CN109264963B - 一种便携式污泥脱水处理小试实验箱及小试实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥脱水技术领域，具体涉及一种便携式污泥脱水处理小试实验箱及小试实验方法，包括下箱盒和上箱盖，所述下箱盒和上箱盖之间为可拆式连接，所述下箱盒与上箱盖上均设有多个安装位和多个容纳槽，所述下箱盒的多个安装位上分别安装有小型压滤装置、工具箱、含水率测定仪和取样器，所述下箱盒的多个容纳槽上分别放置有烧杯、生料带、滤纸、移液枪、台秤和药剂瓶；所述上箱盖的多个安装位上分别安装有CST仪和气管，所述上箱盖的多个容纳槽上分别放置有洗瓶和活动把手。本发明采用集成式的设计，将污泥脱水前期的小试实验所用的仪器、装置及材料均集成在便携设备箱中，避免了仪器分散不便携带的问题。

Description

一种便携式污泥脱水处理小试实验箱及小试实验方法

技术领域

本发明涉及污泥脱水技术领域，具体涉及一种便携式污泥脱水处理小试实验箱及小试实验方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，各国对污水治理的日益重视和城市污水处理厂不断新建，污泥的产量不断地增长，污泥的快速有效处理已经刻不容缓。污泥具有含水率高、含有大量病原体和微生物等有害生物、重金属及有机物含量高等特点，若在排放前不经处理，则会对环境造成二次污染。通常情况下，污泥处理所需污费用高达整个水治理厂建设和运行费用的50％～60％，因此，污泥的处理面临着巨大的挑战。污泥的处理原则是实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化，其中，污泥减量化无疑是污泥后续处理的关键及污泥处置的重点。污泥减量化可有两种途径，一是减少污泥中有机物的含量，二是降低污泥的含水率。无论从技术还是资金方面来说，第二个途径较第一个途径简单易行，容易实现。污泥脱水的目的是除去污泥中大量的水分，从而缩小其体积，减轻其重量，以利于污泥的运输和进一步处理。有研究显示，如果将污泥含水率从99.3％左右降到60％～80％，其体积可降至原体积的1/10～1/15，大大地减少了污泥外运的费用及进一步处理时产生的渗滤液量。时至今日，虽然污泥脱水理论和技术都取得了较大发展，但污泥脱水仍然是污水治理工程所面临的一大技术性难题。

目前国内采用较多的处理措施是投加絮凝剂加板框机相结合的方式实现械脱水。但由于污泥性质不稳定等因素，需要根据现场污泥实际情况(污泥含水率、污泥有机组份特征、沉降性能、粒度)，确定药剂投加量以及调理搅拌时间等，但此期间不可以直接在生产上实验，那样会产生很大的浪费，因此需要做现场小试实验，调理好后测定泥饼含水率是否满足要求在60％-70％之间。如果满足相对应的要求，则按照实验的药剂投加量，以及调理搅拌的时间情况，以比例1：1进行生产试验。实际地，现有污水处理厂现场小实验存在的问题有仪器分散携带不便，远距离邮寄污泥样品到指定地方检测时无法保证泥样的泥质未发生改变，当现场仪器无法满足检测要求时需要实地购买辅助实验材料，浪费时间等问题。

中国发明专利(CN102980834A)公开了一种测定污泥脱水特性的试验装置，其特征在于：所述的试验装置由支架(1)、调速电机(2)、滤液护罩(3)、离心杯(4)、滤袋(5)、密封帽罩(8)、计量管(12)、摄像装置(13)、盛液器(14)、导轨(15)、称量装置(16)、底座(17)和计算机(18)构成。本发明的一种测定污泥脱水特性的试验装置，采用离心杯脱水的方式，密封帽罩上的进气孔能保证空气的顺畅进入离心杯，保证离心效果，克服了真空抽滤漏气及真空度不稳定等缺点；离心杯密封帽罩通过锁紧扣紧锁，试验操作简单快捷；调速电机的转速可调，从而使得离心杯的分离因数可调，保证实验装置能测定不同分离因数作用下污泥的脱水特性；滤液护罩上的排风口能够及时排除由于离心杯高速旋转产生的空气，软管与盛液器内壁紧贴，保证软管中滤液能平和的流入盛液器，保证盛液器中滤液的稳定，由此可见本发明并不能解决现有污泥脱水实验所面临的上述问题。

