CN108996886A - 一种自动化污泥脱水系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动化污泥脱水系统及方法，包括进泥泵、酸化剂储罐、中和剂储罐、一号反应罐、一号pH在线监测器、一号液位计、二号反应罐、二号pH在线监测器、二号液位计、缓冲罐、脱水装置、自动化模块控制系统，针对污泥含水率高、不易脱水的特点，自动化控制污泥加药和脱水，提高污泥脱水效果，实现污泥减量。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及一种自动化污泥脱水的系统及方法。
背景技术
污泥是污水处理的副产物，产量大且含水率高。污泥成分复杂，其固体成分中有机质含量高，含有氮、磷、钾等营养成分，还含有重金属、致病微生物等污染物质，经妥善处理后可资源化利用。但是由于污泥含水率较高，导致其产量巨大。一般未经脱水的污泥含水率在97%左右，经脱水的污泥其含水率在85%左右，当污泥含水率从97%降到85%时，污泥体积减小了80%。因此，污泥脱水是污泥减量的最有效处理手段。
污泥脱水方法有自然干化法和机械脱水法。自然干化法主要构筑物是污泥干化场，一块用土堤围绕和分隔的平地，如果土壤的透水性差，可铺薄层的碎石和砂子，并设排水暗管，依靠下渗和蒸发降低流放到场上的污泥含水量，下渗过程约经2～3天完成，可使含水率降低到85%左右，此后主要依靠蒸发，数周后可降到75%左右，该方法脱水周期长、占地面积大、且受自然条件影响大。机械脱水法有过滤法和离心法两种，通常污泥需要先进行预处理，改善脱水性能后再进行脱水，污泥脱水后的含水率与污泥性质有关，一般情况下，市政污泥经过简单的投加无机盐或高分子混凝剂，再进行机械脱水，脱水后污泥的含水率在80%~85%之间。
发明内容
本发明提供一种自动化污泥脱水系统及方法，针对污泥含水率高、不易脱水的特点，自动化控制污泥加药和脱水，提高污泥脱水效果，实现污泥减量。
本发明采用的技术方案是：
一种自动化污泥脱水系统，包括：进泥泵，与污水厂污泥储池相连接；一号反应罐，与进泥泵相连接，配有一号搅拌器、一号pH在线监测器、一号液位计和一号出料泵；酸化剂储罐，出液管路上配有酸化剂加药泵，酸化剂加药泵与一号反应罐相连接；二号反应罐，与一号出料泵相连接，配有二号搅拌器、二号pH在线监测器、二号液位计和二号出料泵；中和剂储罐，出液管路上依次配有中和剂加药泵，中和剂加药泵与二号反应罐相连接；缓冲池，与二号出料泵相连接，配有缓冲泵；脱水装置，与缓冲泵相连接；自动化模块控制系统。
优选的，自动化模块控制系统包括：
第一控制模块，用于根据一号pH在线监测器反馈的数据，控制酸化剂加药泵的开启，以控制酸化剂储罐中的溶液进入一号反应罐中；
第二控制模块，用于根据二号pH在线监测器反馈的数据，控制中和剂加药泵的开启，以控制中和剂储罐中的溶液进入二号反应罐中；
第三控制模块，用于根据一号液位计反馈的数据，控制进泥泵的开启，以控制污水厂的污泥进入一号反应罐中；
第四控制模块，用于根据二号液位计反馈的数据，控制一号出料泵的开启，以控制一号反应罐中的溶液进入二号反应罐中。
一种自动化污泥脱水方法，包括以下步骤：
（a）污水厂的污泥溶液泵入一号反应罐中，通过一号液位计控制进泥泵的开启，当一号反应罐的液位高于预设上限时，关闭进泥泵，当一号反应罐的液位低于预设下限时，开启进泥泵；
（b）向一号反应罐中泵入酸化剂并搅拌，通过一号pH在线监测器控制酸化剂加药泵的开启，当pH高于预设上限时，开启酸化剂加药泵，当pH低于预设下限时，关闭酸化剂加药泵；
（c）一号反应罐中的污泥溶液泵入二号反应罐中，通过二号液位计控制一号出料泵的开启，当二号反应罐的液位高于预设上限时，关闭一号出料泵，当二号反应罐的液位低于预设下限时，开启一号出料泵；
（d）向二号反应罐中泵入中和剂并搅拌，通过二号pH在线监测器控制中和剂加药泵的开启，当pH低于预设下限时，开启中和剂加药泵，当pH高于预设上限时，关闭中和剂加药泵；
