CN109160707A - 一种提高污泥脱水效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1.在高效澄清池中沉降污泥；S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为55‑130g/kg；S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。本发明不但降低了泥饼含水率，大大减少了絮凝剂用量，而且使得离心脱水机操作简单，运行平稳，进而提高了污泥脱水效率。

Description

一种提高污泥脱水效率的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种提高污泥脱水效率的方法。
背景技术
在当前城市之中的自来水厂都承担着较重的责任，需要为城市居民提供高质量的生活用水，而在当前的水资源中许多都已经受到各种程度的污染，需要自来水厂采取一定的过滤消毒措施，才能够保证最终输送到广大居民出的水质达到应用的标准。但是自来水厂在对水资
源进行过滤和消毒的过程中也容易产生大量的废水，在这些废水之中含有大量的泥沙和废弃物，如果直接将这些废水排出，势必造成水资源的再次污染，同时也浪费较多的水资源。因此自来水厂需要对这些水资源进行有效的处理，污泥脱水系统在处理过程中发挥出了重大的
作用，有效的解决了这部分污水的排放问题。现有技术中的污泥脱水效率较低，脱水效果也有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种提高污泥脱水效率的方法，本发明不但降低了泥饼含水率，大大减少了絮凝剂用量，而且使得离心脱水机操作简单，运行平稳，进而提高了污泥脱水效率。
本发明的技术方案为：一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为55-130g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1200r/min-1800r/min，差速度为250-500r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为1:3-5。
本发明中，转鼓转速的调节通常通过变频器来实现。转速越大，离心力越大，有助于提高泥饼含固率。但转速过大会使污泥絮凝提被破坏，反而降低脱水效果；差速度直接影响排渣能力、泥饼干度和分离水质量，是离心机运行中重要的需要根据运行情况进行调整的参数之一。提高差速度有利于提高出泥能力，但沉渣脱水时间会缩短，脱水后泥饼含水率大，同时过大差速度会使螺旋对澄清区的扰动加大，分离水质量相对会差一些。将差速度降低会使得离心机之中的沉渣厚度增加，并使脱水的时间加长，此时脱水完成的沉渣含水量较少，可以获得较高质量的滤液。但是在这种模式之下应当时刻注意离心机的排渣量，防止排渣量不能及时排出而造成堵塞发生，使得后面的滤液含有大量的泥沙；在机械因素之中液环层厚度也是影响污泥脱水质量的重要因素，其主要是通过改变和调节液环层的厚度来影响离心机的有效沉降容积和干燥区长度，从而实现对污泥脱水质量的改变。通常情况下在对其进行调节的时候都需要在停机状态下完成，调整液位挡板的高低来实现对液环层厚度的调节，值得注意的是在调整过程中需要保证各个液位挡板处于相同的高度，如果不处于同一高度将会引起离心机出现较强烈的振动。本申请发明人通过大量的创造性试验，获得了离心过程中最佳的转鼓转速、差速度和液环层厚度与污泥层厚度之比，使得离心效果明显增加，离心分离出来的悬浮固体量（以污泥中悬浮固体含量计） 明显升高。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为110-150r/min，搅拌时间为10-25min。
经研究发现，影响污泥的脱水性能的因素主要是颗粒的大小、表面电荷水合的程度以及颗粒间的相互作用，其中污泥颗粒的大小是影响污泥脱水性能的最重要因素，而絮凝剂的使用能增大颗粒的大小，中和代电性，能使吸附水释放出来，从而达到污泥脱水的作用。现有技术中一般都是将絮凝剂加入到离心设备进行混合处理，但是往往这种絮凝剂加药点设计存在较大缺陷，絮凝剂加药点离离心脱水机进料口较近，絮凝剂和污泥没有经过充分的混合就直接进入离心脱水机，降低了絮凝剂和污泥的充分接触混合反应程度，造成离心脱水机运行效果差，运行效率低。本发明将污泥先放入污泥调理装置中，提高絮凝剂和污泥的混合反应时间，提高絮凝剂和污泥的混合强度，使絮凝剂与污泥充分反应。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 10-19、氯化铁 6-17、聚丙烯酰胺 14-28、甲壳素 23-35、酒石酸钾钠 13-22。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 12-15、氯化铁 9-14、聚丙烯酰胺 17-23、甲壳素 28-33、酒石酸钾钠 15-19。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 14、氯化铁 11、聚丙烯酰胺 20、甲壳素 31、酒石酸钾钠 16。
本发明的絮凝剂，采用的氧化钙是一种无机化合物，它的化学式是CaO，俗名生石灰。物理性质是表面白色粉末，不纯者为灰白色，含有杂质时呈淡黄色或灰色，具有吸湿性，与水反应可生成氢氧化钙，提高污泥粘度；氯化铁（ferric chloride），化学式FeCl3，是一种共价化合物。为黑棕色结晶，也有薄片状，熔点306℃、沸点315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。经氯化铁调理后，污泥比阻值明显降低，具有优异的调理效果；聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺（AM）单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型，聚丙烯酰胺可通过电性中和、吸附架桥以及分子间的网捕作用，使处理的污泥颗粒变得粗大，提高了污泥的脱水性能；甲壳素是一种天然生物多糖高分子材料，其基本结构与纤维素类似，在自然界存在丰富，主要是从虾壳、虾头里提取制备。因其重复的单元体中有乙酰基或氨基，所以其化学性质较为活泼，具有的生物官能性和相容性、安全性、微生物降解性等优良性能，并对污泥有很好的调理作用；酒石酸钾钠（seignette salt）又名罗氏盐、罗谢尔盐，是一种化合物，利用葡萄下脚料中所含的酒石与碳酸钠或氢氧化钠产生中和反应而制得C4O6H4KNa分D型和DL型两种， D型为无色透明结晶体。密度1.79g/cm3。熔点75℃。在热空气中有风化性，60℃失去部分结晶水，215℃失去全部结晶水。本发明的絮凝剂，通过酒石酸钾钠的作用，将氧化钙、氯化铁 、聚丙烯酰胺、甲壳素串联，形成无机-有机复合型高分子脱水絮凝剂，使得对于污泥的调理效果明显放大，作用显著。
