CN110255849A - 用于乳化污泥的固液分离系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污泥处理技术领域，提供了一种用于乳化污泥的固液分离系统及方法，其中，用于乳化污泥的固液分离系统包括浆化调质装置、输送装置和压力挤压装置，浆化调质装置用于将乳化污泥转化为浆化态污泥，输送装置用于向压力挤压装置输送浆化态污泥；压力挤压装置包括挤压容器、挤压缸、挤压滤板、挤压容器驱动缸、第一机架，挤压容器、挤压滤板与第一机架形成封闭腔体，浆化态污泥进入封闭腔体内，挤压缸驱动挤压滤板移动并向封闭腔体内的浆化态污泥施加挤压力。本发明用于乳化污泥的固液分离系统及方法，通过浆化处理与压力挤压配合，实现乳化污泥的固液分离，同时保证乳滴的乳化膜破除，还实现了机械式破乳，无需再次进行化学破乳。

Description

用于乳化污泥的固液分离系统及方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，特别是涉及用于乳化污泥的固液分离系统及方法。

背景技术

乳化污泥是一种在冶金、石油化工和煤化工等多个行业生产过程中产生，并且长期堆放的污泥，大部分存在于污泥池和污泥储罐中，乳化污泥成分复杂，水、聚合物和细颗粒深度乳化，物料粘稠。经过长时间堆放，污泥明显乳化。

根据文献与现场调研成果，乳化污泥除含有大量的沙土和水之外，还含有许多其它成分，其组成极为复杂，并且不同地区的乳化污泥情况差别较大。乳化污泥中杂质种类多样，主要成分有污泥、渣土、絮状物、胶质、机械杂质等，乳化污泥含有许多黑色不规则状颗粒、多级嵌套式乳化颗粒及絮状物，乳化颗粒的膜较厚；并且乳化污泥中金属硫化物和胶质含量比普通污泥的含量要高很多，絮状体的存在主要是金属硫化物胶态颗粒在堆放中沉积和富集造成的。

无论是在污泥减量化工艺还是污泥脱水干化工艺都需要固液分离技术，固液分离是否彻底直接影响最终的处理是否达标。

经过多年的技术开发，由于乳化污泥的物料粘稠，细粒多，使用离心法很难使乳化污泥脱水分离，液中含固率和固中含液率都很高，影响分离提取工艺的效果，处理效率很低。现有技术中，乳化污泥不能得到有效处理，成本高、效果差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的乳化污泥不能得到有效处理，处理成本高、效果差的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于乳化污泥的固液分离系统，包括浆化调质装置、输送装置和压力挤压装置，

所述输送装置连接所述浆化调质装置和所述压力挤压装置，所述浆化调质装置用于将所述乳化污泥转化为浆化态污泥，所述输送装置用于向所述压力挤压装置输送所述浆化态污泥，

所述压力挤压装置包括挤压容器、挤压缸、挤压滤板、挤压容器驱动缸、第一机架，所述挤压容器驱动缸连接所述挤压容器，所述挤压缸连接所述挤压滤板，所述挤压容器驱动缸驱动所述挤压容器向所述第一机架移动且所述挤压容器与所述第一机架形成封闭腔体，所述浆化态污泥进入所述封闭腔体内，所述挤压缸驱动所述挤压滤板在所述挤压容器内移动并向所述封闭腔体内的所述浆化态污泥施加挤压力。

在一些实施方式中，所述挤压滤板向所述浆化态污泥施加2-10MPa的挤压力。

在一些实施方式中，所述挤压滤板包括过滤板和滤布，所述过滤板连接所述挤压缸，所述滤布连接于所述过滤板，所述滤布上形成有微孔结构。

在一些实施方式中，挤压过程，所述挤压滤板密封于所述挤压容器内。

在一些实施方式中，所述浆化调质装置包括浆化容器和搅拌器，所述搅拌器的搅拌端伸入所述浆化容器内，所述浆化容器上设有药剂添加口。

在一些实施方式中，所述压力挤压装置上连接有至少两台所述浆化调质装置，所述输送装置包括输送管路、送料泵和流量计，所述输送管路连接所述浆化调质装置和所述压力挤压装置，所述送料泵和所述流量计连接于所述输送管路。