中国实用新型专利(CN206396039U)公开了污泥微波深度脱水实验装置，解决了降低污泥含水量及有机质的问题，其技术方案要点是：包括储泥盒和防微波辐射的箱体，储泥盒设置在箱体内，箱体前侧内壁和后侧内壁均沿左右水平方向设置有一条导轨，储泥盒前侧外壁和后侧外壁上转动设有沿导轨滚动的滚轮，储泥盒右侧外表面设有手柄，储泥盒顶部设置有盒盖，储泥盒内设置有搅拌机构；箱体顶部下表面中部设置有上微波发生器，箱体的前侧和后侧分别设置有一个侧微波发生器，本实用新型的微波和高级氧化剂协同作用于污泥，可大大降低污泥含水率及有机质，同时解决了胞内水难脱除的问题。可知该实用新型主要是微波和高级氧化剂的手段处理机械脱水后的污泥，适用于污泥深度脱水。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可根据现场污泥情况，做出快速高效的准确判断并快速灵活调整药剂配比以达到经济高效合理的污泥脱水效果的可操作性强的污泥脱水处理小试实验箱及小试实验方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，本发明公开了一种便携式污泥脱水处理小试实验箱，包括下箱盒和上箱盖，所述下箱盒和上箱盖之间为可拆式连接，所述下箱盒与上箱盖上均设有多个安装位和多个容纳槽，所述下箱盒的多个安装位上分别安装有小型压滤装置、工具箱、含水率测定仪和取样器，所述下箱盒的多个容纳槽上分别放置有烧杯、生料带、滤纸、移液枪、台秤和药剂瓶；所述上箱盖的多个安装位上分别安装有CST仪和气管，所述上箱盖的多个容纳槽上分别放置有洗瓶和活动把手，所述小型压滤装置和含水率测定仪分别安装在下箱盒的左右两侧，所述小型压滤装置包括上端盖、中心柱体和下端盖，所述上端盖与中心柱体通过螺栓连接，所述下端盖与中心柱体也通过螺栓连接，所述上端盖上设有进气口和泄气阀、所述中心柱体内装有可往复运动的压滤塞，所述下端盖中部设有漏液装置，所述漏液装置上安装有过滤筛板，所述漏液装置外端接有漏液管，所述漏液管另一端连接有漏液储存器，所述工具箱安装在下箱盒的后侧中部，所述取样器安装在下箱盒的中间处，所述CST仪安装在上箱盖的前侧左部，所述气管安装在上箱盖的后侧。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述烧杯对应的容纳槽设在取样器和小型压滤装置之间，所述生料带对应的容纳槽和滤纸对应的容纳槽均设在小型压滤装置和工具箱之间，所述台秤对应的容纳槽和所述移液枪对应的容纳槽均设在下箱盒前侧，所述药剂瓶对应的容纳槽也设在取样器和小型压滤装置之间，所述活动把手对应的容纳槽设在上箱盖的后侧左部，所述洗瓶对应的容纳槽设在上箱盖的前侧。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述上端盖与中心柱体之间设有橡胶圈，所述下端盖与中心柱体之间也设有橡胶圈。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述下箱盒与上箱盖之间通过塑料插扣和插扣带连接。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述下箱盒上设置的与所述药剂瓶对应的容纳槽有4个。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述小型压滤装置和含水率测定仪分别安装在下箱盒两侧边沿的安装位上。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述工具箱中设有PH计。

为使上述小试实验箱取得最佳的实验效果，本发明还公开了一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，包括以下步骤，S1,利用取样器取污水处理池中原泥1L；S2,用CST仪测定原泥透水性并用PH计测定原泥PH值；S3,通过量筒取200mL原泥到烧杯中；S4,根据步骤S2中测得的CST值用移液枪投加相应药剂并用玻璃棒搅拌，搅拌3-5min后停止搅拌并观察絮体状态；S5,将步骤S4调理好的污泥由烧杯倒入小型压滤装置中并将装置封装完成；S6,以0.6-0.8MPa的压榨压力压榨30-40min，压榨完毕打开装置的泄气阀；S7,取出步骤S6中压榨的泥饼感受厚度和硬度，通过含水率测定仪获取泥饼含水率并通过PH计测定滤液PH值；S8，分析步骤S7中各个方案实验数据，综合得出最佳的药剂投加方案。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述步骤S5中还包括在小型压滤装置底部连接漏液管并将漏液管接入漏液储存器的步骤。

本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，所述步骤S5中还包括在放入污泥前将圆形滤纸放入小型压滤装置底部的步骤。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明采用集成式的设计，将污泥脱水前期的小试实验所用的仪器、装置及材料均集成在便携设备箱中，避免了仪器分散不便携带的问题。

(2)本发明全器材集成的小试实验箱可直接现场调试试验，解决了异地转移检测可能带来的污泥变性的问题，不但提高了检测的准确度，也极大节省了测试人员的时间和精力。

(3)本发明的小试实验箱内设有的小型压滤装置，结构简单且拆卸方便，可在外部气源的作用下快速完成设定参数的压滤过程。

(4)本发明小型压滤装置利用气压对污泥进行短时高压压缩，可迅速达到污泥深度脱水效果，在获得泥饼的同时也获得了高纯度的滤液，提高了产物的检测效率。

(5)本发明小型压滤装置的结构简单且法兰式的端盖结构拆装和清洗均十分方便，为对使用多种不同药剂调理的污泥进行压滤提供了可靠的保证。

附图说明

图1是本发明下箱盒1的结构示意图；

图2是本发明上箱盖12的结构示意图；

图3是本发明小型压滤装置2的结构示意图；

图4是图3的内部结构示意图；

图5是本发明过滤筛板26的结构示意图；

图6本发明小试实验过程原理示意图。

1-下箱盒，2-小型压滤装置，21-上端盖，211-进气口，212-泄气阀，22-中心柱体，221-压滤塞，23-下端盖，231-漏液装置，232-漏液管，24-漏液储存器，25-橡胶圈，26-过滤筛板，3-烧杯，4-生料带，5-滤纸，6-工具箱，7-含水率测定仪，8-取样器，9-移液枪，10-台秤，11-药剂瓶，12-上箱盖，13-CST仪，14-气管，15-洗瓶，16-活动把手。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明公开了一种便携式污泥脱水处理小试实验箱，包括下箱盒1和上箱盖12，所述下箱盒1和上箱盖12之间为可拆式连接，所述下箱盒1与上箱盖12上均设有多个安装位和多个容纳槽，所述下箱盒1的多个安装位上分别安装有小型压滤装置2、工具箱6、含水率测定仪7和取样器8，所述下箱盒1的多个容纳槽上分别放置有烧杯3、生料带4、滤纸5、移液枪9、台秤10和药剂瓶11；所述上箱盖12的多个安装位上分别安装有CST仪13和气管14，所述上箱盖12的多个容纳槽上分别放置有洗瓶15和活动把手16。

如图3-5所示，所述小型压滤装置2包括上端盖21、中心柱体22和下端盖23，所述上端盖21与中心柱体22通过螺栓连接，所属下端盖23与中心柱体22也通过螺栓连接，所述上端盖21上设有进气口211和泄气阀212、所述中心柱体22内装有可往复运动的压滤塞221，所述下端盖23中部设有漏液装置231，所述漏液装置231上安装有过滤筛板26，所述漏液装置231外端接有漏液管232，所述漏液管232另一端连接有漏液储存器24。所述上端盖21与中心柱体22之间设有橡胶圈25，所述下端盖23与中心柱体22之间也设有橡胶圈25，所述小型压滤装置2和含水率测定仪7分别安装在下箱盒1的左右两侧，所述工具箱6安装在下箱盒1的后侧中部，所述取样器8安装在下箱盒1的中间处，所述烧杯3对应的容纳槽设在取样器8和小型压滤装置2之间，所述生料带4对应的容纳槽和滤纸5对应的容纳槽均设在小型压滤装置2和工具箱6之间，所述台秤10对应的容纳槽和所述移液枪9对应的容纳槽均设在下箱盒1前侧，所述药剂瓶11对应的容纳槽也设在取样器8和小型压滤装置2之间；所述CST仪13安装在上箱盖12的前侧左部，所述气管14安装在上箱盖12的后侧，所述活动把手16对应的容纳槽设在上箱盖12的后侧左部，所述洗瓶15对应的容纳槽设在上箱盖12的前侧，所述下箱盒1与上箱盖12之间通过塑料插扣和插扣带连接，所述下箱盒1上设置的与所述药剂瓶11对应的容纳槽有4个，所述小型压滤装置2和含水率测定仪7分别安装在下箱盒1两侧边沿的安装位上，所述工具箱6中设有PH计。