（e）二号反应罐中的污泥溶液进入缓冲池，再进行脱水处理，得到干泥饼，脱出的水回到污水处理厂。
优选的，步骤（a）中污水厂的污泥溶液的含水率为93%以上。
优选的，步骤（b）中的酸化剂为稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、醋酸、柠檬酸中的一种或几种。
优选的，步骤（d）中的中和剂为氧化钙浑浊液、氢氧化钙浑浊液、碳酸钙浑浊液、氧化镁浑浊液、氢氧化镁浑浊液、碳酸镁浑浊液中的一种或几种。
优选的，步骤（b）中酸化剂与污泥溶液的质量比1.1~3.3:100。
优选的，步骤（b）中pH预设上限是5、pH预设下限是1。
优选的，步骤（d）中中和剂与污泥溶液的质量比0.6~1.8:100。
优选的，步骤（d）中pH预设下限是6、pH预设上限是8。
本发明的有益效果为：
1、本发明脱水效果好，经本发明方法及系统对污泥进行处理，污泥脱水后含水率下降20%~30%。
2、本发明为自动化操作，药剂成本低，系统体积小，处理时间短，可实现污水厂原位处理。
3、本发明虽然引入药剂，但是也会溶出污泥中的盐分，不增加脱水后污泥干重，或增加脱水后污泥干重不超过2%。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种自动化污泥脱水系统的示意图；
图2为本发明一种自动化污泥脱水系统的另一个示意图。
图中：1-进泥泵，2-一号反应罐，3-一号搅拌器，4-一号pH在线监测器，5-一号液位计，6-一号出料泵，7-酸化剂储罐，8-酸化剂加药泵，9-二号反应罐，10-二号搅拌器，11-二号pH在线监测器，12-二号液位计，13-二号出料泵，14-中和剂储罐，15-中和剂加药泵，16-缓冲池，17-缓冲泵，18-脱水装置，19-自动化模块控制系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
本发明采用的技术方案是：
一种自动化污泥脱水系统，包括：进泥泵1，与污水厂污泥储池相连接；一号反应罐2，与进泥泵1相连接，配有一号搅拌器3、一号pH在线监测器4、一号液位计5和一号出料泵6；酸化剂储罐7，出液管路上配有酸化剂加药泵8，酸化剂加药泵8与一号反应罐2相连接；二号反应罐9，与一号出料泵6相连接，配有二号搅拌器10、二号pH在线监测器11、二号液位计12和二号出料泵13；中和剂储罐14，出液管路上依次配有中和剂加药泵15，中和剂加药泵15与二号反应罐9相连接；缓冲池16，与二号出料泵13相连接，配有缓冲泵17；脱水装置18，与缓冲泵17相连接；自动化模块控制系统19。
优选的，自动化模块控制系统19包括：
第一控制模块，用于根据一号pH在线监测器4反馈的数据，控制酸化剂加药泵8的开启，以控制酸化剂储罐7中的溶液进入一号反应罐2中；
第二控制模块，用于根据二号pH在线监测器11反馈的数据，控制中和剂加药泵15的开启，以控制中和剂储罐14中的溶液进入二号反应罐9中；
第三控制模块，用于根据一号液位计5反馈的数据，控制进泥泵1的开启，以控制污水厂的污泥进入一号反应罐2中；
第四控制模块，用于根据二号液位计12反馈的数据，控制一号出料泵6的开启，以控制一号反应罐2中的溶液进入二号反应罐9中。
一种自动化污泥脱水方法，包括以下步骤：
（a）污水厂的污泥溶液泵入一号反应罐中，通过一号液位计控制进泥泵的开启，当一号反应罐的液位高于预设上限时，关闭进泥泵，当一号反应罐的液位低于预设下限时，开启进泥泵；
（b）向一号反应罐中泵入酸化剂并搅拌，通过一号pH在线监测器控制酸化剂加药泵的开启，当pH高于预设上限时，开启酸化剂加药泵，当pH低于预设下限时，关闭酸化剂加药泵；
（c）一号反应罐中的污泥溶液泵入二号反应罐中，通过二号液位计控制一号出料泵的开启，当二号反应罐的液位高于预设上限时，关闭一号出料泵，当二号反应罐的液位低于预设下限时，开启一号出料泵；