在一些实施方式中，所述压力挤压装置上连接有集液器，所述第一机架上设有第一出液口，所述挤压滤板上设有第二出液口，所述第一出液口与所述第二出液口均连接所述集液器。

在一些实施方式中，所述压力挤压装置的排料位置设有输送机，所述输送机延伸到固料收集器。

在一些实施方式中，还包括控制器，所述控制器、所述浆化调质装置、所述输送装置和所述压力挤压装置为橇装式结构。

本发明还提供一种用于乳化污泥的固液分离方法，采用上述的用于乳化污泥的固液分离系统，包括，

浆化过程，在乳化污泥物料中加入助滤药剂和水，助虑药剂的质量百分比为0.2-1％，搅拌形成浆化态污泥，浆化态污泥的含固率在5-20％之间；

固液分离过程，2-10MPa的挤压力作用于所述浆化态污泥设定时间，分离出固态料和液态料，所述固态料的含水率小于等于50％，所述液态料的乳化膜破除。

在一些实施方式中，所述固液分离过程进一步包括：所述固态料与所述液态料通过微孔结构分离。

在一些实施方式中，所述固液分离过程中，所述浆化态污泥的挤压力设为8～10MPa，挤压时间设为5～10min。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

乳化污泥在浆化调质装置与压力挤压装置内进行浆化和挤压，以分离形成固态料和液态料，实现乳化污泥的固液分离，同时，在分离出液态料的同时，液态料中乳滴的乳化膜经过压力挤压而破碎，实现了机械破乳，无需再进行化学破乳，减少乳化污泥中化学组分的添加，节省工序。污泥进料、固液分离、固料和液体出料等过程无需人工操作，实现全自动流程。

压力挤压装置向浆化态污泥施加的挤压力为2-10MPa，使固态料中的含水率降低至50％，脱水效果好。

附图说明

图1为本发明用于乳化污泥的固液分离系统的结构示意图；

图中，1、浆化调质装置；2、送料泵；3、流量计；4、压力挤压装置；5、固料收集器；6、集液器；7、挤压缸；8、第一机架；9、挤压滤板；10、挤压容器；11、挤压容器驱动缸；12、输送机；13、第二机架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供一种用于乳化污泥的固液分离系统，结合图1所示，包括浆化调质装置1、输送装置和压力挤压装置4，浆化调质装置1用于将乳化污泥转化为浆化态污泥，输送装置用于输送浆化态污泥，压力挤压装置4用于挤压分离浆化态污泥以实现固液分离。输送装置连接浆化调质装置1和压力挤压装置4，输送装置将浆化调质装置1内的浆化态污泥输送到压力挤压装置4。

压力挤压装置4包括挤压容器10、挤压缸7、挤压滤板9、挤压容器驱动缸11、第一机架8，挤压缸7连接挤压滤板9，挤压容器驱动缸11连接挤压容器10，挤压容器驱动缸11驱动挤压容器10靠近或远离第一机架8，当挤压容器10移动到抵接第一机架8时，挤压容器10、挤压滤板9与第一机架8之间形成封闭腔体，浆化态污泥通过第一机架8上的进料口进入封闭腔体内，挤压缸7连接挤压滤板9并驱动挤压滤板9向浆化态污泥施加挤压力，使浆化态污泥中的固态料和液态料分离，实现固液分离。

挤压容器10可相对于第一机架8移动，在进行进料或挤压时，挤压容器10、挤压滤板9与第一机架8形成封闭结构；在挤压完成时，挤压容器10相对于第一机架8移动，挤压后的固态料脱离挤压容器10，再驱动挤压滤板9远离此固态料，固态料自动进入下一工序。

挤压缸7驱动挤压滤板9的往复运动的方向与挤压容器10往复运动的方向相同，运动方向可根据实际需要调节，优选为水平向运动。

其中，挤压容器10为两端开口结构，挤压容器10的一个开口端朝向第一机架8，挤压容器驱动缸11连接于挤压容器10并用于驱动挤压容器10移动，挤压滤板9用于封闭挤压容器10的另一个开口端且挤压滤板9在挤压容器10内往复移动。

