥通过填埋处置，而美国，在1990年约有48％的污泥通过填埋处置。
我国幅员辽阔，在土地资源不紧张及经济不发达地区，在相当长一段时间内，卫生填埋仍将是污泥处置的主要方法。污泥的土力学指标对污泥填埋体的稳定和填埋操作有很大影响，高含水率污泥填埋主要问题是强度不够，无法进行填埋操作。其次污泥填埋后会产生严重的臭气，直接影响环境。而不能及时覆盖也导致雨污不能分流，使污泥填埋场变成大型污泥浓缩池，造成脏、乱、差的形象，制约了污泥回填处置的发展。
淤泥浓缩主要是降低淤泥的空隙水，常采用物理方法。淤泥机械脱水会消耗大量能量，淤泥填埋则会占用大量空地，且容易对周围环境造成污染破坏，而焚烧处置则同样会破坏环境，且对淤泥中的污水无法进行有效的净化回收，不仅污染环境，还会浪费珍贵的水资源。所以，现在需要一种能对污泥进行有效的无害净化处理的装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种污泥净化处理装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种污泥净化处理装置，包括：污泥滤池池体及由下而上依次设置在所述污泥滤池池体内的排水层、过滤层、过渡层和种植层；所述污泥滤池池体内壁表面设置有防水涂层，所述防水涂层上贴覆有防渗土工布，所述防水涂层通过在所述污泥滤池池体内壁表面刷涂防水涂料再经干燥后制得；所述种植层上设置有污泥进料装置。
优选的是，所述污泥进料装置包括锥形桶体、与所述锥形桶体上端的进料口旋转连接的进泥管、与所述进泥管侧壁连通的多根冲水管、开设在所述锥形桶体上端外壁上的多个吸气孔、设置在所述锥形桶体内的搅拌器、与所述锥形桶体下端外壁连通的多根出泥管及连接于所述锥形桶体底部的旋转组件。
优选的是，所述旋转组件包括与所述锥形桶体底部连接的旋转盘、连接于所述旋转盘底部的底盘、设置在所述底盘内用于驱动所述旋转盘转动的电机及连接于所述底盘底部的支架。
优选的是，所述冲水管的进水端向上倾斜，所述出泥管的出料端向下倾斜。
优选的是，所述种植层上栽种有湿地植物。
优选的是，所述排水层和污泥滤池池体的池底之间设置有布气管和排水管。
优选的是，所述排水层的厚度为10-30cm，其填料为：粒径为2-2.5mm的砾石；所述过滤层的厚度为10-35cm，其填料为粒径为5-10mm的沸石；所述过滤层的厚度为10-30cm，其填料为粒径为2-10mm的白云石和方解石的混合物；所述过渡层的厚度为5-15cm，其填料为粒径为2-5mm的砂石；所述种植层的厚度为30-60cm，其填料为粒径为3-8mm的种植土。
优选的是，所述防水涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001349943460000021
Figure BDA0001349943460000031
优选的是，所述助剂包括成膜助剂、缓蚀剂、分散剂、热稳定剂、增稠剂中的一种或多种的混合物。
优选的是，所述颜料包括红丹、锌铬黄、磷酸锌、铝粉、滑石粉、硫酸钡、石墨粉和硅藻土中的一种或多种的混合物。
本发明的有益效果是：本发明的污泥净化处理装置，通过在污泥滤池池体内设置湿地植物、种植层、过渡层、过滤层和排水层对污泥进行净化处理，能有效除去污泥中的污染物质，净化后的清水可供循环利用，不仅能实现对污泥的无害化净化处理，保护环境，同时还能净化回收污泥中的水，节约水资源。本发明的污泥处理量大，实用性强，能广泛应用于农村污水塘污泥或城市景观水池污泥等多种污泥的无害化净化处理，能有效保护环境，节约水资源。
附图说明
图1为本发明的污泥净化处理装置的结构示意图；
图2为本发明的污泥进料装置的结构示意图；
图3为本发明的污泥进料装置的俯视图。
附图标记说明：
1—污泥滤池池体；2—排水层；3—过滤层；4—过渡层；5—种植层；6—污泥进料装置；7—布气管；8—排水管；9—湿地植物；10—防水涂层；11—防渗土工布；60—锥形桶体；61—进料口；62—进泥管；63—冲水管；64—吸气孔；65—搅拌器；66—出泥管；67—旋转组件；670—旋转盘；671—底盘；672—电机；673—支架。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-3所示，本实施例的一种污泥净化处理装置，包括：污泥滤池池体1及由下而上依次设置在污泥滤池池体1内的排水层2、过滤层3、过渡层4和种植层5；污泥滤池池体1内壁表面设置有防水涂层10，防水涂层10上贴覆有防渗土工布11，防水涂层10通过在污泥滤池池体1内壁表面刷涂防水涂料再经干燥后制得；种植层5上设置有污泥进料装置6。排水层2和污泥滤池池体1的池底之间设置有布气管7和排水管8。