（d）向二号反应罐中泵入中和剂并搅拌，通过二号pH在线监测器控制中和剂加药泵的开启，当pH低于预设下限时，开启中和剂加药泵，当pH高于预设上限时，关闭中和剂加药泵；
（e）二号反应罐中的污泥溶液进入缓冲池，再进行脱水处理，得到干泥饼，脱出的水回到污水处理厂。
优选的，步骤（a）中污水厂的污泥溶液的含水率为93%以上。
优选的，步骤（b）中的酸化剂为稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、醋酸、柠檬酸中的一种或几种。
优选的，步骤（d）中的中和剂为氧化钙浑浊液、氢氧化钙浑浊液、碳酸钙浑浊液、氧化镁浑浊液、氢氧化镁浑浊液、碳酸镁浑浊液中的一种或几种。
优选的，步骤（b）中酸化剂与污泥溶液的质量比1.1~3.3:100。
优选的，步骤（b）中pH预设上限是5、pH预设下限是1。
优选的，步骤（d）中中和剂与污泥溶液的质量比0.6~1.8:100。
优选的，步骤（d）中pH预设下限是6、pH预设上限是8。
实施例1
开启进泥泵，污水厂的含水率为97.5%的污泥溶液泵入一号反应罐中，当液位达到预设上限时，关闭进泥泵，并开始向一号反应罐中泵入稀盐酸溶液，加药量为3.3ml/100ml，加药后污泥溶液pH为1，反应20min，反应结束后，将一号反应罐中的污泥溶液泵入二号反应罐中，一号反应罐液位下限为0，当一号反应罐中的污泥溶液排空时，再次开启进泥泵；当二号反应罐液位达到预设上限时，关闭一号出料泵，并开始向二号反应罐中泵入碳酸钙溶液，加药量为1.8ml/100ml，加药后污泥溶液pH为8，反应40min，反应结束后，将二号反应罐中的污泥溶液泵入缓冲罐中，二号反应罐液位下限为0，当二号反应罐中的污泥溶液排空时，再次开启一号出料泵；缓冲罐中的污泥溶液进行脱水处理，取脱水后的污泥，测定其含水率为59%。
实施例2
污水厂的含水率为98%的污泥溶液泵入一号反应罐中，当一号反应罐液位高于预设上限时，关闭进泥泵，当一号反应罐液位低于预设下限时，再次开启进泥泵；向一号反应罐中泵入稀硫酸溶液，加药量为1.1ml/100ml，一号反应罐pH设定上限为5、设定下限为4，污泥溶液在一号反应罐中的停留时间为15min；一号反应罐中的污泥泵入二号反应罐中，当二号反应罐液位高于预设上限时，关闭一号出料泵，当二号反应罐液位低于预设下限时，再次开启一号出料泵；向二号反应罐中泵入氧化钙溶液，加药量为0.6ml/100ml，二号反应罐pH设定上限为8、设定下限为7，污泥溶液在二号反应罐中的停留时间为20min，二号反应罐中的污泥溶液泵入缓冲罐中，缓冲罐中的污泥溶液进行脱水处理，取脱水后的污泥，测定其含水率为65%。
实施例3
污水厂的含水率为97%的污泥溶液泵入一号反应罐中，当一号反应罐液位高于预设上限时，关闭进泥泵，当一号反应罐液位低于预设下限时，再次开启进泥泵；向一号反应罐中泵入稀硫酸溶液，加药量为2ml/100ml，一号反应罐pH设定上限为3、设定下限为2，污泥溶液在一号反应罐中的停留时间为30min；一号反应罐中的污泥泵入二号反应罐中，当二号反应罐液位高于预设上限时，关闭一号出料泵，当二号反应罐液位低于预设下限时，再次开启一号出料泵；向二号反应罐中泵入氧化钙溶液，加药量为0.8ml/100ml，二号反应罐pH设定上限为7.5、设定下限为6.5，污泥溶液在二号反应罐中的停留时间为30min，二号反应罐中的污泥溶液泵入缓冲罐中，缓冲罐中的污泥溶液进行脱水处理，取脱水后的污泥，测定其含水率为62%。
Claims (10)
1.一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，包括：进泥泵（1），与污水厂污泥储池相连接；一号反应罐（2），与所述进泥泵（1）相连接，配有一号搅拌器（3）、一号pH在线监测器（4）、一号液位计（5）和一号出料泵（6）；酸化剂储罐（7），出液管路上配有酸化剂加药泵（8），所述酸化剂加药泵（8）与所述一号反应罐（2）相连接；二号反应罐（9），与所述一号出料泵（6）相连接，配有二号搅拌器（10）、二号pH在线监测器（11）、二号液位计（12）和二号出料泵（13）；中和剂储罐（14），出液管路上依次配有中和剂加药泵（15），所述中和剂加药泵（15）与所述二号反应罐（9）相连接；缓冲池（16），与所述二号出料泵（13）相连接，配有缓冲泵（17）；脱水装置（18），与所述缓冲泵（17）相连接；自动化模块控制系统（19）。
2.根据权利要求1所述的一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，所述自动化模块控制系统（19）包括：
第一控制模块，用于根据一号pH在线监测器（4）反馈的数据，控制所述酸化剂加药泵（8）的开启，以控制所述酸化剂储罐（7）中的溶液进入所述一号反应罐（2）中；
第二控制模块，用于根据二号pH在线监测器（11）反馈的数据，控制所述中和剂加药泵（15）的开启，以控制所述中和剂储罐（14）中的溶液进入所述二号反应罐（9）中；
第三控制模块，用于根据一号液位计（5）反馈的数据，控制所述进泥泵（1）的开启，以控制污水厂的污泥进入所述一号反应罐（2）中；
第四控制模块，用于根据二号液位计（12）反馈的数据，控制所述一号出料泵（6）的开启，以控制所述一号反应罐（2）中的溶液进入所述二号反应罐（9）中。
3.一种自动化污泥脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）污水厂的污泥溶液泵入一号反应罐中，通过一号液位计控制进泥泵的开启，当一号反应罐的液位高于预设上限时，关闭进泥泵，当一号反应罐的液位低于预设下限时，开启进泥泵；
（b）向一号反应罐中泵入酸化剂并搅拌，通过一号pH在线监测器控制酸化剂加药泵的开启，当pH高于预设上限时，开启酸化剂加药泵，当pH低于预设下限时，关闭酸化剂加药泵；
（c）一号反应罐中的污泥溶液泵入二号反应罐中，通过二号液位计控制一号出料泵的开启，当二号反应罐的液位高于预设上限时，关闭一号出料泵，当二号反应罐的液位低于预设下限时，开启一号出料泵；
（d）向二号反应罐中泵入中和剂并搅拌，通过二号pH在线监测器控制中和剂加药泵的开启，当pH低于预设下限时，开启中和剂加药泵，当pH高于预设上限时，关闭中和剂加药泵；
（e）二号反应罐中的污泥溶液进入缓冲池，再进行脱水处理，得到干泥饼，脱出的水回到污水处理厂。
4.根据权利要求3所述的一种自动化污泥脱水方法，其特征在于，所述步骤（a）中污水厂的污泥溶液的含水率为93%以上。
5.根据权利要求3所述的一种自动化污泥脱水方法，其特征在于，所述步骤（b）中的酸化剂为稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、醋酸、柠檬酸中的一种或几种。
6.根据权利要求3所述的一种自动化污泥脱水方法，其特征在于，所述步骤（d）中的中和剂为氧化钙浑浊液、氢氧化钙浑浊液、碳酸钙浑浊液、氧化镁浑浊液、氢氧化镁浑浊液、碳酸镁浑浊液中的一种或几种。
7.根据权利要求3所述的一种自动化污泥脱水方法，其特征在于，所述步骤（b）中酸化剂与污泥溶液的质量比1.1~3.3:100。
8.根据权利要求3所述的一种自动化污泥脱水方法，其特征在于，所述步骤（b）中pH预设上限是5、pH预设下限是1。
9.根据权利要求3所述的一种自动化污泥脱水方法，其特征在于，所述步骤（d）中中和剂与污泥溶液的质量比0.6~1.8:100。
10.根据权利要求3所述的一种自动化污泥脱水方法，其特征在于，所述步骤（d）中pH预设下限是6、pH预设上限是8。
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