CN108751665A - 一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，包括污泥管道、絮凝剂输入管，污泥动态混合器、布泥器、两个刮水板、生物质灰分布箱、双螺带布料器、三个污泥搅动器、多孔压辊脱水装置、网部回头辊、网部主动辊、第一滤网、接水盘、第一刮泥板和高压脱水装置。本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，通过加入生物质灰，让生物质灰与污泥混合，使污泥中的结合水变成游离水，降低污泥脱水难度，可提高污泥干度到35～40％之间，降低了污泥外运的成本，同时使生物质电厂产生的副产品生物质灰得到综合利用。本发明还提供了一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的方法。
Description
技术领域
本发明涉及泥水处理技术领域，尤其是涉及一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置及方法。
背景技术
城市生活污水处理厂的剩余活性污泥常规脱水流程是“剩余污泥——沉淀池——脱水前加入絮凝剂(聚丙烯酰胺)——含水率99％以上，聚丙烯酰胺具有较高的分子量、不同的离子度，将不稳定的颗粒固定吸附在分子链上，因此在絮凝剂的作用下，水中的污泥颗粒逐渐增大，形成圈套的絮团，絮团的形成将导致泥水分离，易于脱除泥中水分。
城市生活污水处理厂的活性污泥先经过加入聚丙烯酰胺，使小分子污泥絮凝成大分子污泥，让污泥中的游离水通过重力脱除，大量的污水脱除后，污泥的流动性降低后，为污泥进入压力脱水创造了条件，但此时污泥中的水是以结合水存在，脱除难度很大，干度仅达到15％，如要再进一步降低含水量，需要用热能解决。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置；本发明还提供了所述利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的的方法。
本发明采用的技术方案是：
一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，包括污泥管道、絮凝剂输入管，污泥动态混合器、污泥分布箱、布泥器、两个刮水板、生物质灰分布箱、双螺带布料器、三个污泥搅动器、多孔压辊脱水装置、网部回头辊、网部主动辊、第一滤网、两个接水盘、第一刮泥板和高压脱水装置；所述污泥管道的一端连接污泥泵，另一端与所述污泥动态混合器的侧壁的底部连接，所述污泥管道还与所述絮凝剂输入管连接，所述污泥动态混合器的底部与所述布泥器的一端连接，所述布泥器的另一端与所述第一滤网的一端衔接；所述第一滤网设置在所述网部回头辊和所述网部主动辊之间，所述第一滤网包括上部滤网和下部滤网；所述上部滤网的中部上方设有所述生物质灰分布箱，所述生物质灰分布箱内底部设有双螺带布料器，所述上部滤网的远离所述布泥器的一端上间隔设有三个所述污泥搅动器和所述多孔压辊脱水装置，三个所述污泥搅动器设置在所述生物质灰分布箱和所述多孔压辊脱水装置之间；所述上部滤网的两端的下方分别设有所述刮水板，所述刮水板的下方设有所述接水盘；所述网部回头辊的一侧设有所述高压脱水装置，所述多孔压辊脱水装置和三个所述污泥搅动器设置在靠近所述网部回头辊的所述刮水板上方。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其中，所述高压脱水装置包括第二滤网、主动压榨钢辊、两个以上被动压榨胶辊、第二滤网导辊、第三滤网和三个第三滤网导辊；所述第二滤网与第三滤网叠夹通过主动压榨钢辊和两个以上的所述被动压榨胶辊连接；所述第一滤网靠近所述网部回头辊的一端与所述第一刮泥板的一端衔接，所述第一刮泥板的另一端与所述第二滤网靠近；第二刮泥板的一端与所述第二滤网靠近所述主动压榨钢辊的一端的网面衔接，所述第二刮泥板的另一端与所述污泥运输带的一端连接，所述污泥运输带的另一端连接污泥外运车。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其中，所述上部滤网的中部网面下还设有两个所述污泥真空脱水箱，两个所述污泥真空脱水箱设置在两个所述刮水板之间。