如图6所示，为使上述小试实验箱取得最佳的实验效果，本发明还公开了一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，包括以下步骤，S1,利用取样器8取污水处理池中原泥1L；S2,用CST仪13测定原泥透水性并用PH计测定原泥PH值；S3,通过量筒取200mL原泥到烧杯3中；S4,根据步骤S2中测得的CST值用移液枪9投加相应药剂并用玻璃棒搅拌，搅拌3-5min后停止搅拌并观察絮体状态；S5,将步骤S4调理好的污泥由烧杯3倒入小型压滤装置2中并将装置封装完成；S6,以0.6-0.8MPa的压榨压力压榨30-40min，压榨完毕打开装置的泄气阀212；S7,取出步骤S6中压榨的泥饼感受厚度和硬度，通过含水率测定仪7获取泥饼含水率并通过PH计测定滤液PH值；S8，分析步骤S7中各个方案实验数据，综合得出最佳的药剂投加方案。

另外，为了获取小型压滤装置2经过压滤后得到的滤液，所述步骤S5中还包括在小型压滤装置2底部连接漏液管232并将漏液管232接入漏液储存器24的步骤。并且，为了避免得到的滤液中混入较多的杂质，所述步骤S5中还包括在放入污泥前将圆形滤纸5放入小型压滤装置2底部的步骤，通过圆形滤纸5的过滤作用，使得最终得到的漏液储存器24中的滤液的纯度更高，保证了测得的PH值的准确性。

所述的CST仪13为毛细吸水时间测试仪，它可用于多个领域：在城市污泥脱水预处理中，通过CST测定污泥脱水的难易程度，进而确定PAM的选型及投量，实现PAM的优化投加；由于污泥的过滤性和状态影响着几乎所有不同类型的脱水设备的输出量，这些设备包括：干化床，压带机，真空过滤器，压滤机和离心分离机等，通过CST的快速和可靠的测量来指导上述设备的运行，能起到积极的作用；CST值直观地反映脱稳情况进而确定絮凝剂的絮凝性能，以利用筛选絮凝剂及其浓度。

在实际的实验过程中，可按照实验要求连接好各个设备，利用取样器8从污泥调理池取未调理原污泥1L或者从浓缩机末端取原污泥1L，用量筒量取200ml原泥，倒入烧杯3中，用PH计测量原泥PH值，目的是预测污泥的泥质和泥性的稳定程度，用CST仪13测量原泥的透水性，目的是预测药剂投加量以及投加方式，用含水率测定仪7测量原泥含水率，目的是确定药剂形态是以固态药剂投加还是以液态药剂投加。取同一批次污泥，药剂投加量呈现梯度进行投加，先投加HQZK-DS-1复合药剂，搅拌并使之反应充分，再投加HQZK-DS-5药剂或者HQZK-DS-2或者HQZK-DS-6，搅拌并使之充分反应，静置观察絮体状态，成块状时，效果较好，接通外部空气压缩机电源，并接通所述气管14，将调理好的污泥倒入小型压滤装置2中，将法兰盘连接固定好，压榨压力调节到0.6-0.8MPa，将小型压滤装置2底部连接软管，插入滤液收集装置(200ml)，启动空气压缩机，逐渐慢慢打开开关旋钮，使气量逐渐变大，压榨时间为30-40min，压榨完毕关闭空压机电源，打开小型压滤装置2的泄气阀212，测定滤液PH值。另外这里需要补充说明，正常情况下滤液有两个去处：1、进入污水处理厂前端循环处理；2、独立水处理系统一般进入厌氧氨氧化系统，厌氧氨氧化系统中的菌种对PH比较敏感。测定小型压滤装置2压缩后泥饼含水率，一般取泥饼4.5g左右进行测定，正常含水率在60％以下，当原泥含水率在95％左右时，确定HQZK-DS-1+HQZK-DS-5或HQZK-DS-1+HQZK-DS-2或者HQZK-DS-1+HQZK-DS-2+HQZK-DS-5或者HQZK-DS-1+HQZK-DS-2+HQZK-DS-5+HQZK-DS-6投加量分别为几毫升时效果最好，泥饼含水量最低，之后缩短污泥压榨时间至10min，压榨压力0.6-0.8MPa时，泥饼含水在65％左右，滤液基本维持中性。