本发明可完全实现全自动污泥干化，降低了人员工作强度；本发明不但降低了泥饼含水率，大大减少了絮凝剂用量，而且使得离心脱水机操作简单，运行平稳，进而提高了污泥脱水效率。本发明提供的絮凝剂高效率、无污染、价格低廉的高分子絮凝剂，在水处理方面以及污泥脱水方面发挥了巨大作用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。
实施例1
一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为85g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1500r/min，差速度为350r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为1:4。
本发明中，转鼓转速的调节通常通过变频器来实现。转速越大，离心力越大，有助于提高泥饼含固率。但转速过大会使污泥絮凝提被破坏，反而降低脱水效果；差速度直接影响排渣能力、泥饼干度和分离水质量，是离心机运行中重要的需要根据运行情况进行调整的参数之一。提高差速度有利于提高出泥能力，但沉渣脱水时间会缩短，脱水后泥饼含水率大，同时过大差速度会使螺旋对澄清区的扰动加大，分离水质量相对会差一些。将差速度降低会使得离心机之中的沉渣厚度增加，并使脱水的时间加长，此时脱水完成的沉渣含水量较少，可以获得较高质量的滤液。但是在这种模式之下应当时刻注意离心机的排渣量，防止排渣量不能及时排出而造成堵塞发生，使得后面的滤液含有大量的泥沙；在机械因素之中液环层厚度也是影响污泥脱水质量的重要因素，其主要是通过改变和调节液环层的厚度来影响离心机的有效沉降容积和干燥区长度，从而实现对污泥脱水质量的改变。通常情况下在对其进行调节的时候都需要在停机状态下完成，调整液位挡板的高低来实现对液环层厚度的调节，值得注意的是在调整过程中需要保证各个液位挡板处于相同的高度，如果不处于同一高度将会引起离心机出现较强烈的振动。本申请发明人通过大量的创造性试验，获得了离心过程中最佳的转鼓转速、差速度和液环层厚度与污泥层厚度之比，使得离心效果明显增加，离心分离出来的悬浮固体量（以污泥中悬浮固体含量计） 明显升高。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为130r/min，搅拌时间为15min。
经研究发现，影响污泥的脱水性能的因素主要是颗粒的大小、表面电荷水合的程度以及颗粒间的相互作用，其中污泥颗粒的大小是影响污泥脱水性能的最重要因素，而絮凝剂的使用能增大颗粒的大小，中和代电性，能使吸附水释放出来，从而达到污泥脱水的作用。现有技术中一般都是将絮凝剂加入到离心设备进行混合处理，但是往往这种絮凝剂加药点设计存在较大缺陷，絮凝剂加药点离离心脱水机进料口较近，絮凝剂和污泥没有经过充分的混合就直接进入离心脱水机，降低了絮凝剂和污泥的充分接触混合反应程度，造成离心脱水机运行效果差，运行效率低。本发明将污泥先放入污泥调理装置中，提高絮凝剂和污泥的混合反应时间，提高絮凝剂和污泥的混合强度，使絮凝剂与污泥充分反应。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 14、氯化铁 11、聚丙烯酰胺 20、甲壳素 31、酒石酸钾钠 16。
本发明的絮凝剂，采用的氧化钙是一种无机化合物，它的化学式是CaO，俗名生石灰。物理性质是表面白色粉末，不纯者为灰白色，含有杂质时呈淡黄色或灰色，具有吸湿性，与水反应可生成氢氧化钙，提高污泥粘度；氯化铁（ferric chloride），化学式FeCl3，是一种共价化合物。为黑棕色结晶，也有薄片状，熔点306℃、沸点315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解。经氯化铁调理后，污泥比阻值明显降低，具有优异的调理效果；聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺（AM）单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型，聚丙烯酰胺可通过电性中和、吸附架桥以及分子间的网捕作用，使处理的污泥颗粒变得粗大，提高了污泥的脱水性能；甲壳素是一种天然生物多糖高分子材料，其基本结构与纤维素类似，在自然界存在丰富，主要是从虾壳、虾头里提取制备。因其重复的单元体中有乙酰基或氨基，所以其化学性质较为活泼，具有的生物官能性和相容性、安全性、微生物降解性等优良性能，并对污泥有很好的调理作用；酒石酸钾钠（seignette salt）又名罗氏盐、罗谢尔盐，是一种化合物，利用葡萄下脚料中所含的酒石与碳酸钠或氢氧化钠产生中和反应而制得C4O6H4KNa分D型和DL型两种， D型为无色透明结晶体。密度1.79g/cm3。熔点75℃。在热空气中有风化性，60℃失去部分结晶水，215℃失去全部结晶水。本发明的絮凝剂，通过酒石酸钾钠的作用，将氧化钙、氯化铁 、聚丙烯酰胺、甲壳素串联，形成无机-有机复合型高分子脱水絮凝剂，使得对于污泥的调理效果明显放大，作用显著。
实施例2
一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为55g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1200r/min，差速度为250r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为1:3。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为110r/min，搅拌时间为10min。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 12、氯化铁 9、聚丙烯酰胺 17、甲壳素 28、酒石酸钾钠 15。
实施例3
一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为130g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1800r/min，差速度为500r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为1: 5。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为150r/min，搅拌时间为25min。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 15、氯化铁 14、聚丙烯酰胺 23、甲壳素 33、酒石酸钾钠 19。
实施例4