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其中，所述生物质灰分布箱设置在远离所述网部主动辊的所述污泥真空脱水箱上方。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其中，所述生物质灰分布箱设置在所述污泥搅动器和所述真空脱水箱之间的所述第一滤网上面。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其中，所述多孔压辊脱水装置的辊面是由若干个不锈钢条，通过4道辊毂组成，辊毂外径外包有10～100目不锈钢滤网。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其中，所述下部滤网上间隔设有2～5个第一滤网导辊。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其中，所述絮凝剂输入管上设有阀门。
一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的方法，包括以下步骤：
(a)污泥絮凝：污泥经所述污泥管道进入所述污泥动态混合器，在污泥进入所述污泥动态混合器前，通过所述絮凝剂输入管同时加入浓度为0.05～0.1wt％的阴离子絮凝剂溶液混合，一起到所述污泥动态混合器内并充分反应后，污泥中的微小固体颗粒絮凝成体积较大的絮凝团块，污泥颗粒间的结合水及表面水被分离成游离水；
(b)重力脱水：然后污泥经所述布泥器均匀送入所述第一滤网上，随着所述第一滤网向前运行，污泥中的游离水在自重作用下及所述第一滤网下的靠近所述网部主动辊一端的所述刮水板形成的微负压作用下，通过足够长的网流入所述接水盘；然后所述第一滤网上污泥中的游离水在所述污泥真空脱水箱负压作用下，移出污泥；
(c)结合水脱水：经过步骤(b)所述重力脱水的污泥，污泥的流动性减小，将所述生物质灰分布箱中的生物质灰通过所述双螺带布料器均匀将生物质灰分布到污泥表面，通过所述第一滤网上的三个所述污泥搅动器将生物质灰与污泥均匀混拌，利用生物质灰的吸水性及高pH破坏污泥絮凝团的氢键，使所述污泥絮凝团中的结合水瞬间变成游离水，污泥再经过所述多孔压榨辊脱水装置，靠自重压在污泥面上随所述第一滤网的运动产生转动，利用辊子自重使污泥中的游离水从所述多孔压榨辊脱水装置内脱水，水流入所述第一滤网下接水盘；
(d)高压脱水：污泥经过步骤(c)所述结合水脱水后进入高压脱水，污泥通过所述第二滤网与第三滤网叠夹污泥至所述主动压榨钢辊，污泥再受到所述主动压榨钢辊和所述被动压榨胶辊挤压，经过强力挤压后体积大幅度收缩，污泥内的间隙游离水被充分挤出，形成污泥干度35～40％的泥饼，经所述第二刮泥板从第二滤网上刮下，掉在所述污泥运输带上输送到污泥外运车。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的方法，其中，步骤(a)中所述阴离子絮凝剂溶液为聚丙烯酰胺类溶液。
本发明有益效果：
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，通过加入生物质灰，让生物质灰与污泥混合，通过生物质灰的高pH破坏污泥絮凝团的氢键，使污泥中结合水转化成游离水，再通过低压和高压压榨将污泥中的游离水脱除，可提高污泥干度到35～40％之间。与传统带式污泥脱水机相比污泥脱水效率提升50％以上，降低了污泥外运的成本，使污泥综合利用难度降低，同时使生物质电厂产生的副产品生物质灰得到综合利用。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，所述高压脱水装置包括第二滤网、主动压榨钢辊、两个以上被动压榨胶辊、第二滤网导辊、第三滤网和第三滤网导辊，所述高压脱水装置能够增加污泥表面的线压力，使污泥中的游离水最大量脱出，由含水97wt％下降到60wt％，减轻污泥后工段用热能或风能烘干压力；另外高压脱水是机械能，成本低于热能，设备简单、投入低、运行成本低、处理量大。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，所述上部滤网的中部网面下还设有两个所述污泥真空脱水箱，生物质灰布置器设置在远离网部主动辊的污泥真空脱水箱上方，污泥真空脱水箱上有负压，生物质灰能被吸到污泥表面上，不漂移，对周围空气环境好。