并且，挤压缸7向挤压容器10内的乳化污泥施加2-10MPa的挤压力，挤压缸7在挤压浆化态污泥时，同时破坏液态料中的乳化膜破除，同时实现液态料的机械式破乳化，无需再次进行化学破乳，节省工序，减少化学成分的添加，有助于缩减后续处理工序。

浆化调质装置1与压力挤压装置4配合，通过浆化与压力挤压配合，实现对乳化物料的固液分离，分离得到的固态料的含水率低于50％，分离效果好；同时将液态料中的乳化膜破碎，实现机械式物理破乳，简化了液态料的分离过程。因此，该固液分离系统不但可提高乳化污泥处理的固液分离效率，也可简化处理工序。

进一步的，挤压滤板9上均包括过滤板和滤布，过滤板连接挤压缸7，滤布连接于过滤板，过滤板不仅起到支撑滤布的作用，还能够进行初过滤，过滤板与滤布配合形成两级过滤，并且滤布上形成有微孔结构，液态料中的乳滴在通过微孔结构时受挤压力作用而达到破乳的目的。

其中，滤布上微孔结构的尺寸可以根据乳化污泥中的液态料中的组分调节，保证液态料中的乳滴能够通过即可。并且，滤布的材料优选为亲水型材料，利于破乳后小水滴聚结成大水滴，实现污泥的破乳分离。优选的，微孔结构的尺寸范围在45μm-55μm之间。

挤压滤板9密封于挤压容器10内，在挤压缸7的驱动下往复运动，挤压滤板9运动过程不会影响挤压容器10的封闭状态，保证其内浆化态污泥的稳定压缩，防止物料外溢。

其中，挤压容器驱动缸11与挤压缸7优选为液压油缸，液压油缸与液压泵站相连。

优选的，挤压容器10由铸造件围覆形成，铸造件的内壁为光滑表面，减少污泥黏贴。第一机架8的形状尺寸与挤压容器10靠近第一机架8一端的开口形状、位置相适配，第一机架8上设有进料口，以便输送装置输送的浆化态污泥进入封闭腔体内。进一步的，第一机架8上设有辅助滤板，在挤压缸7提供挤压力时，挤压滤板9与辅助滤板均起到过滤、分离作用。其中辅助滤板的结构与挤压滤板9的结构相同。

另外，第一机架8上还设有第一出液口，以便经过辅助滤板过滤流出的液体料快速流出；同时挤压滤板9上设有第二出液口，第二出液口设于挤压滤板9挤出的液体料的流出方向，第一出液口和第二出液口均连接到集液器6，进行集中回收。集液器6上设有显示液位的可视窗，排液口通过管路与集液器6连接，在封闭腔体内分离得到的液态料通过管路输送到集液器6，以便进一步处理。

压力挤压装置4还包括第二机架13，第二机架13用于支撑挤压容器驱动缸11、挤压缸7等部件，保证结构稳定性。

压力挤压装置4的排料位置设有输送机12，输送机12延伸至固料收集器5，固态料在固料收集器5内收集、储存，以便进一步处理。固料收集器5优选为上宽下窄的槽结构，便于收料和下料。其中，输送机12可以为带传送设备、输送车辆等。优选的，输送机12选用皮带机，皮带机包括皮带、滚筒，皮带通过滚筒移动，皮带输送物料，能够连续稳定输送。

在一些技术方案中，浆化调质装置1包括浆化容器和搅拌器，搅拌器的搅拌端伸入到浆化容器内，以便搅拌浆化容器内的物料。浆化容器上设有药剂添加口，浆化容器上还配合有加料口、加液口。乳化污泥通过加料口投入到浆化容器中，通过加液口向浆化容器中添加水，通过药剂添加口加入助虑药剂，乳化污泥经过混合搅拌形成浆化态污泥，通过助虑药剂的添加，优化了污泥过滤效果。

搅拌器、药剂添加口、加料口、加液口等部件分别通过螺栓连接、焊接等现有的连接方式与浆化容器相连。

浆化调质装置1上连接有称重组件，通过加料口添加到浆化容器内的乳化污泥需要经过称重组件称重。药剂添加口也可以配设称重结构，以便准确控制药剂添加量。

进一步，为了保证压力挤压装置4持续稳定运行，压力挤压装置4上连接有至少两台浆化调质装置1，两台浆化调质装置1可以交替输送浆化台污泥，还可以其中一台作为备用设备。

具体的，其中一台浆化调质装置1向压力挤压装置4，另一台浆化调质装置1进行浆化处理，两台设备交替连续向压力挤压装置4送料，保证系统连续运行，提高生产效率。

另外，还可根据处理量设定一台或多台压力挤压装置4，同时进行挤压分离工作，协调挤压工作。

其中，连接浆化调质装置1与压力挤压装置4的输送装置包括输送管路、送料泵2和流量计3，浆化调质装置1、送料泵2、压力挤压装置4通过输送管路连接，输送管路上设置流量计3，以便对送料过程进行监控。送料泵2优选为柱塞泵。

进一步的，系统还包括控制器，控制器内置有PLC控制系统，PLC控制系统对浆化调质装置1、压力挤压装置4的运行状态、运行参数进行自动调控。整个处理过程的进料、固液分离和出料等步骤实现全自动化，无需人工辅助，实现了自动化，节省了人力成本。

并且，控制器、浆化调质装置1、输送装置和压力挤压装置4优选为为橇装式结构，结构紧凑、灵活适应各种野外现场作业环境，可搬运方便，结构布局合理，运行性能稳定。

控制器、浆化调质装置1、输送装置和压力挤压装置4还可以为独立式结构，适于大型处理过程，各个设备安装于地面上。

本发明还提供一种用于乳化污泥的固液分离方法，采用上述的用于乳化污泥的固液分离系统，包括，

浆化过程，在乳化污泥物料中加入助滤药剂和水，助虑药剂的质量百分比为0.2-1％，搅拌形成浆化态污泥，根据物料可进行浆化调速，浆化态污泥的含固率在5-20％之间；

其中，浆化态污泥的含固率在5-20％之间，有助于进行进一步的固液分离；

固液分离过程，2-10MPa的挤压力作用于浆化态污泥设定时间，分离出固态料和液态料，固态料的含水率小于等于50％，液态料的乳化膜破除。

浆化过程，需要对物料进行搅拌，根据物料可进行调速，优选的，浆化搅拌转速在100-200r/min之间，浆化时间控制在30min之内，有助于形成含固率在5-20％之间的浆化态污泥。

其中，浆化过程添加的助虑药剂为固态或液态，搅拌混合后，有助于挤压过程中固液分离。助虑药剂包括颗粒型助滤剂、表面活性剂型助滤剂、絮凝剂型助滤剂中的至少两种。

固液分离过程中，挤压力的大小与乳化污泥的组分相关，当乳化污泥形成浆化态污泥后，浆化态污泥的粘度较大时，挤压力优选为8～10MPa，浆化态污泥的粘度较小时，挤压力优选为2～5MPa。

优选的，固液分离过程中，浆化态污泥的挤压力设为8～10MPa，挤压时间设为5～10min。

固液分离过程进一步包括：固态料与液态料通过微孔结构分离，微孔结构能够促使液态料中的乳化膜破裂，实现破乳化。

本技术方案的用于乳化污泥的固液分离方法中，可以采用上述的用于乳化污泥的固液分离系统实施。

本技术方案的方法，以通过上述的用于乳化污泥的固液分离系统实施为例，结合图1所示，进行具体工作过程的说明：

1)设定运行参数，并输入控制器，启动浆化调质装置1、输送装置、压力挤压装置4，乳化污泥称重后进入浆化调质装置1，同时助虑药剂和水也加入浆化调质装置1，经过搅拌形成浆化态污泥；

2)浆化态污泥通过输送装置送入压力挤压装置4，浆化态污泥的输送到挤压容器10、挤压滤板9和第一机架8形成的封闭腔体内，浆化态污泥通过挤压滤板与辅助滤板进行初步分离，当封闭腔体达到设定压力后，输送装置停止输送；

3)浆化态污泥封闭在封闭腔体内，挤压滤板9在挤压缸7的推动下而挤压分离浆化态污泥，挤压滤板9向浆化态污泥施加2-10Mpa的挤压力，浆化态污泥分离为固态料和液态料，固态料的含水率小于等于50％，液态料的乳化膜破除，挤压缸7停止提供挤压力；