布气管7另一端与布气泵连接，向池体内补充空气，增加污泥滤池池体1内的含氧量，利于污泥滤池池体1中的微生物对污泥中的有机物的分解处理。排水管8用于收集并外排经处理净化后的清水。
污泥进料装置6包括锥形桶体60、与锥形桶体60上端的进料口61旋转连接的进泥管62、与进泥管62侧壁连通的多根冲水管63、开设在锥形桶体60上端外壁上的多个吸气孔64、设置在锥形桶体60内的搅拌器65、与锥形桶体60下端外壁连通的多根出泥管66及连接于锥形桶体60底部的旋转组件67。
污泥进料装置6包括多个，均匀间隔设置在种植层5表面。
旋转组件67包括与锥形桶体60底部连接的旋转盘670、连接于旋转盘670底部的底盘671、设置在底盘671内用于驱动旋转盘670转动的电机672及连接于底盘671底部的支架673。冲水管63的进水端向上倾斜，便于冲洗水对进料口61内的污泥的冲洗。出泥管66的出料端向下倾斜，利于污泥流出。
支架673将旋转组件67固定在种植层5上方，电机672带动旋转盘670转动，从而带动锥形桶体60旋转，以使出泥管66将污泥均匀输送到种植层5表面；由于进泥管62与锥形桶体60旋转连接，进泥管62不会跟随锥形桶体60旋转。
需净化处理的污泥由泵泵入到进泥管62，进入锥形桶体60内，进泥管62侧壁上连通的多根冲水管63向下倾斜对进入的污泥进行冲刷，以防止进料口61堵塞。搅拌器65旋转，使水和污泥充分混合，一方面将污泥搅拌均匀使污泥细化成泥状，防止污泥结块；另一方面，由于搅拌器65旋转产生旋流，外部的空气经吸气孔64被吸入到锥形桶体60内，并与污泥充分接触，从而能增大污泥中的溶解氧的含量，利于后续处理中微生物对污泥中的有机物的分解作用。搅拌的污泥在旋转力的作用下经出泥管66向外流出，进入到种植层5表面。旋转组件67带动锥形桶体60旋转，从而使出泥管66将污泥均匀排入到种植层5表面。
污泥中的含水量很高，污泥经污泥净化处理装置运输到种植层5表面，污泥向下沉淀，污泥中的污水在重力作用下向下渗透，依次经过渡层4、过滤层3、排水层2过滤净化后排出，污泥则停留在污泥滤池池体1，污水中的有害物质被吸收和分解，污水净化为清水，供循环再利用，实现了污泥的净化处理。保留在污泥滤池池体1内的污泥经过滤掉水分后体积大大减小，可定期清理外运，用作肥料等。
排水层2的厚度为10-30cm，其填料为：粒径为2-2.5mm的沸石；过滤层3的厚度为10-30cm，其填料为粒径为2-10mm的白云石和方解石的混合物；过渡层4的厚度为5-15cm，其填料为粒径为2-5mm的砂石；种植层5的厚度为30-60cm，其填料为粒径为3-8mm的种植土。
种植层5上栽种的湿地植物9能大量吸收处理污泥及污水中的磷等有机物质；过渡层4起到初步的过滤作用，以除去下渗的水中的部分悬浮物质；过滤层3中的白云石和方解石含有大量钙离子，能大量吸收除去水中的磷等有机物质，对水进行有效的净化；排水层2中的沸石为多孔结构，能对水进行进一步过滤，除去水中的悬浮颗粒，从而完成对污水的净化处理。净化后的水下流，由排水管8排出系统，用作灌溉或生产用水，循环利用。
防水涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001349943460000061
其中，聚氨酯乳液和聚丙烯酸乳液复配使用，能提高制得的涂料的防水、耐腐耐候性能。硅酸盐水泥能提高涂料的粘附力和耐磨性能。聚脲的加入能显著提高制得的防水涂层10的防水性能。甲基硅酸钠和硅酸钾能提高涂料的粘着性、防腐性和抗水渗性能，从而提高制得的防水涂层10的附着力及长效防水防腐蚀性能。氟硅酸钠能提高涂料的粘着强度。氧化锌粉能提高制得的防水涂层10的表面致密性，从而提高防水涂层10的防水性能。聚脲、甲基硅酸钠、硅酸钾、氟硅酸钠之间能产生协同效应，能有效提高制得的防水涂层10的防水性能、粘着强度和防腐蚀性能。
由于防渗土工布11在长期使用后容易出现破损而导致水外渗，通过在污泥滤池池体1内壁表面设置防水涂层10，能有效防止水体外渗，防止未经净化的污水污染周围土壤，又能防止经净化后的净水外流而浪费。
助剂包括成膜助剂、缓蚀剂、分散剂、热稳定剂、增稠剂中的一种或多种的混合物。颜料包括红丹、锌铬黄、磷酸锌、铝粉、滑石粉、硫酸钡、石墨粉和硅藻土中的一种或多种的混合物。
以下给出本发明的防水涂料的制备方法，其包括以下步骤：
1)将聚氨酯乳液、聚丙烯酸乳液、硅酸盐水泥、聚脲加入到反应釜中，控制温度为40-70℃，搅拌1-4h；