本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的方法，城市生活污水处理产生的活性污泥进入脱水机前，加入0.05～0.1wt％絮凝剂(聚丙烯酰胺)溶液，经过搅拌使污泥产生絮凝，在重力脱水区由重力及滤网下刮水板形成负压的作用下，将大量的游离水脱去，形成相对稳定的絮团污泥，污泥不再大量随水流失；此时污泥中的水是以结合水存在，很难脱去，含水率97wt％左右，增加污泥外运或再次利用的难度；此时加入生物质灰，利用生物质灰中的金属氧化物破坏结合水中的氢键，使稳定污泥絮团中的结合水变成游离水，污泥再进入多辊压榨脱水阶段，经过增大压力使污泥中的游离水脱除，污泥浓度由常规带式脱水机15％的干度提高到35～40％，降低污泥外运成本及污泥二次利用的难度，同时实现了生物质灰的综合利用，减轻了生物质灰对周围大气及水体的污染。
附图说明
图1为本发明所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置的结构示意图。
下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
如图1所示，一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，包括污泥管道1、絮凝剂输入管2、污泥动态混合器3、污泥分布箱4、布泥器5、两个污泥真空脱水箱6、两个刮水板7、生物质灰分布箱8、双螺带布料器9、三个污泥搅动器10、多孔压辊脱水装置11、网部回头辊12、网部主动辊13、2～5个第一滤网导辊14、第一滤网15、两个接水盘16、第一刮泥板17和高压脱水装置，所述高压脱水装置包括第二滤网18、主动压榨钢辊19、两个被动压榨胶辊20、污泥运输带21、第二滤网导辊22、第三滤网23、三个第三滤网导辊24和第二刮泥板25；絮凝剂输入管2上设有阀门；
污泥管道1的一端连接污泥泵，另一端与污泥动态混合器3的侧壁的底部连接，污泥管道1还与絮凝剂输入管2连接，污泥动态混合器3的底部与布泥器5的一端连接，布泥器5的另一端与第一滤网15的一端衔接；第一滤网15设置在网部回头辊12和网部主动辊13之间，第一滤网15包括上部滤网151和下部滤网152；上部滤网151的中部网面下设有两个污泥真空脱水箱6，污泥真空脱水箱6靠负压真空脱水，上部滤网151的中部上方设有生物质灰分布箱8，生物质灰分布箱8底部设有漏孔，生物质灰分布箱8内底部设有双螺带布料器9，双螺带布料器9对生物质灰分布箱8内的生物质灰搅拌，使生物质灰处在动态，生物质灰能均匀从生物质灰分布箱8内下到泥面上，上部滤网151的远离污泥管道1的一端上间隔设有三个污泥搅动器10和多孔压辊脱水装置11，多孔压辊脱水装置11的辊面是由若干个不锈钢条，通过4道辊毂组成，辊毂外径外包有60目不锈钢滤网，三个污泥搅动器10设置在生物质灰分布箱8和多孔压辊脱水装置11之间，生物质灰分布箱8设置在远离网部主动辊13的污泥真空脱水箱6上方；或者生物质灰分布箱8设置在污泥搅动器10和真空脱水箱6之间的第一滤网15上面；上部滤网151的两端的下方分别设有刮水板7，刮水板7的下方设有接水盘16，下部滤网152上间隔设有2～5个第一滤网导辊14；多孔压辊脱水装置11和三个污泥搅动器10设置在靠近网部回头辊12的刮水板7上方，两个污泥真空脱水箱6设置在两个刮水板7之间。
网部回头辊12的一侧设有第二滤网18、主动压榨钢辊19、两个被动压榨胶辊20、第二滤网导辊22、第三滤网23和三个第三滤网导辊24；第二滤网18与第三滤网23叠夹通过主动压榨钢辊19和两个被动压榨胶辊20连接，第一滤网15靠近网部回头辊12的一端与第一刮泥板17的一端衔接，第一刮泥板17的另一端与第二滤网18靠近网部回头辊12的一端的表面衔接，第二刮泥板25的一端与第二滤网18靠近主动压榨钢辊19的一端网面衔接，第二刮泥板25的另一端与污泥运输带21的一端连接，污泥运输带21的另一端连接污泥外运车；主动压榨辊19和两个被动压榨胶辊20的排列方式为I型。
一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的方法，包括以下步骤：
(a)污泥絮凝：污泥经污泥管道1进入污泥动态混合器3，在污泥进入污泥动态混合器3前，通过絮凝剂输入管2同时加入浓度为0.05～0.1wt％的阴离子絮凝剂溶液混合，所述阴离子絮凝剂溶液为聚丙烯酰胺溶液，一起到污泥动态混合器3内并充分反应后，污泥中的微小固体颗粒絮凝成体积较大的絮凝团块，污泥颗粒间结合水及表面水被分离成游离水；
(b)重力脱水：然后污泥经布泥器5均匀送入第一滤网15上，随着第一滤网15向前运行，游离态的水在自重作用下及第一滤网15下的靠近网部主动辊13一端的刮水板7形成的微负压作用下，通过足够长的网流入接水盘16，污泥含水由99.5％下降到97％左右，脱去污泥中的大部分游离水及间隙水，使污泥的流动性减小，便于在第一滤网15上的较厚堆积、增强污泥对压力的承受力创造条件；然后第一滤网15上污泥中的游离水在污泥真空脱水箱6负压作用下，移出污泥，提高污泥浓度，污泥真空脱水箱6是由一个真空泵对其形成负压；
(c)结合水脱水：经过步骤(b)所述重力脱水的污泥，污泥的流动性减小，将生物质灰分布箱8中的生物质灰通过双螺带布料器9均匀将生物质灰分布到污泥表面，通过第一滤网15上的三个污泥搅动器10将生物质灰与污泥均匀混拌，利用生物质灰的吸水性及高pH破坏污泥絮凝团的氢键，使所述污泥絮凝团中的结合水瞬间变成游离水，污泥进入多孔压榨辊脱水装置11，靠自重压在污泥面上随第一滤网15的运动产生转动，利用辊子自重使污泥中的游离水从多孔压榨辊脱水装置11内脱水，脱出的水至接水盘16，进一步提升污泥干度到5～6％；利用生物质灰吸水及高pH破坏污泥絮凝团的稳定性，使结合水释放成为游离水，在压力下使污泥中的水脱除，降低脱水难度；
(d)高压脱水：污泥经过步骤(c)所述结合水脱水后进入高压脱水，污泥通过第二滤网18与第三滤网23叠夹污泥至主动压榨钢辊19，污泥再受到主动压榨钢辊19和被动压榨胶辊20挤压，经过强力挤压后体积大幅度收缩，污泥内游离水被充分挤出，形成污泥干度35～40％的泥饼，经第二刮泥板25刮下，掉在污泥运输带21上输送到污泥外运车。
以上所述的实施例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，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其特征在于：包括污泥管道(1)、絮凝剂输入管(2)，污泥动态混合器(3)、污泥分布箱(4)、布泥器(5)、两个刮水板(7)、生物质灰分布箱(8)、双螺带布料器(9)、三个污泥搅动器(10)、多孔压辊脱水装置(11)、网部回头辊(12)、网部主动辊(13)、第一滤网(15)、两个接水盘(16)、第一刮泥板(17)和高压脱水装置；所述污泥管道(1)的一端连接污泥泵，另一端与所述污泥动态混合器(3)的侧壁的底部连接，所述污泥管道(1)还与所述絮凝剂输入管(2)连接，所述污泥动态混合器(3)的底部与所述布泥器(5)的一端连接，所述布泥器(5)的另一端与所述第一滤网(15)的一端衔接；所述第一滤网(15)设置在所述网部回头辊(12)和所述网部主动辊(13)之间，所述第一滤网(15)包括上部滤网(151)和下部滤网(152)；所述上部滤网(151)的中部上方设有所述生物质灰分布箱(8)，所述生物质灰分布箱(8)内底部设有双螺带布料器(9)，所述上部滤网(151)的远离所述污泥管道(1)的一端上间隔设有三个所述污泥搅动器(10)和所述多孔压辊脱水装置(11)，三个所述污泥搅动器(10)设置在所述生物质灰分布箱(8)和所述多孔压辊脱水装置(11)之间；所述上部滤网(151)的两端的下方分别设有所述刮水板(7)，所述刮水板(7)的下方设有所述接水盘(16)；所述网部回头辊(12)的一侧设有所述高压脱水装置，所述多孔压辊脱水装置(11)和三个所述污泥搅动器(10)设置在靠近所述网部回头辊(12)的所述刮水板(7)上方。
2.根据权利要求1所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其特征在于：所述高压脱水装置包括所述第二滤网(18)、主动压榨钢辊(19)、两个以上的被动压榨胶辊(20)、第二滤网导辊(22)、第三滤网(23)和三个第三滤网导辊(24)；所述第二滤网(18)与第三滤网(23)叠夹通过主动压榨钢辊(19)和两个以上的所述被动压榨胶辊(20)连接；所述第一滤网(15)靠近所述网部回头辊(12)的一端与所述第一刮泥板(17)的一端衔接，所述第一刮泥板(17)的另一端与所述第二滤网(18)靠近所述网部回头辊(12)的一端的网面衔接，第二刮泥板(25)的一端与所述第二滤网(18)靠近所述主动压榨钢辊(19)的一端的表面衔接，所述第二刮泥板(25)的另一端与所述污泥运输带(21)的一端连接，所述污泥运输带(21)的另一端连接污泥外运车。
