CN109020106A - 一种新型污泥废水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种新型污泥废水处理系统及方法，处理系统包括给料装置、给药装置、处理装置和过滤装置，给料装置包括依次相连通的储料槽、给料槽、高压罐，给料槽内设有消泡装置，给药装置包括药剂搅拌槽；处理装置包括依次连通的臭氧机、处理槽和臭氧破坏器，过滤装置包括沉降槽、过滤机和清水池；处理方法如下：药剂输入给料槽中，污泥废水依次经储料槽、给料槽给入处理槽中，开启臭氧机和消泡装置，物料经臭氧处理1~2h后将系统中污泥废水转移至沉降槽进行沉淀，经沉降槽沉淀后输送至过滤装置，脱去水后，将干泥转至堆场，清水转至清水池；本发明旨在处理污泥废水，解决现有技术处理污泥废水过程处理效率低、成本高、流程复杂、维护检修工作量大等问题。

Description

一种新型污泥废水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体的说是一种新型污泥废水处理系统及方法。

背景技术

污水处理厂污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，其中含有大量的有机物、重金属及致病菌和病原菌等，不加处理任意排放会对环境造成严重的污染。如制浆造纸过程产生的废水，含有大量的纤维素、半纤维素、细小纤维等易被微生物利用的有机组分，这些物质是废水COD、BOD的主要贡献者之一，废污泥是制浆造纸生产过程中产生的固体残渣，数量庞大且种类繁多，目前，造纸工业产生的大量污泥被废弃或者焚烧，不仅造成了资源浪费，也对环境带来了严重污染；沼气工程在运行过程中产生大量污泥，该污泥中含有大量的有机物、致病菌和病原菌，同时含有丰富的氮磷钾等农作物生长不可缺少的肥料成分，其中还有一部分有机质，它是一种能改良土壤功能的优质肥料，为了保证沼气工程的正常运行和处理效果，会定期或不定期地对沼气工程在运行过程中产生的污泥进行清掏，清楚多余的污泥，为了防止对环境造成二次污染，需要进行妥善处理；

无论是污水处理厂污泥、制浆造纸污泥还是沼气工程产生的污泥都需要经过再处理才可排放和利用，但当前技术条件下，上述污泥很难浓缩，脱水和处理技术难度大，在处理工程中也会有很高的资金投入，排入环境会造成环境污染，并且也伴随着资源的浪费。目前采用的污泥处理方法是将污水处理厂产生的剩余污泥经沉淀后进入污水脱水间进行脱水，脱水后的污泥送至污泥焚烧厂进行污泥稳定化处理，经过干化、焚烧后污泥中的有机物去除率及病菌死亡率均达到100%，含水率降为0%，达到了无害排放要求。在这个污泥处理过程中不仅要建设专门的污泥焚烧厂，而且污水处理厂附近要建设全封闭的污泥暂存棚，同时污水处理厂还要配备专用的密封污泥运输车，这样将大大提高污水处理的成本，加重污水处理厂及市政建设的负担。而随着污水处理厂建设的不断开展，污泥处理量也将随着增大，必将会造成污泥焚烧厂污泥处理量明显低于污水处理厂污泥产生量的情况，因此，开发新的污泥处理方式是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题的不足，本发明提出一种新型污泥废水处理系统及方法，旨在处理污泥废水，使之能够堆存和利用，解决现有技术处理污泥废水过程中设备自动化水平低、处理效率、高成本、流程复杂、维护检修工作量大等问题。

本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：一种新型污泥废水处理系统，包括给料装置、给药装置、处理装置和过滤装置，所述给料装置包括依次相连通的储料槽、给料槽、高压罐，所述给料槽内设有消泡装置，所述给药装置包括与所述给料槽的进口端连通的药剂搅拌槽；

所述处理装置包括依次连通的臭氧机、处理槽和臭氧破坏器，所述臭氧机上设有出氧口Ⅰ和出氧口Ⅱ，所述出氧口Ⅰ与所述给料槽的出口端连通，所述出氧口Ⅱ与所述处理槽的进口端连通，所述高压罐的出口端与所述处理槽的进口端连接；所述给料槽上设有循环入口，所述处理槽上设有循环出口，所述循环入口和所述循环出口之间设有溢流管；所述处理槽内设有微纳米气泡发生器，所述臭氧破坏器设置在所述处理槽的出口端；

所述过滤装置包括沉降槽、过滤机和清水池，所述沉降槽的进口端与所述处理槽的出口端连接，所述沉降槽的出口端与所述过滤机的进口端连接，所述过滤机的出口端与所述清水池连接。

