CN108947185A - 一种污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺及系统；该工艺包括以下步骤：（1）污泥经过计量后进入椭叠式污泥预浓缩系统浓缩脱水；（2）浓缩后污泥直接进入污泥调理池调理，依次投加调理剂a、调理剂b搅拌均匀，对污泥进行改性；（3）改性后污泥加压进入专用污泥压榨脱水设备系统进行深度压榨脱水处理，最终获得饼状污泥进入污泥外运系统。改进后工艺操作简便，处理后污泥含水率至60％以下。本发明还提供一种污泥改性隔膜压榨深度脱水系统，该系统可提高压滤机的脱水效率，减少污泥体积，降低成本，提高土地使用效率，实现污泥低费用的目标，便于后续资源化处置。

Description

一种污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺及系统

技术领域

本发明涉及污泥深度脱水技术领域，具体来讲是一种污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺及系统。

背景技术

随着我国污水处理率的不断提高，污泥的产量也呈上升趋势。我国污泥处理起步较晚，早期污水处理厂建设过程中，长期以来存在“重水轻泥”的现象，污泥的处理方式是外运、简单填埋或堆放，而污泥含大量病原菌、有机物和重金属，简单的填满会造成更严重的二次污染。根据2011年3月，住建部与发改委联合发布《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》以及2009年2月，建设部与环保部联合发布《城镇污水处理厂污水污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》等相关政策提出的技术导向：减量化、稳定化、无害化和资源化要求；2008年环保部发布的《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中6.6条的规定：厌氧产沼等生物处理后的固态残余物、粪便处理后的固态残余物和生活污水处理厂污泥经处理含水率小于60%，可以进入生活垃圾填埋场填埋处置。因此污泥深度脱水是必要的。

经过检索发现，中国专利 CN108249719 A公开了一种污泥深度脱水工艺，该工艺是向含水率80-85％的污泥中添加改性剂和催化剂，搅拌混匀，改性后污泥送入污泥深度脱水机中，依次进行低压、中压和高压压滤脱水处理。该工艺使用的调理剂为生石灰和三氯化铁，品种较单一，三氯化铁水溶液呈酸性，对金属有氧化腐蚀作用，增加设备维护费用，有待优化调整。

污泥在脱水之前，需要进行浓缩脱水，使污泥减量，节约成本。目前常用工艺主要有：机械、重力或气浮法降低污泥含水量使污泥稠化。重力浓缩占地空间大，浓缩停留时间长；气浮法投资大，运行费用高，后续气体处理复杂；故广泛采用机械浓缩。常用的浓缩设备大多采用带式浓缩机和叠螺式浓缩机等。带式浓缩机为开放式，运行时产生臭气，须人工操作，冲洗水量极大，污泥污水易外冒，噪音大，工作环境差；叠螺式浓缩机受污泥性质影响较大，浓缩浓度不可调节，致使浓缩污泥浓度不稳定，严重影响后续调理剂的投加操作。

研究表明市政污泥中固体物质主要是腐殖质，它由亲水性很强的带负电的胶体微粒组成，脱水性能差，给处理和处置带来很多问题。为此污泥进行深度脱水之前通常需要调理剂进行调理以改善脱水性能。目前常用化学调理剂主要有铁盐和铝盐，生石灰等。常用的铝盐和氯化铁，因氯离子对管道和设备具有腐蚀性，增加维护费用；另一种常用脱水剂为生石灰，在现有技术下，采用生石灰投加，不利于污泥后期的处置资源化利用，如焚烧，堆肥，厌氧发酵，好氧发酵等；且采用生石灰的投加比例大多在20-40%，投加量大，热量高，也不利于实现污泥的减量化。

压滤机是最先应用于化工脱水的机械。目前常用的板框压滤机多为单隔膜式板框压滤机，属于高流量低压进料，能耗高，有效过滤能力较低，配套设备繁琐，操作维护复杂；滤板多为PP材质，易损坏，进泥压力只能达到8bar，须增加保压泵加压进料保护滤板；污泥压榨采用水压，水压需要的功率大耗电量高，且不易调节；反冲洗系统采用悬梁移动装置，冲洗水量大，易形成水花或水雾，操作环境易潮湿，对泥饼有所影响。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺及系统；操作简便，处理后污泥含水率至60％以下。

本发明是这样实现的，构造一种污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）污泥经过计量后进入椭叠式污泥预浓缩系统浓缩脱水；

（2）浓缩后污泥直接进入污泥调理池调理，依次投加调理剂a、调理剂b搅拌均匀，对污泥进行改性；

（3）改性后污泥加压进入专用污泥压榨脱水设备系统进行深度压榨脱水处理，最终获得饼状污泥进入污泥外运系统。

根据本发明所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：对于步骤（1）中，所述污泥预浓缩系统为椭叠浓缩，运行时含水率调节至95%-97%。