4)封闭腔体内的浆化态污泥脱液后的固态料形成泥饼形状，挤压容器驱动缸11向远离第一机架8的方向移动，挤压容器10与第一机架8分离、固态料与挤压容器10分离，固态料挤压在第一机架8与挤压滤板9之间，再使挤压缸7带动挤压滤板9向远离第一机架8的方向移动，固态料靠重力作用落入输送机12，输送机12输送至固料收集器5；

5)处理过程中，经过滤、挤压分离出的液态料，通过第一出液口和第二出液口自流到集液器6中。

其中，固态料的分离过程中，挤压容器10先移动，挤压滤板9再移动，保证固态料充分脱离挤压容器10，防止固态料在挤压容器10内堆积。

利用浆化处理与挤压分离结合的方式，使乳化污泥中的乳滴透过微孔结构时破除乳化膜，实现物理破乳，不需要再进行化学破乳，节省工序、减少化学组分的添加。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种用于乳化污泥的固液分离系统，其特征在于，包括浆化调质装置、输送装置和压力挤压装置，

所述输送装置连接所述浆化调质装置和所述压力挤压装置，所述浆化调质装置用于将乳化污泥转化为浆化态污泥，所述输送装置用于向所述压力挤压装置输送所述浆化态污泥；

所述压力挤压装置包括挤压容器、挤压缸、挤压滤板、挤压容器驱动缸、第一机架，所述挤压容器驱动缸连接所述挤压容器，所述挤压缸连接所述挤压滤板；

所述挤压容器驱动缸驱动所述挤压容器向所述第一机架移动且所述挤压容器、所述挤压滤板与所述第一机架形成封闭腔体，所述浆化态污泥进入所述封闭腔体内，所述挤压缸驱动所述挤压滤板在所述挤压容器内移动并向所述封闭腔体内的所述浆化态污泥施加挤压力。

2.根据权利要求1所述的用于乳化污泥的固液分离系统，其特征在于，所述挤压滤板包括过滤板和滤布，所述过滤板连接所述挤压缸，所述滤布连接于所述过滤板，所述滤布上形成有微孔结构。

3.根据权利要求1所述的用于乳化污泥的固液分离系统，其特征在于，所述挤压滤板向所述浆化态污泥施加2-10MPa的挤压力。

4.根据权利要求1所述的用于乳化污泥的固液分离系统，其特征在于，所述浆化调质装置包括浆化容器和搅拌器，所述搅拌器的搅拌端伸入所述浆化容器内，所述浆化容器上设有药剂添加口。

5.根据权利要求1所述的用于乳化污泥的固液分离系统，其特征在于，所述压力挤压装置上连接有至少两台所述浆化调质装置，所述输送装置包括输送管路、送料泵和流量计，所述输送管路连接所述浆化调质装置、所述送料泵、所述压力挤压装置，所述流量计连接于所述输送管路。

6.根据权利要求1所述的用于乳化污泥的固液分离系统，其特征在于，所述压力挤压装置上连接有集液器，所述第一机架上设有辅助滤板，所述第一机架上设有第一出液口，所述挤压滤板上设有第二出液口，所述第一出液口与所述第二出液口均连接所述集液器；

所述压力挤压装置的排料位置设有输送机，所述输送机延伸到固料收集器。

7.根据权利要求1所述的用于乳化污泥的固液分离系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器、所述浆化调质装置、所述输送装置和所述压力挤压装置为橇装式结构。

8.一种用于乳化污泥的固液分离方法，其特征在于，采用权利要求1-7任意一项所述的用于乳化污泥的固液分离系统，包括，

浆化过程，在乳化污泥物料中加入助滤药剂和水，助虑药剂的质量百分比为0.2-1％，搅拌形成浆化态污泥，浆化态污泥的含固率在5-20％之间；

固液分离过程，2-10MPa的挤压力作用于所述浆化态污泥设定时间，分离出固态料和液态料，所述固态料的含水率小于等于50％，所述液态料的乳化膜破除。

9.根据权利要求8所述的用于乳化污泥的固液分离方法，其特征在于，所述固液分离过程进一步包括：

所述固态料与所述液态料通过微孔结构分离。

10.根据权利要求8所述的用于乳化污泥的固液分离方法，其特征在于，所述固液分离过程中，所述浆化态污泥的挤压力设为8～10MPa，挤压时间设为5～10min。