一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为90g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1600r/min，差速度为400r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为2:9。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为120r/min，搅拌时间为18min。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 10、氯化铁 6、聚丙烯酰胺 14、甲壳素 23、酒石酸钾钠 13。
实施例5
一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为110g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1700r/min，差速度为320r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为2:7。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为135r/min，搅拌时间为20min。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 19、氯化铁 17、聚丙烯酰胺 28、甲壳素 35、酒石酸钾钠 22。
对比例1
一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为85g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1500r/min，差速度为350r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为1:4。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为130r/min，搅拌时间为15min。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 14、氯化铁 11、聚丙烯酰胺 20、甲壳素 31。
对比例2
一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为85g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1500r/min，差速度为350r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为1:4。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为130r/min，搅拌时间为15min。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氯化铁 11、聚丙烯酰胺 20、甲壳素 31、酒石酸钾钠 16。
对比例3
一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为85g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
进一步的，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1500r/min，差速度为350r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为1:4。
进一步的，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
进一步的，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为130r/min，搅拌时间为15min。
进一步的，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 14、氯化铁 11、聚丙烯酰胺 20、酒石酸钾钠 16。
实验例
通过现有检测技术，测试实施例1-5、对比例1-3经过离心分离出来的上清液的悬浮固体量。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。

Claims (7)

1.一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.在高效澄清池中沉降污泥；
S2.将沉降的污泥送入污泥缓冲池中进一步缓冲沉降；
S3.将步骤S2的污泥送入污泥提升装置中预处理；
S4.将经过预处理的污泥送入污泥调理装置中，向污泥调理装置添加絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为55-130g/kg；
S5.将经过调理的污泥加入离心装置中，完成脱水。
2.根据权利要求1所述的一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，步骤S5中，所述离心装置的转鼓转速为1200r/min-1800r/min，差速度为250-500r/min，液环层厚度与污泥层厚度之比为1:3-5。
3.根据权利要求1所述的一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，步骤S3中，所述污泥提升装置为利用重力进行脱水的装置。
4.根据权利要求1所述的一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，步骤S4中，污泥调理装置的搅拌速度为110-150r/min，搅拌时间为10-25min。
5.根据权利要求1所述的一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 10-19、氯化铁 6-17、聚丙烯酰胺 14-28、甲壳素 23-35、酒石酸钾钠 13-22。
6.根据权利要求5所述的一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 12-15、氯化铁 9-14、聚丙烯酰胺 17-23、甲壳素 28-33、酒石酸钾钠 15-19。
7.根据权利要求6所述的一种提高污泥脱水效率的方法，其特征在于，所述絮凝剂包含以下重量份数的组分：氧化钙 14、氯化铁 11、聚丙烯酰胺 20、甲壳素 31、酒石酸钾钠 16。
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