根据本发明所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：调理池调理剂为：调理剂a为聚合硫酸铁PFS，调理剂b为聚丙烯酰胺PAM，并采用浆叶式搅拌，搅拌速度为25-50R/min，操作时先投加调理剂a搅拌10-25分钟，后加入调理剂b搅拌 20-35min。

根据本发明所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：PFS投加比例3-15%干固体；PAM根据污泥电荷性质，确定PAM选型，投加比例0.1-0.3%。

根据本发明所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：对于步骤（3）中，污泥压榨脱水设备系统进料采用螺杆泵输送，污泥压榨脱水设备系统进泥压力为12-16bar。

根据本发明所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：对于步骤（3）中，通过污泥压榨脱水设备系统进行深度机械脱水时采用双隔膜压榨技术，滤板材质为高级碳钢外包橡胶。

根据本发明所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：对于步骤（3）中，所述污泥压榨脱水设备系统压榨方式采用气体压榨，进气压力10-16bar。

根据本发明所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：所述污泥压榨脱水设备系统对应的冲洗是采用内部脉冲反冲洗系统，脉冲压力6-8Bar，清洗时间20-40min。

本发明提供一种污泥改性隔膜压榨深度脱水系统，该系统可提高压滤机的脱水效率，减少污泥体积，降低成本，提高土地使用效率，实现污泥低费用的目标，便于后续资源化处置；其特征在于：该系统包括PAM絮凝剂加药系统（1）、预浓缩机进泥螺杆泵（2）、椭叠浓缩机（3）、污泥调理池（4）、PFS加药系统（5）、PAM加药系统（6）、压榨机进泥螺杆泵（7）、双隔膜板框压滤机（8）、储气系统（9）、输送机（10）；

运行时，待处理的污泥由管道接入污泥进料系统输入端，经由预浓缩机进泥螺杆泵（2）通过流量计计量后输入至椭叠浓缩机（3）中进行浓缩脱水后直接进入污泥调理池（4），脱水后污泥含水率95%，对于污泥调理池（4）来讲依次通过PFS加药系统（5）添加调理剂a、PAM加药系统（6）添加调理剂b，调理剂a为聚合硫酸铁PFS，投加比例约3-15%，调理剂b为聚丙烯酰胺PAM，投加比例约0.1-0.3%；通过向污泥当中加入一定比例专用污泥改性剂，在污泥池进行搅拌，搅拌时间约30-50分钟，以便使调理剂与污泥充分的结合，以改善污泥性质，经调理后的污泥容易脱水；

改性后的污泥再经由压榨机进泥螺杆泵（7）通过流量计计量后输入双隔膜板框压滤机（8）主机上进行深度脱水处理，通过利用滤板、隔膜板和滤布组成的过滤单元，在油缸压紧滤板的条件下，用压榨进泥泵压力在12-16bar的条件对物料进行固液分离，并在进料结束后，采用双隔膜压榨技术，利用储气系统（9）的气压对滤饼进行压榨，显著提高压滤机的脱水效率，使污泥含水率降低至60%以下，最终获得含水率≤60%的饼状污泥，同时使得重金属等污染物达到稳定的过程，其中压滤水以密闭管道送污水收集处集中处理；

上述脱水后的污泥直接排入输送机（10），输送是一个全自动处理过程，在运行时与脱水机联动，保证不会出现积泥、溢泥，过载时具备自动反转功能，并带报警指示灯，最终进行污泥外运，以便后续实现深度处理或最终处置。

本发明具有如下优点：

优点1：本发明提供的脱水工艺简单，投资相对较省，运行成本较低，在整个运转过程中高效除臭、钝化重金属、并能做到整个系统清洁运行。

优点2：本发明相比其他机械浓缩方式而言，本系统采用椭叠式预浓缩，填补了其他浓缩机的缺点。其具有密封性好，占地小，工程投资低，操作简单，维护方便，出泥效果稳定，灵活可调可控，稳定达到含水率95%的设定出泥效果。

优点3：本发明在操作过程中，所加药剂为聚合硫酸铁PFS和聚丙烯酰胺PAM，有机与无机混合调理，调理高效；采用桨叶式搅拌系统，搅拌均匀快速；PFS投加比例3-15%,PAM投加比例0.1-0.3%，投加量小(PFS投加比例3-15%,PAM投加比例0.1-0.3%)，成本降低，污泥调理剂含量低，便于资源化处置；PFS药剂对金属无腐蚀性，降低管道，设备维护费用。

优点4：本发明对应的压榨系统采用低流量高压进料，进料压力达到12-16bar，能耗低，维护简单；采用双隔膜压榨技术，有效过滤能力高，出泥效果好、稳定；滤板材质为高级碳钢外包橡胶，耐高压、不易变形，节约成本；压榨系统利用气压对污泥进行二次压榨，操作简单，安全节能，管道维护费用低。

优点5：本发明对应的反冲洗系统采用内部脉冲反冲洗，使用水量小，进气压力6-8bar，操作安全；A字型震动落料，滤料不粘滤布，增加滤布使用寿命；整个操作系统完全实现全自动化运行，系统一次脱水能至泥饼含水率60％以下，不需其他方式二次处理，大幅节约运输费用，可直接填埋或用作肥料，提高土地使用效率，实现循环经济。

优点6：污泥调理池就是要破坏污泥的胶体结构、减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能，用化学药品破坏以蛋白质为基础的细胞膜，释放结合水，吸附水，细胞内水，克服污泥比阻，大幅度降低污泥粘性，提高污泥脱水效果。

附图说明

图1为本发明的工艺方法流程图。

图2为本发明的系统连接示意图。

其中：PAM絮凝剂加药系统1、预浓缩机进泥螺杆泵2、椭叠浓缩机3、污泥调理池4、PFS加药系统5、PAM加药系统6、压榨机进泥螺杆泵7、双隔膜板框压滤机8、储气系统9、输送机10。

具体实施方式

下面将结合附图1-图2对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种污泥深度脱水的工艺，包括以下步骤：

（1）污泥经过计量后进入椭叠式污泥预浓缩系统浓缩脱水；

（2）浓缩后污泥直接进入污泥调理池调理，依次投加调理剂a，调理剂b搅拌均匀，对污泥进行改性；

（3）改性后污泥进入专用污泥压榨脱水设备系统进行深度压榨脱水处理，最终获得饼状污泥进入污泥外运系统。

图2为本发明的系统连接示意图，运行时，待处理的污泥由管道接入污泥进料系统输入端，经由预浓缩机进泥螺杆泵2通过流量计计量后输入至椭叠浓缩机3中进行浓缩脱水后（污泥含水率95%）直接进入污泥调理池4，依次投加调理剂a、调理剂b对污泥进行改性。改性后的污泥再经由压榨机进泥螺杆泵7通过流量计计量后输入双隔膜板框压滤机8主机上进行深度脱水处理，最终获得含水率≤60%的饼状污泥，饼状污泥再由泥车外运至垃圾填埋场或其它综合利用。

其中，如图2所示，椭叠式污泥预浓缩系统包括PAM絮凝剂加药系统1，污泥进泥螺杆泵2、椭叠式预浓缩机3等；其核心设备为椭叠式预浓缩机1，椭叠式预浓缩机集全自动控制柜、絮凝混合槽、污泥浓缩本体及集液槽于一体，可在全自动运行的条件下，实现高效絮凝，并连续完成污泥浓缩工作，最终将收集的滤液回收。其主要目的是使污泥减量，影响后续选型大小，节约成本；对污泥进行稠化，降低污泥中的含水率，但同时也要保证出泥浓度不能过高（即含水率过低），要保证污泥具有足够的流动性，而且必须保证出泥浓度的相对稳定并灵活可调，避免因出泥浓度不稳定进而影响污泥后续的絮凝剂调配及最终絮凝剂调理效果等。

污泥调理池4就是要破坏污泥的胶体结构、减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能，用化学药品破坏以蛋白质为基础的细胞膜，释放结合水，吸附水，细胞内水，克服污泥比阻，大幅度降低污泥粘性，提高污泥脱水效果。依次添加的调理剂为调理剂a（聚合硫酸铁PFS）投加比例约3-15%、调理剂b（聚丙烯酰胺PAM）投加比例约0.1-0.3%；通过向污泥当中加入一定比例专用污泥改性剂，在污泥池进行搅拌，搅拌时间约30-50分钟，以便使调理剂与污泥充分的结合，以改善污泥性质，经调理后的污泥容易脱水。改性后的污泥通过螺杆进泥泵7进入压滤机8进行深度脱水，通过利用滤板、隔膜板和滤布组成的过滤单元，在油缸压紧滤板的条件下，在进泥泵压力12-16bar的条件对物料进行固液分离，并在进料结束后，采用双隔膜压榨技术，利用储气系统9的气压对滤饼进行压榨，显著提高压滤机的脱水效率，使污泥含水率降低至60%以下，最终获得含水率≤60%的饼状污泥，同时使得重金属等污染物达到稳定的过程，其中压滤水以密闭管道送污水收集处集中处理。

上述脱水后的污泥直接排入输送机10，输送是一个全自动处理过程，在运行时与脱水机联动，保证不会出现积泥、溢泥，过载时具备自动反转功能，并带报警指示灯，最终进行污泥外运，以便后续实现深度处理或最终处置。

