CN110183087A - 一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，涉及污泥处理技术领域，为解决目前市面上的污泥治理方法脱水性能低、污泥脱水量低，且处理装置较多并分散，工艺复杂，使用成本高的问题。(1)取污水处理厂泥仓剩余污泥，污泥含水率为70％～80％。(2)进行快速冻融处理。将污泥装入W型料框中，通过电葫芦将料框浸泡在冷冻液中，冷冻温度在‑25℃～‑35℃左右，冷冻时间为1～1.5h。完全冻住后，经电葫芦运至化冻池脱膜处理，解冻温度在35～45℃左右，解冻时间为15～30min，脱膜成功后出料。(3)污泥解冻后，运至深度脱水一体化设备。首先压滤阶段压力为0.8～1.6Mpa，压滤时间15min。进入压榨脱水阶段，压榨压力1.8Mpa，压榨时间10min。经板框压滤机深度脱水后，得到含水率约为40％的泥饼。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，具体为一种污泥冻融和深度脱水方法，
背景技术
随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快，每天产生的污水也越来越多，相应的污水处理厂污泥产量也越来越大，但我国目前污水处理厂所采用的这些污泥处理工艺或方法大多只能将污水处理厂的污泥含水率降至80％左右，含水率高、体量大，而且不利于后期资源化利用。
目前国内的主流的污泥处置工艺有填埋、焚烧、消化，无论采用哪种处置方式，污泥脱水都是有效减少污泥体积的关键步骤之一。明确影响污泥脱水的关键因素，寻找改善污泥脱水性能方法，提高脱水效率，对于控制污泥处理成本、推进节能减排、实现城市的可持续发展，具有重要的意义。
污泥脱水难主要在于：①污水处理厂为分理出污泥添加的聚丙烯酰胺的保水性能；②污泥中极细颗粒强吸附水能力，使得渗透系数降低；③有机物中的吸附水和结合水。
其中，有机物作为活性污泥的主要成分之一，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质等，一般含量为50～70％，这些有机物聚集成附着于细胞表面以生物膜或絮体的形式呈现的不溶性有机物，称为胞外聚合物(简称EPS)。EPS包括荚膜、粘液层及其他表面物质，其有机物部分主要由多糖、蛋白质、核酸和腐殖酸组成，其中多糖和蛋白质约占EPS总量的70～80％。EPS的存在对污泥脱水性能带来了不良影响，因此，脱落或水解活性污泥中的EPS，释放出原本由EPS结合的水分，是提高活性污泥脱水性能关键。
目前我国污泥深度脱水技术基本是对污泥化学调理改性后机械脱水。此技术适用于有机质含量比较低的污泥，由于要添加大量的石灰，因此无法再进行土地利用，减量也打折扣，热值也极低，只适用于掺少量污泥进行烧制水泥、制砖等，如周边没有建材利用条件，则只能进行填埋处置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，以解决上述背景技术中提出的目前市面上的污泥治理方法脱水性能低、污泥脱水量低，且处理装置较多并分散，工艺复杂，使用成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，包括以下步骤：
步骤1：取污水处理厂泥仓剩余污泥，污泥含水率为70％～80％；
步骤2：将污泥运至一体化冻融设备，进行快速冻融设备，设备在夜间用电低峰阶段，2台机组同时开机8小时，正常运行的同时给蓄冷箱的蓄冷液(醇类物质)持续蓄冷，蓄冷剂由液态相变为固态，储存能量；等高峰用电时停掉两台制冷机组，蓄冷箱内置盘管式蒸发器，蓄冷剂放热，由固态相变为液态，蓄冷剂通过相变对冷冻液做功，降低冷冻液温度；
步骤3：将污泥装入W型料框中，通过电葫芦将料框浸泡在冷冻液中，冷冻温度在-25℃～-35℃左右，冷冻时间为1～1.5h，冷冻过程中，冷冻液依靠蓄冷箱内置盘管式蒸发器进行冷量交换；