3.根据权利要求1所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其特征在于：所述上部滤网(151)的中部网面下还设有两个所述污泥真空脱水箱(6)，两个所述污泥真空脱水箱(6)设置在两个所述刮水板(7)之间。
4.根据权利要求3所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其特征在于：所述生物质灰分布箱(8)设置在远离所述网部主动辊(13)的所述污泥真空脱水箱(6)上方。
5.根据权利要求3所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其特征在于：所述生物质灰分布箱(8)设置在所述污泥搅动器(10)和所述真空脱水箱(6)之间的所述第一滤网(15)上面。
6.根据权利要求1所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其特征在于：所述多孔压辊脱水装置(11)的辊面是由若干个不锈钢条，通过4道辊毂组成，辊毂外径外包有10～100目不锈钢滤网。
7.根据权利要求1所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其特征在于：所述下部滤网(152)上间隔设有2～5个第一滤网导辊(14)。
8.根据权利要求1所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的装置，其特征在于：所述絮凝剂输入管(2)上设有阀门。
9.权利要求3-8任意一项所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)污泥絮凝：污泥经所述污泥管道(1)进入所述污泥动态混合器(3)，在污泥进入所述污泥动态混合器(3)前，通过所述絮凝剂输入管(2)同时加入浓度为0.05～0.1wt％的离子絮凝剂溶液混合，一起到所述污泥动态混合器(3)内并充分反应后，污泥中的微小固体颗粒絮凝成体积较大的絮凝团块，污泥颗粒间的结合水及表面水被分离成游离水；
(b)重力脱水：污泥经所述布泥器(5)均匀送入所述第一滤网(15)上，随着所述第一滤网(15)向前运行，污泥中游离水在自重作用下及所述第一滤网(15)下的靠近所述网部主动辊(13)一端的所述刮水板(7)形成的微负压作用下，通过足够长的网到所述接水盘(16)；然后所述第一滤网(15)上污泥中的游离水在所述污泥真空脱水箱(6)负压作用下，移出污泥；
(c)结合水脱水：经过步骤(b)所述重力脱水的污泥，污泥的流动性减小，将所述生物质灰分布箱(8)中的生物质灰通过所述双螺带布料器(9)均匀将生物质灰分布到污泥表面，通过所述第一滤网(15)上的三个所述污泥搅动器(10)将生物质灰与污泥均匀混拌，利用生物质灰的吸水性及高pH破坏污泥絮凝团的氢键，使所述污泥絮凝团中的结合水瞬间变成游离水，污泥进入所述多孔压榨辊脱水装置(11)，靠自重压在污泥面上随所述第一滤网(15)的运动产生转动，利用辊子自重使污泥中的游离水从所述多孔压榨辊脱水装置(11)内脱水至所述第一滤网(15)下所述接水盘(16)；
(d)高压脱水：污泥经过步骤(c)所述结合水脱水后进入高压脱水，污泥通过所述第二滤网(18)与第三滤网(23)叠夹污泥至所述主动压榨钢辊(19)，污泥再受到所述主动压榨钢辊(19)和所述被动压榨胶辊(20)挤压，经过强力挤压后体积大幅度收缩，污泥内的游离水被充分挤出，形成污泥干度35～40％的泥饼，经所述第二刮泥板(25)从第二滤网(18)上刮下，掉在所述污泥运输带(21)上输送到污泥外运车。
10.根据权利要求9所述的利用生物质灰提升活性污泥脱水效率的方法，其特征在于：步骤(a)中所述离子絮凝剂溶液为聚丙烯酰胺类溶液。
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