通过大量小试实验证明，复合药剂配合使用，多种投加量均能够将泥饼含水控制在60-63％左右，充分肯定了复合药剂的稳定性与适用性，复合调理药剂调理方式相比传统石灰加氯化铁调理方式具有十分显著的优越性。HQZK系列泥饼还能够为水泥厂节省维护成本，产生更少的废渣，可以节省大量的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，其特征在于：包括一种便携式污泥脱水处理小试实验箱，所述便携式污泥脱水处理小试实验箱包括下箱盒和上箱盖，所述下箱盒和上箱盖之间为可拆式连接，所述下箱盒与上箱盖上均设有多个安装位和多个容纳槽，其特征在于：所述下箱盒的多个安装位上分别安装有小型压滤装置、工具箱、含水率测定仪和取样器，所述下箱盒的多个容纳槽上分别放置有烧杯、生料带、滤纸、移液枪、台秤和药剂瓶；所述上箱盖的多个安装位上分别安装有CST仪和气管，所述上箱盖的多个容纳槽上分别放置有洗瓶和活动把手，所述小型压滤装置和含水率测定仪分别安装在下箱盒的左右两侧，所述小型压滤装置包括上端盖、中心柱体和下端盖，所述上端盖与中心柱体通过螺栓连接，所述下端盖与中心柱体也通过螺栓连接，所述上端盖上设有进气口和泄气阀、所述中心柱体内装有可往复运动的压滤塞，所述下端盖中部设有漏液装置，所述漏液装置上安装有过滤筛板，所述漏液装置外端接有漏液管，所述漏液管另一端连接有漏液储存器，所述工具箱安装在下箱盒的后侧中部，所述取样器安装在下箱盒的中间处，所述CST仪安装在上箱盖的前侧左部，所述气管安装在上箱盖的后侧；

所述工具箱中设有PH计；

还包括以下步骤，S1,利用取样器取污水处理池中原泥1L；S2,用CST仪测定原泥透水性并用PH计测定原泥PH值；S3,通过量筒取200mL原泥到烧杯中；S4,根据步骤S2中测得的CST值用移液枪投加相应药剂并用玻璃棒搅拌，搅拌3-5min后停止搅拌并观察絮体状态；S5,将步骤S4调理好的污泥由烧杯倒入小型压滤装置中并将装置封装完成；S6,以0.6-0.8MPa的压榨压力压榨30-40min，压榨完毕打开装置的泄气阀；S7,取出步骤S6中压榨的泥饼感受厚度和硬度，通过含水率测定仪获取泥饼含水率并通过PH计测定滤液PH值；S8，分析步骤S7中各个方案实验数据，综合得出最佳的药剂投加方案；

步骤S4中添加的药剂为两种药剂混合而成的混合药剂，投放药剂时，先定量投放一种药剂，然后投放另一种药剂，投放另一种药剂时，呈梯度投放；

所述步骤S5中还包括在放入污泥前将圆形滤纸放入小型压滤装置底部的步骤。

2.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，其特征在于：所述烧杯对应的容纳槽设在取样器和小型压滤装置之间，所述生料带对应的容纳槽和滤纸对应的容纳槽均设在小型压滤装置和工具箱之间，所述台秤对应的容纳槽和所述移液枪对应的容纳槽均设在下箱盒前侧，所述药剂瓶对应的容纳槽也设在取样器和小型压滤装置之间，所述活动把手对应的容纳槽设在上箱盖的后侧左部，所述洗瓶对应的容纳槽设在上箱盖的前侧。

3.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，其特征在于：所述上端盖与中心柱体之间设有橡胶圈，所述下端盖与中心柱体之间也设有橡胶圈。

4.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，其特征在于：所述下箱盒与上箱盖之间通过塑料插扣和插扣带连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，其特征在于：所述下箱盒上设置的与所述药剂瓶对应的容纳槽有4个。

6.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，其特征在于：所述小型压滤装置和含水率测定仪分别安装在下箱盒两侧边沿的安装位上。

7.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，其特征在于：所述工具箱中设有PH计。

8.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水处理的小试实验方法，其特征在于：所述步骤S5中还包括在小型压滤装置底部连接漏液管并将漏液管接入漏液储存器的步骤。