步骤4：污泥完全冻住后，经电葫芦运至化冻池脱膜处理，通过制冷机组散热器转化热量，完成水(循环)的制热，化冻降温后的水回流对机组冷却降温，热量循环，有效帮助污泥在料框中脱膜，易卸料，解冻温度在35～45℃左右，解冻时间为15～30min，脱膜成功后出料；
步骤5：污泥解冻后，运至深度脱水一体化设备，首先压滤阶段压力为0.8～1.6Mpa，压滤时间15min，再进入压榨脱水阶段，压榨压力1.8Mpa，压榨时间10min，经板框压滤机深度脱水后，得到含水率约为40％的泥饼。
优选的，所述步骤2中所述的一体化冻融设备包括蓄热箱、蓄冷箱、制冷系统、控制系统、保温系统、行吊系统、倒料架、化冻池及冷冻池及组成。
优选的，所述步骤2中污泥快速冻融设备在夜间用电低峰阶段，2台机组同时开机8小时，正常运行的同时给蓄冷箱的冷冻液持续蓄冷，将冷冻温度达到-35℃，蓄冷剂由液态相变为固态储存能量；等高峰用电时停掉两台制冷机组，蓄冷箱内置盘管式蒸发器，蓄冷箱与冷冻箱之间的冷冻液冷量循环。
优选的，所述步骤2中制冷系统包括压缩机、蓄冷池、冷冻池、冷冻液、蓄冷液、循环水泵和蓄冷换热器。污泥料框浸入冷冻液中，冷冻液在管道中循环，蓄冷剂放热，由固态相变为液态，对冷冻液做功。使冷冻液保持在-25℃～-35℃，冷冻时间1～1.5小时，达到液体冷冻的效果。
优选的，所述步骤3中污泥料框为W型，便于液体流通，保障冷量充分利用。
优选的，所述步骤4中制热系统包括压缩机，蓄热池，化冻池，循环水泵，水，蓄热换热器。通过制冷机组散热器转化热量，完成水循环的制热。化冻降温后的水回流对机组冷却降温，杂质过滤，有效帮助污泥在料框中脱膜，易卸料。化冻箱水温在35～45℃左右，化冻脱膜时间为15～30min。
优选的，所述步骤3和步骤4中污泥速冻系统冷冻运行时间60～90min，化冻运行时间15～30min，总共运行时间120min。
优选的，所述步骤5中压滤装置为板框压滤机，在板框压滤机内机械脱水，所述的深度脱水一体化设备分为压滤阶段和压榨脱水阶段。首先压滤阶段压力为0.8～1.6Mpa，压滤时间15min。再进入压榨脱水阶段，压榨压力1.8Mpa，压榨时间10min。经板框压滤机深度脱水后，泥饼含水率约为40％。深度脱水装置运行时间25min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明为一体化设备，运行采用封闭处理，无臭气溢出，不污染环境。
(2)污泥冻融调理为物理过程，对比化学调理添加大量的石灰，冻融调理不改变污泥本身的性质，后续资源化处置方式多样化，可以土地利用、建材利用或者填埋。
(3)冻融调理后的污泥，对比化学调理，机械脱水效率高(进料时间15min，压滤时间10min)，脱水泥饼的含水率更低(泥饼含水率40％左右)，且减容不增量。
(4)错峰用电，通过蓄冷剂相变供冷，机组散热器转化热量制热，总共运行时间不超过150min，能耗低，效率高，耗时短，大幅度节约用电成本。
(5)污泥冻融调理及深度脱水工艺操作简便，自动化程度高，利于后续大规模生产应用。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的快速冻融设备的立体图。
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，
请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种污泥冻融和深度脱水方法，包括以下步骤：
步骤1：取污水处理厂泥仓剩余污泥，污泥含水率为70％～80％；
步骤2：将污泥运至一体化冻融设备，进行快速冻融设备，设备在夜间用电低峰阶段，2台机组同时开机8小时，正常运行的同时给蓄冷箱的蓄冷液(醇类物质)持续蓄冷，蓄冷剂由液态相变为固态，储存能量；等高峰用电时停掉两台制冷机组，蓄冷箱内置盘管式蒸发器，蓄冷剂放热，由固态相变为液态，蓄冷剂通过相变对冷冻液做功，降低冷冻液温度；
步骤3：将污泥装入W型料框中，通过电葫芦将料框浸泡在冷冻液中，冷冻温度在-25℃～-35℃左右，冷冻时间为1～1.5h，冷冻过程中，冷冻液依靠蓄冷箱内置盘管式蒸发器进行冷量交换；