进一步的，所述废水处理系统中设有用于控制所述给料装置、处理装置、给药装置和过滤装置运行的自控系统。

进一步的，所述废水处理系统中设有加强所述给料装置、处理装置、给药装置和过滤装置内空气流通的通风装置，所述通风装置包括风机和排风口。

进一步的，所述储料槽和所述给料槽之间设有进料泵，所述给料槽和所述高压罐之间设有给料泵，所述药剂搅拌槽和所述给料槽之间设有给药泵，所述处理槽与所述沉降槽之间设有出料泵。

进一步的，所述进料泵、给料泵、给药泵和出料泵为渣浆泵。

进一步的，所述消泡装置为机械消泡器。

进一步的，所述过滤机为板框压滤机或盘式压滤机中的一种。

一种新型污泥废水处理系统的方法，包括以下步骤：

（1）污泥废水从储料槽经进料泵输送至给料槽中，并在给料槽中停留1~5min，药剂在药剂搅拌槽中混匀，并通过给药泵将药剂输入给料槽中；

（2）污泥废水通过给料泵、高压罐给入处理槽中，待污泥废水充满整个处理槽后，经溢流管自流至给料槽中，使整个系统达到循环平衡；

（3）系统达到循环平衡后，开启臭氧机和消泡装置，调节臭氧浓度，使一部分臭氧在给料泵入口端给入系统，另一部分臭氧通过微纳米气泡发生器给入系统，用于去除物料中COD、BOD、杀灭致病菌、病原菌等；

（4）物料经过臭氧处理的时间为1~2h，完成反应后将系统中污泥废水转移至沉降槽进行沉淀，多余的臭氧进入臭氧破坏器，经过破坏后排放至空气中；

（5）经沉降槽沉淀后的物料输送至过滤装置，脱去水后，将干泥转至堆场，清水转至清水池。

进一步的，所述药剂包括无机药剂或生物菌种中的任一种或组合物。

本发明的有益效果是：

本发明提供的是一种新型污泥废水处理系统及方法，处理系统包括给料装置、给药装置、处理装置和过滤装置，结构流程简单，设备运行效率高，占地面积小，可通过根据处理物料的不同特性，调节合适的处理工艺，从而达到稳定高效的目的，处理成本低，自动化水平高，检修方便，降低了工人操作水平要求；

其中通过给药装置可添加所需的化学试剂或生物菌种，添加的药剂为FeCl₃、NaOH、石灰、碳酸钠、漂白粉、次氯酸钠等无机药剂，起到混凝作用，将水中的胶体微粒子相互粘结和聚集在一起，去除水中悬浮物、分子量较大色素、COD等，或者添加如COD降解菌等生物菌种，用于降低物料中的COD、BOD、重金属等，调节物料的酸碱性；

其次通过微纳米气泡发生器与臭氧机结合，产生大量微米和纳米级的臭氧气泡，使微纳米气泡发生器产生的臭氧微纳米气泡能够在污泥废水中迅速缩小和破灭，形成大量具有超强氧化能力的羟基自由基，与废水中的有机污染物进行氧化反应，最终将污染物氧化分解为H₂O和CO₂，使废水得到有效处理，而且不产生二次污染；微纳米气泡是指气泡发生时直径在10微米左右到数百纳米之间的气泡，这种气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性，如比表面积大、上升速度慢、自身增压溶解、气体溶解率高、、传质性能强的特性，臭氧在水中的传质系数为加压溶气的1.5倍以上，与水中COD污染物反应更彻底，COD去除效率更高。

附图说明

图1是污泥废水处理系统的工作流程图；

图2是污泥废水处理系统的结构示意图；

附图标记：1、储料槽，2、给料槽，201、循环入口，3、高压罐，4、消泡装置，5、药剂搅拌槽，6、臭氧机，601、出氧口Ⅰ，602、出氧口Ⅱ，7、处理槽，701、循环出口，8、臭氧破坏器，9、溢流管，10、微纳米气泡发生器，11、沉降槽，12、过滤机，13、清水池，14、进料泵，15、给料泵，16、给药泵，17、出料泵。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。

具体实施方式：

一种新型污泥废水处理系统，包括给料装置、给药装置、处理装置和过滤装置，给料装置用于所述给料装置包括依次相连通的储料槽1、给料槽2、高压罐3，所述给料槽2内设有消泡装置4，所述给药装置包括与所述给料槽2的进口端连通的药剂搅拌槽5；

所述处理装置包括依次连通的臭氧机6、处理槽7和臭氧破坏器8，所述臭氧机6上设有出氧口Ⅰ601和出氧口Ⅱ602，所述出氧口Ⅰ601与所述给料槽2的出口端连通，所述出氧口Ⅱ602与所述处理槽7的进口端连通，所述高压罐3的出口端与所述处理槽7的进口端连接；所述给料槽2上设有循环入口201，所述处理槽7上设有循环出口701，所述循环入口201和所述循环出口701之间设有溢流管9；所述处理槽7内设有微纳米气泡发生器10，所述臭氧破坏器8设置在所述处理槽7的出口端；

所述过滤装置包括沉降槽11、过滤机12和清水池13，所述沉降槽11的进口端与所述处理槽7的出口端连接，所述沉降槽11的出口端与所述过滤机12的进口端连接，所述过滤机12的出口端与所述清水池13连接。

进一步的，所述废水处理系统中设有用于控制所述给料装置、处理装置、给药装置和过滤装置运行的自控系统。

进一步的，所述废水处理系统中设有加强所述给料装置、处理装置、给药装置和过滤装置内空气流通的通风装置，所述通风装置包括风机和排风口。

进一步的，所述储料槽1和所述给料槽2之间设有进料泵14，所述给料槽2和所述高压罐3之间设有给料泵15，所述药剂搅拌槽5和所述给料槽2之间设有给药泵16，所述处理槽7与所述沉降槽11之间设有出料泵17。

进一步的，所述进料泵14、给料泵15、给药泵16和出料泵17为渣浆泵。

进一步的，所述消泡装置4为机械消泡器。

进一步的，所述过滤机12为板框压滤机或盘式压滤机中的一种。

一种新型污泥废水处理系统的方法，包括以下步骤：

（1）污泥废水从储料槽经进料泵输送至给料槽中，并在给料槽中停留1~5min，药剂在药剂搅拌槽中混匀，并通过给药泵将药剂输入给料槽中，所述药剂包括无机药剂或生物菌种中的任一种或组合物，如FeCl₃、NaOH、石灰、碳酸钠、漂白粉、次氯酸钠等无机药剂，起到混凝作用，将水中的胶体微粒子相互粘结和聚集在一起，去除水中悬浮物、分子量较大色素、COD等，或者添加如COD降解菌等生物菌种，用于降低物料中的COD、BOD、重金属等，调节物料的酸碱性；或COD降解菌等等生物菌种；

（2）污泥废水通过给料泵、高压罐给入处理槽中，待污泥废水充满整个处理槽后，经溢流管自流至给料槽中，使整个系统达到循环平衡；

（3）系统达到循环平衡后，开启臭氧机和消泡装置，调节臭氧浓度，使一部分臭氧在给料泵入口端给入系统，另一部分臭氧通过微纳米气泡发生器给入系统，通过微纳米气泡发生器与臭氧机结合，产生大量微米和纳米级的臭氧气泡，使微纳米气泡发生器产生的臭氧微纳米气泡能够在污泥废水中迅速缩小和破灭，形成大量具有超强氧化能力的羟基自由基，与废水中的有机污染物进行氧化反应，最终将污染物氧化分解为H₂O和CO₂，使废水得到有效处理，而且不产生二次污染；同时微纳米气泡是指气泡发生时直径在10微米左右到数百纳米之间的气泡，这种气泡是介于微米气泡和纳米气泡之间，具有常规气泡所不具备的物理与化学特性，如比表面积大、上升速度慢、自身增压溶解、气体溶解率高、、传质性能强的特性，臭氧在水中的传质系数为加压溶气的1.5倍以上，与水中COD污染物反应更彻底，COD去除效率更高；

（4）物料经过臭氧处理的时间为1~2h，完成反应后将系统中污泥废水转移至沉降槽进行沉淀，多余的臭氧进入臭氧破坏器，经过破坏后排放至空气中，不会对空气造成二次污染；

（5）经沉降槽沉淀后的物料输送至过滤装置，脱去水后，将干泥转至堆场，清水转至清水池，清水池中的水可用于调节系统物料浓度，供生产回用；

（7）系统运行为间断给料，通过自控系统控制5物料的给入和关停。

实施例1

以河南某地污泥为试样，在进行处理前测得的参数如下（SS指固体悬浮物浓度，BOD指生化需氧量，COD为化学需氧量）：

将上述污泥废水送入本发明的处理系统，向给药装置中以250g/m³的量添加无机药剂FeCl₃，再经过系统处理1~1.5h后，测定污泥废水的参数如下：

实施例2

以河南新密沼液样为试样，在进行处理前测得的参数如下（SS指固体悬浮物浓度，BOD指生化需氧量，COD为化学需氧量）：

将上述污泥废水送入本发明的处理系统，向给药装置中以250g/m³的量添加无机药剂FeCl₃，再经过系统处理1~1.5h后，测定污泥废水的参数如下：

综上，本发明提供的是一种新型污泥废水处理系统及方法，处理系统包括给料装置、给药装置、处理装置和过滤装置，结构流程简单，设备运行效率高，占地面积小，可通过根据处理物料的不同特性，调节合适的处理工艺，从而达到稳定高效的目的，处理成本低，自动化水平高，检修方便，降低了工人操作水平要求。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了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)

1.一种新型污泥废水处理系统，其特征在于，包括给料装置、给药装置、处理装置和过滤装置，所述给料装置包括依次相连通的储料槽（1）、给料槽（2）、高压罐（3），所述给料槽（2）内设有消泡装置（4），所述给药装置包括与所述给料槽（2）的进口端连通的药剂搅拌槽（5）；

所述处理装置包括依次连通的臭氧机（6）、处理槽（7）和臭氧破坏器（8），所述臭氧机（6）上设有出氧口Ⅰ（601）和出氧口Ⅱ（602），所述出氧口Ⅰ（601）与所述给料槽（2）的出口端连通，所述出氧口Ⅱ（602）与所述处理槽（7）的进口端连通，所述高压罐（3）的出口端与所述处理槽（7）的进口端连接；所述给料槽（2）上设有循环入口（201），所述处理槽（7）上设有循环出口（701），所述循环入口（201）和所述循环出口（701）之间设有溢流管（9）；所述处理槽（7）内设有微纳米气泡发生器（10），所述臭氧破坏器（8）设置在所述处理槽（7）的出口端；

所述过滤装置包括沉降槽（11）、过滤机（12）和清水池（13），所述沉降槽（11）的进口端与所述处理槽（7）的出口端连接，所述沉降槽（11）的出口端与所述过滤机（12）的进口端连接，所述过滤机（12）的出口端与所述清水池（13）连接。

2.如权利要求1所述的一种新型污泥废水处理系统，其特征在于，所述废水处理系统中设有用于控制所述给料装置、处理装置、给药装置和过滤装置运行的自控系统。

3.如权利要求1所述的一种新型污泥废水处理系统，其特征在于，所述废水处理系统中设有加强所述给料装置、处理装置、给药装置和过滤装置内空气流通的通风装置，所述通风装置包括风机和排风口。

4.如权利要求1所述的一种新型污泥废水处理系统，其特征在于，所述储料槽（1）和所述给料槽（2）之间设有进料泵（14），所述给料槽（2）和所述高压罐（3）之间设有给料泵（15），所述药剂搅拌槽（5）和所述给料槽（2）之间设有给药泵（16），所述处理槽（7）与所述沉降槽（11）之间设有出料泵（17）。

5.如权利要求4所述的一种新型污泥废水处理系统，其特征在于，所述进料泵（14）、给料泵（15）、给药泵（16）和出料泵（17）为渣浆泵。

6.如权利要求1所述的一种新型污泥废水处理系统，其特征在于，所述消泡装置（4）为机械消泡器。

7.如权利要求1所述的一种新型污泥废水处理系统，其特征在于，所述过滤机（12）为板框压滤机或盘式压滤机中的一种。

8.如权利要求1所述的一种新型污泥废水处理系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）污泥废水从储料槽经进料泵输送至给料槽中，并在给料槽中停留1~5min，药剂在药剂搅拌槽中混匀，并通过给药泵将药剂输入给料槽中；

（2）污泥废水通过给料泵、高压罐给入处理槽中，待污泥废水充满整个处理槽后，经溢流管自流至给料槽中，使整个系统达到循环平衡；

（3）系统达到循环平衡后，开启臭氧机和消泡装置，调节臭氧浓度，使一部分臭氧在给料泵入口端给入系统，另一部分臭氧通过微纳米气泡发生器给入系统，用于去除物料中COD、BOD、杀灭致病菌、病原菌等；

（4）物料经过臭氧处理的时间为1~2h，完成反应后将系统中污泥废水转移至沉降槽进行沉淀，多余的臭氧进入臭氧破坏器，经过破坏后排放至空气中；

（5）经沉降槽沉淀后的物料输送至过滤装置，脱去水后，将干泥转至堆场，清水转至清水池。

9.如权利要求8所述的一种新型污泥废水处理系统的方法，其特征在于，所述药剂包括无机药剂或生物菌种中的任一种或组合物。