综上所述，本污泥深度脱水的工艺和系统存在如下技术优点：一方面，系统占地小，操作简单、密封性好，灵活可调可控，过滤效果好、能耗低,稳定可靠，维护方便。另一方面，使用的调理剂高效除臭，钝化重金属，清洁无污染，完全与最终实现资源化处置相吻合，满足处理要求。一次脱水后污泥含水率至60%以下，脱水后的泥饼遇水不溶解，稳定性好，无二次污染。另一方面，具有自动化程度高、低流量高压进料，节约成本，降低管道设备维护费用，内部脉冲反冲洗工作压力低，节能节水，操作安全等优点。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）污泥经过计量后进入椭叠式污泥预浓缩系统浓缩脱水；

（2）浓缩后污泥直接进入污泥调理池调理，依次投加调理剂a、调理剂b搅拌均匀，对污泥进行改性；

（3）改性后污泥加压进入专用污泥压榨脱水设备系统进行深度压榨脱水处理，最终获得饼状污泥进入污泥外运系统。

2.根据权利要求1所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：对于步骤（1）中，所述污泥预浓缩系统为椭叠浓缩，运行时含水率调节至95%-97%。

3.根据权利要求1所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：调理池调理剂为：调理剂a为聚合硫酸铁PFS，调理剂b为聚丙烯酰胺PAM，并采用浆叶式搅拌，搅拌速度为25-50R/min，操作时先投加调理剂a搅拌10-25分钟，后加入调理剂b搅拌 20-35min。

4.根据权利要求3所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：PFS投加比例3-15%干固体；PAM根据污泥电荷性质，确定PAM选型，投加比例0.1-0.3%。

5.根据权利要求1所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：对于步骤（3）中，污泥压榨脱水设备系统进料采用螺杆泵输送，污泥压榨脱水设备系统进泥压力为12-16bar。

6.根据权利要求1所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：对于步骤（3）中，通过污泥压榨脱水设备系统进行深度机械脱水时采用双隔膜压榨技术，滤板材质为高级碳钢外包橡胶。

7.根据权利要求6所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：对于步骤（3）中，所述污泥压榨脱水设备系统压榨方式采用气体压榨，进气压力10-16bar。

8.根据权利要求1所述污泥改性隔膜压榨深度脱水工艺，其特征在于：所述污泥压榨脱水设备系统对应的冲洗是采用内部脉冲反冲洗系统，脉冲压力6-8Bar，清洗时间20-40min。

9.一种污泥改性隔膜压榨深度脱水系统，其特征在于：该系统包括PAM絮凝剂加药系统（1）、预浓缩机进泥螺杆泵（2）、椭叠浓缩机（3）、污泥调理池（4）、PFS加药系统（5）、PAM加药系统（6）、压榨机进泥螺杆泵（7）、双隔膜板框压滤机（8）、储气系统（9）、输送机（10）；

运行时，待处理的污泥由管道接入污泥进料系统输入端，经由预浓缩机进泥螺杆泵（2）通过流量计计量后输入至椭叠浓缩机（3）中进行浓缩脱水后直接进入污泥调理池（4），脱水后污泥含水率95%，对于污泥调理池（4）来讲依次通过PFS加药系统（5）添加调理剂a、PAM加药系统（6）添加调理剂b，调理剂a为聚合硫酸铁PFS，投加比例约3-15%，调理剂b为聚丙烯酰胺PAM，投加比例约0.1-0.3%；通过向污泥当中加入一定比例专用污泥改性剂，在污泥池进行搅拌，搅拌时间约30-50分钟，以便使调理剂与污泥充分的结合，以改善污泥性质，经调理后的污泥容易脱水；

改性后的污泥再经由压榨机进泥螺杆泵（7）通过流量计计量后输入双隔膜板框压滤机（8）主机上进行深度脱水处理，通过利用滤板、隔膜板和滤布组成的过滤单元，在油缸压紧滤板的条件下，用压榨进泥泵压力在12-16bar的条件对物料进行固液分离，并在进料结束后，采用双隔膜压榨技术，利用储气系统（9）的气压对滤饼进行压榨，显著提高压滤机的脱水效率，使污泥含水率降低至60%以下，最终获得含水率≤60%的饼状污泥，同时使得重金属等污染物达到稳定的过程，其中压滤水以密闭管道送污水收集处集中处理；

上述脱水后的污泥直接排入输送机（10），输送是一个全自动处理过程，在运行时与脱水机联动，保证不会出现积泥、溢泥，过载时具备自动反转功能，并带报警指示灯，最终进行污泥外运，以便后续实现深度处理或最终处置。