步骤4：污泥完全冻住后，经电葫芦运至化冻池脱膜处理，通过制冷机组散热器转化热量，完成水(循环)的制热，化冻降温后的水回流对机组冷却降温，热量循环，有效帮助污泥在料框中脱膜，易卸料，解冻温度在35～45℃左右，解冻时间为15～30min，脱膜成功后出料；
步骤5：污泥解冻后，运至深度脱水一体化设备，首先压滤阶段压力为0.8～1.6Mpa，压滤时间15min，再进入压榨脱水阶段，压榨压力1.8Mpa，压榨时间10min，经板框压滤机深度脱水后，得到含水率约为40％的泥饼。
进一步，步骤2中的一体化冻融设备包括蓄热箱、蓄冷箱、制冷系统、控制系统、保温系统、行吊系统、倒料架、化冻池及冷冻池及组成。
进一步，步骤2中污泥快速冻融设备在夜间用电低峰阶段，2台机组同时开机8小时，正常运行的同时给蓄冷箱的冷冻液持续蓄冷，将冷冻温度达到-35℃，蓄冷剂由液态相变为固态储存能量；等高峰用电时停掉两台制冷机组，蓄冷箱内置盘管式蒸发器，蓄冷箱与冷冻箱之间的冷冻液冷量循环。
进一步，步骤2中制冷系统包括压缩机、蓄冷池、冷冻池、冷冻液、蓄冷液、循环水泵和蓄冷换热器。污泥料框浸入冷冻液中，冷冻液在管道中循环，蓄冷剂放热，由固态相变为液态，对冷冻液做功。使冷冻液保持在-25℃～-35℃，冷冻时间1～1.5小时，达到液体冷冻的效果。
进一步，步骤3中污泥料框为W型，便于液体流通，保障冷量充分利用。
进一步，步骤4中制热系统包括压缩机，蓄热池，化冻池，循环水泵，水，蓄热换热器。通过制冷机组散热器转化热量，完成水循环的制热。化冻降温后的水回流对机组冷却降温，杂质过滤，有效帮助污泥在料框中脱膜，易卸料。化冻箱水温在35～45℃左右，化冻脱膜时间为15～30min。
进一步，步骤3和步骤4中污泥速冻系统冷冻运行时间60～90min，化冻运行时间15～30min，总共运行时间120min。
进一步，步骤5中压滤装置为板框压滤机，在板框压滤机内机械脱水，的深度脱水一体化设备分为压滤阶段和压榨脱水阶段。首先压滤阶段压力为0.8～1.6Mpa，压滤时间15min。再进入压榨脱水阶段，压榨压力1.8Mpa，压榨时间10min。经板框压滤机深度脱水后，泥饼含水率约为40％。深度脱水装置运行时间25min。
固定底座的上方设置有卸料区，卸料区位于解冻区的一侧，速冻区位于解冻区的另一侧，卸料区位于速冻区的另一侧，卸料区、解冻区、速冻区和卸料区的上方设置有吊装支架，卸料区、解冻区、速冻区和卸料区的一侧设置有蓄冷箱、压缩机组和融冻水置换区，蓄冷箱位于压缩机组的一侧，融冻水置换区位于压缩机组另一侧。
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，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：取污水处理厂泥仓剩余污泥，污泥含水率为70％～80％；
步骤2：将污泥运至一体化冻融设备，进行快速冻融设备，设备在夜间用电低峰阶段，2台机组同时开机8小时，正常运行的同时给蓄冷箱的蓄冷液(醇类物质)持续蓄冷，蓄冷剂由液态相变为固态，储存能量；等高峰用电时停掉两台制冷机组，蓄冷箱内置盘管式蒸发器，蓄冷剂放热，由固态相变为液态，蓄冷剂通过相变对冷冻液做功，降低冷冻液温度；
步骤3：将污泥装入W型料框中，通过电葫芦将料框浸泡在冷冻液中，冷冻温度在-25℃～-35℃左右，冷冻时间为1～1.5h，冷冻过程中，冷冻液依靠蓄冷箱内置盘管式蒸发器进行冷量交换；
步骤4：污泥完全冻住后，经电葫芦运至化冻池脱膜处理，通过制冷机组散热器转化热量，完成水(循环)的制热，化冻降温后的水回流对机组冷却降温，热量循环，有效帮助污泥在料框中脱膜，易卸料，解冻温度在35～45℃左右，解冻时间为15～30min，脱膜成功后出料；
步骤5：污泥解冻后，运至深度脱水一体化设备，首先压滤阶段压力为0.8～1.6Mpa，压滤时间15min，再进入压榨脱水阶段，压榨压力1.8Mpa，压榨时间10min，经板框压滤机深度脱水后，得到含水率约为40％的泥饼。