2)向反应釜中加入甲基硅酸钠、硅酸钾、氟硅酸钠、氧化锌粉、纳米氧化锌粉、云母粉、碳酸钙、颜料，控制温度为40-50℃；搅拌0.5-2.5h；
3)向反应釜中加入助剂和固化剂，控制温度为30-40℃；搅拌10-45min，得到防水涂料。
再将由上述方法制得的防水涂料刷涂在污泥滤池池体1内壁表面，刷涂2-5遍(每隔2-4h刷涂一遍)，待其自然干燥后即在污泥滤池池体1内壁表面上形成防水涂层10。防水耐腐涂层的厚度为10-50mm。
以下提供所述防水涂料的具体实施例。
实施例1
所述防水涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001349943460000071
实施例2
所述防水涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001349943460000081
实施例3
所述防水涂料包括以下重量份的原料：
Figure BDA0001349943460000082
将上述3个实施例得到的防水耐腐涂料制成防水耐腐涂层样板，分别进行性能测试，测试项目包括：外观、铅笔硬度、耐磨性、防腐蚀性、不透水性、耐候性、绝缘性。外观的测试方法：目视其表面是否平整均一。耐磨性(RCA)的测试方法：固定负荷175g/cm2，指标为100次不露底。防腐蚀性测试在此处包括耐酸性和耐碱性测试，耐酸性的测试方法：在浓度为5％盐酸液进浸泡48h观察其状态，待恢复2h后做划格试验；耐碱性的测试方法：在浓度为5％氢氧化钠溶液内浸泡24h，观察其状态，待恢复2h后做划格试验。耐候性的测试方法：将其置于温度60℃的水中浸泡，48h后测定外观以及附着力。测试结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0001349943460000091
由测试结果可以看出，本发明的实施例制得的防水涂层具有极好的防水、防腐性能，能保证污泥滤池池体内壁的防水性能，防止其中的水体外渗。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (8)

1.一种污泥净化处理装置，其特征在于，包括：污泥滤池池体及由下而上依次设置在所述污泥滤池池体内的排水层、过滤层、过渡层和种植层；所述污泥滤池池体内壁表面设置有防水涂层，所述防水涂层上贴覆有防渗土工布，所述防水涂层通过在所述污泥滤池池体内壁表面刷涂防水涂料再经干燥后制得；所述种植层上设置有污泥进料装置；
所述污泥进料装置包括锥形桶体、与所述锥形桶体上端的进料口旋转连接的进泥管、与所述进泥管侧壁连通的多根冲水管、开设在所述锥形桶体上端外壁上的多个吸气孔、设置在所述锥形桶体内的搅拌器、与所述锥形桶体下端外壁连通的多根出泥管及连接于所述锥形桶体底部的旋转组件；所述旋转组件包括与所述锥形桶体底部连接的旋转盘、连接于所述旋转盘底部的底盘、设置在所述底盘内用于驱动所述旋转盘转动的电机及连接于所述底盘底部的支架。
2.根据权利要求1所述的污泥净化处理装置，其特征在于，所述冲水管的进水端向上倾斜，所述出泥管的出料端向下倾斜。
3.根据权利要求1所述的污泥净化处理装置，其特征在于，所述种植层上栽种有湿地植物。
4.根据权利要求1所述的污泥净化处理装置，其特征在于，所述排水层和污泥滤池池体的池底之间设置有布气管和排水管。
5.根据权利要求1所述的污泥净化处理装置，其特征在于，所述排水层的厚度为10-30cm，其填料为：粒径为2-2.5mm的砾石；所述过滤层的厚度为10-35cm，其填料为粒径为5-10mm的沸石；所述过滤层的厚度为10-30cm，其填料为粒径为2-10mm的白云石和方解石的混合物；所述过渡层的厚度为5-15cm，其填料为粒径为2-5mm的砂石；所述种植层的厚度为30-60cm，其填料为粒径为3-8mm的种植土。
6.根据权利要求1所述的污泥净化处理装置，其特征在于，所述防水涂料包括以下重量份的原料：
Figure FDA0002429178900000021
7.根据权利要求6所述的污泥净化处理装置，其特征在于，所述助剂包括成膜助剂、缓蚀剂、分散剂、热稳定剂、增稠剂中的一种或多种的混合物。
8.根据权利要求7所述的污泥净化处理装置，其特征在于，所述颜料包括红丹、锌铬黄、磷酸锌、铝粉、滑石粉、硫酸钡、石墨粉和硅藻土中的一种或多种的混合物。
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