2.根据权利要求1所述的一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，其特征在于，所述步骤2中所述的一体化冻融设备包括蓄热箱、蓄冷箱、制冷系统、控制系统、保温系统、行吊系统、倒料架、化冻池及冷冻池及组成。
3.根据权利要求1所述的一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，其特征在于，所述步骤2中污泥快速冻融设备在夜间用电低峰阶段，2台机组同时开机8小时，正常运行的同时给蓄冷箱的冷冻液持续蓄冷，将冷冻温度达到-35℃，蓄冷剂由液态相变为固态储存能量；等高峰用电时停掉两台制冷机组，蓄冷箱内置盘管式蒸发器，蓄冷箱与冷冻箱之间的冷冻液冷量循环。
4.根据权利要求1所述的一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，其特征在于，所述步骤2中制冷系统包括压缩机、蓄冷池、冷冻池、冷冻液、蓄冷液、循环水泵和蓄冷换热器,污泥料框浸入冷冻液中，冷冻液在管道中循环，蓄冷剂放热，由固态相变为液态，对冷冻液做功,使冷冻液保持在-25℃～-35℃，冷冻时间1～1.5小时，达到液体冷冻的效果。
5.根据权利要求1所述的一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，其特征在于，所述步骤3中污泥料框为W型，便于液体流通，保障冷量充分利用。
6.根据权利要求1所述的一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，其特征在于，所述步骤4中制热系统包括压缩机，蓄热池，化冻池，循环水泵，水，蓄热换热器；通过制冷机组散热器转化热量，完成水循环的制热,化冻降温后的水回流对机组冷却降温，杂质过滤，有效帮助污泥在料框中脱膜，易卸料,化冻箱水温在35～45℃左右，化冻脱膜时间为15～30min。
7.根据权利要求1所述的一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4中污泥速冻系统冷冻运行时间60～90min，化冻运行时间15～30min，总共运行时间120min。
8.根据权利要求1所述的一种污泥冻融循环调理及深度脱水的方法，其特征在于，所述步骤5中压滤装置为板框压滤机，在板框压滤机内机械脱水，所述的深度脱水一体化设备分为压滤阶段和压榨脱水阶段,首先压滤阶段压力为0.8～1.6Mpa，压滤时间15min,再进入压榨脱水阶段，压榨压力1.8Mpa，压榨时间10min,经板框压滤机深度脱水后，泥饼含水率约为40％,深度脱水装置运行时间25min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 415, Yanluo Anxin building, Shanmen community, Yanluo street, Bao'an District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: China Power Jianshui Environmental Technology Co.,Ltd. Address before: 430074 No. 426 High-tech Avenue, Donghu New Technology Development Zone, Wuhan City, Hubei Province, No. 01, 8th floor, Block A, Huaxin Headquarters Base Applicant before: WUHAN BEAUTIFUL ORIENTAL ENVIRONMENTAL PROTECTION Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190830 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |