CN110526552A - 一种污泥处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一种污泥处理系统，包括通过管道依次相连的水解破壁罐、重金属改良罐、冷却罐、第一脱水装置、第二脱水装置及干化装置。水解破壁罐中的污泥被蒸汽热水解、细胞破壁；重金属改良罐中的污泥进行重金属改良，超标的污泥从废料阀排出；第一脱水装置中设置增压机构，脱水效果好；第二脱水装置中设置始终浮在废水的水位线上的浮球，废水的排出更彻底；干化装置的干化室内部上下间隔设置有若干可倾斜的盛板，并将污泥导向到盛板上，使得热风可以从不同高度、多角度来烘干污泥，污泥干化效率非常高。本案的污泥处理系统，在脱水处理之前先对污泥进行热水解、细胞破壁、重金属改良处理，污泥处理流程完整，功能多样。

Description

一种污泥处理系统

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥处理系统。

背景技术

随着城镇民用或工业污水处理设施建设的迅速发展，城镇污水处理后产生的污泥产量也急剧增加，污泥具有高含水率、高致病菌、高物理稳定性和重金属集聚的特征。以往污泥处理的问题得不到有效的解决，有些污泥不加处理的集中填埋或排放，对地面水体、土壤、地下水和空气造成极大的污染，对人体健康造成不利影响，存在巨大的二次污染隐患。

对污泥进行干化处理是解决污泥污染的行之有效的办法，干化后的污泥与湿污泥相比，可以大幅度减小体积，从而减小了储存空间，干燥至含水30％时，污泥体积可以减小并形成颗粒或粉状的稳定产品。且干化后的污泥无臭、无病原体，减轻了污泥污染效应，同时干化后的高热值污泥也可以替代能源，实现变废为宝。

现有的污泥干化处理设备普遍存在以下问题：

1)功能单一，要么只对污泥进行水解，要么只对污泥进行细胞破壁，要么只对污泥进行重金属改良，要么只对污泥进行脱水干化，没有完整的全流程的处理工艺和设备；

2)效率低，污泥脱水不彻底，污泥干化不充分，虽然可以降低二次污染，但是仍然达不到理想效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供了一种污泥处理系统，其功能多样，可以全流程的对污泥进行处理，效率高，污泥脱水彻底。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种污泥处理系统，包括通过管道依次相连的水解破壁罐、重金属改良罐、冷却罐、第一脱水装置、第二脱水装置及干化装置，进一步地：

所述水解破壁罐，其内部沿着中轴线设有第一搅拌机构、其下部前侧壁上设有蒸汽进汽阀、其下部后侧壁上设有第一排料阀与所述蒸汽进汽阀相对，所述第一排料阀上方的水解破壁罐的外壁上设置有温控变送阀，该水解破壁罐顶部由前侧到后侧依次设置有压力变送阀、第一进料阀、卸压排汽阀，所述第一排料阀通过第一输送泵与所述重金属改良罐相连；

所述重金属改良罐，其顶部设置有第二进料阀、其上部后侧壁上设置有第二排料阀、其下部后侧壁上设置有废料阀，其前侧外部设置有电极发生机构，所述电极发生机构上设置有电极插头与密封设置在重金属改良罐前侧壁上的电极插座对接；所述第二进料阀通过第一输送泵连接所述水解破壁罐上的第一排料阀，所述第二排料阀通过第二输送泵连接所述冷却罐；

所述冷却罐，其中下部的外壁上安装有冷却套，该冷却套下部两侧对称设置有冷却水进水阀和第三排料阀，该第三排料阀同侧上部的冷却套外壁上设置有冷却出水阀；冷却罐顶部设有第三进料阀、该第三进料阀一侧设置有不凝汽排气阀，该冷却水进水阀同侧上部的冷却罐外壁上设置有温感接口阀；所述第三进料阀通过第二输送泵与所述重金属改良罐相连，所述第三排料阀通过第三输送泵与所述第一脱水装置相连；

所述第一脱水装置，包括倾斜设置的脱水罐、设置在脱水罐上方的增压机构、水平设置在脱水罐内部靠下端的滤网、设置在脱水罐前端的第四进料阀、设置在脱水罐后端的第四排料阀和第一废水阀；所述第四进料阀通过第三输送泵与所述冷却罐上的第三排料阀连接；所述第四排料阀设置在所述滤网齐平的位置并通过第四输送泵连接第二脱水装置；所述第一废水阀设置在所述滤网所处的水平位置以下的脱水罐的外壁上；

所述第二脱水装置，其包括一搅拌罐，位于搅拌罐外部的储药罐、储药罐通过进药管连接设置在搅拌罐内部上端的花洒；所述搅拌罐内沿着中轴线竖向设置有第二搅拌机构；在搅拌罐的后侧底部设有第五排料阀，第五排料阀通过第五输送泵连接所述干化装置，位于第五排料阀同侧的搅拌罐的上部设有第二废水阀；所述搅拌罐内的后侧上部还设置有一浮球，该浮球上设置有排污孔，该排污孔通过软管联通至所述第二废水阀；

所述干化装置，其包括一干化室，干化室的顶部设置有进料斗，干化室的四周内壁上设置有送风管，送风管连接电热丝发热机构，干化室下方后侧壁上设置有第六排料阀，所述干化室内部上下间隔设置有若干可倾斜的盛板。

进一步地，所述干化室内底部设置有一螺杆出料斗，该螺杆出料斗中设置有一非对称性螺杆，沿污泥出口方向，该非对称性螺杆的螺距逐渐变小。

进一步地，所述增压机构上设置有附加管路接头，该附加管路接头可以根据实际需要通过管路联通到所述水解破壁罐上的所述卸压排汽阀上。

进一步地，所述第二搅拌机构由设置在搅拌罐顶面上并与第二搅拌机构上端连接的电机驱动。

进一步地，所述第一搅拌机构沿着所述水解破壁罐中轴线设置，并由设置在所述水解破壁罐顶部的电机驱动正转或反转。

进一步地，所述水解破壁罐、所述冷却罐均采用钛材复合材料制作而成。

进一步地，所述脱水罐倾斜设置在支架上。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1)本污泥处理系统，包括通过管道依次相连的水解破壁罐、重金属改良罐、冷却罐、第一脱水装置、第二脱水装置及干化装置，本系统在脱水处理之前先对污泥进行热水解、细胞破壁、重金属改良处理，污泥处理流程完整，功能多样；

2)本污泥处理系统中，在第一脱水装置中设置有增压机构，使得第一脱水装置的初步脱水效果比较好；同时，所述水解破壁罐的卸压排汽阀可与增压机构联通，参与到增压机构的增压处理中，可有效提高增压效能；

3)在搅拌罐内设置始终浮在废水的水位线上的浮球，浮球可跟随水位线降低，使得搅拌罐内废水的排出不会受到第二废水阀的安装高度的限制，废水的排出更彻底，经过第二脱水装置处理后污泥中的含水率更低；

4)在干化室内部上下间隔设置有若干可倾斜的盛板，并将污泥导向到盛板上，使得热风可以从不同高度、多角度来烘干污泥，污泥干化效率非常高，污泥的干化效果也非常充分；

5)通过螺距逐渐变小的非对称性螺杆来送料，可以避免污泥输出时发生卡料，进一步提升了污泥干化的处理效率。

为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的较佳的实施方式。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本发明公开了一种污泥处理系统，包括通过管道依次相连的水解破壁罐1、重金属改良罐2、冷却罐3、第一脱水装置4、第二脱水装置5及干化装置6。

所述水解破壁罐1，其内部沿着中轴线设有第一搅拌机构11，且该第一搅拌机构11有设置在水解破壁罐1顶部的电机驱动正转或反转，水解破壁罐1下部前侧壁上设有蒸汽进汽阀12，水解破壁罐1下部后侧壁上设有第一排料阀13与所述蒸汽进汽阀12相对，该第一排料阀13上方的水解破壁罐1外壁上设置有温控变送阀14，该水解破壁罐1顶部由前侧到后侧依次设置有压力变送阀15、第一进料阀16、卸压排汽阀17，所述第一排料阀13通过第一输送泵18与所述重金属改良罐2相连。该水解破壁罐1的水解破壁过程为：

1)先将一定量的含水率在75％-85％之间的污泥和碱性药剂从第一进料阀16进入到水解破壁罐1内，碱性药剂为生石灰或者氢氧化钠；放入污泥和碱性药剂的比例为每1吨污泥加入碱性药剂的量为30Kg-40Kg。

2)开启水解破壁罐1内的第一搅拌机构11，从蒸汽进汽阀12注入一定量的饱和蒸汽，水解破壁罐1内污泥升温升压，水解破壁罐1内的污泥在热碱的作用下，污泥内有机物细胞逐渐破壁，有机物开始水解，污泥中的大分子有机物水解成小分子，有机物中蛋白质水解成寡肽和氨基酸，有机物中脂肪水解成脂肪酸和甘油，有机物中细胞壁和肽聚糖水解成葡萄糖。当升温到水解破壁罐1的控制温度，在压力变送阀15和温控变送阀14的作用下，蒸汽进汽阀12关闭，水解破壁罐1进入到一定时间的保压阶段后，开启卸压排汽阀17卸压，完成后，水热裂解泥浆从第一排料阀13排料，并通过第一输送泵18输送到所述重金属改良罐2中，完成污泥水热解破壁过程。该过程2)中，加入的蒸汽量为每1吨污泥加入蒸汽的量为250Kg-300Kg；污泥热水解升温升压时间为50分钟-60分钟，水解破壁罐1控制温度为160℃-170℃，升温结束，保压10分钟-15分钟；同时，为了污泥充分的传热和传质，第一搅拌机构11的搅拌速度为每分钟25-30转且每隔一定时间正反转自动切换。为了适应污泥水解破壁产生的强腐蚀性物质，所述水解破壁罐1采用钛材复合材料制作。

所述重金属改良罐2，其顶部设置有第二进料阀21、其上部后侧壁上设置有第二排料阀22、其下部后侧壁上设置有废料阀23，其前侧外部设置有电极发生机构24。第二进料阀21通过第一输送泵18连接所述水解破壁罐1上的第一排料阀13；第二排料阀22通过第二输送泵28连接所述冷却罐3；电极发生机构24上设置有电极插头与密封设置在重金属改良罐2前侧壁上的电极插座对接，在电极发生机构24的作用下，重金属改良罐2内的热泥浆中的重金属逐渐下沉至重金属改良罐2底部，且重金属改良罐2底部的重金属含量超标的热泥浆通过废料阀23排出，而重金属含量达标的热泥浆通过第二排料阀22排出并被第二输送泵28输送至所述冷却罐3。

所述冷却罐3，其中下部的外壁上安装有冷却套31，冷却套31下部两侧对称设置有冷却水进水阀34和第三排料阀35，该第三排料阀35同侧上部的冷却套31外壁上设置有冷却出水阀37；所述冷却罐3顶部设有第三进料阀32、该第三进料阀32一侧设置有不凝汽排气阀33、该冷却水进水阀34同侧上部的冷却罐3外壁上设置有温感接口阀36。所述第三进料阀32通过第二输送泵28与所述重金属改良罐2相连，所述第三排料阀35通过第三输送泵38与所述第一脱水装置4相连。在重金属改良罐2中的污泥被电极改良后，泥浆排入到冷却罐3中，开启冷却水进水阀34，通过冷却套31间接冷却对热泥浆降温，以便进入下工序处理。为了适应强腐蚀性物质，所述冷却罐3采用钛材复合材料制作。

所述第一脱水装置4，包括倾斜设置在支架上的脱水罐41、设置在脱水罐41上方的增压机构42、水平设置在脱水罐41内部靠下端的滤网43、设置在脱水罐41前端的第四进料阀44、设置在脱水罐41后端的第四排料阀45和第一废水阀46。第四进料阀44通过第三输送泵38与所述冷却罐3上的第三排料阀33连接；第四排料阀45设置在所述滤网43齐平的位置并通过第四输送泵48连接第二脱水装置5；第一废水阀46设置在所述滤网43所处的水平位置以下。所述第一脱水装置4的工作过程为：在所述冷却罐3中冷却的污泥，依次经过第三排料阀33、第三输送泵38、第四进料阀44而进入脱水罐41，由于脱水罐41水平倾斜一定角度，污水在脱水罐41最底部聚集，并由第一废水阀46排出，而滤网43以上的污泥由第四排料阀45排出，并通过第四输送泵48打入到第二脱水装置5中。由于增压机构42给脱水罐41内部逐渐增压，脱水罐41内的污泥受压，污泥中的水分充分聚集到脱水罐41底部，进而使得第一脱水装置4的初步脱水效果比较好。

作为优选，本实施例中，增压机构42上设置有附加管路接头(图未示)，该附加管路接头可以根据实际需要通过管路联通到所述水解破壁罐1的卸压排汽阀17上，以增强增压机构42的增压效能。为了充分利用本污泥处理系统中的各个设备的在线工作时间，在第一脱水装置4处理第一批污泥的同时，所述水解破壁罐1、所述重金属改良罐2可以处理另一批次的污泥，这样所述水解破壁罐1的卸压排汽阀17排出的蒸汽压力就可以参与到增压机构42的增压处理中，从而可有效提高增压效能。

所述第二脱水装置5，其包括一搅拌罐51，位于搅拌罐51外部的储药罐52、储药罐52通过进药管53连接设置在搅拌罐51内部上端的花洒54。搅拌罐51内沿着中轴线竖向设置有第二搅拌机构55，第二搅拌机构55由设置在搅拌罐51顶面上并与第二搅拌机构55上端连接的电机驱动。在搅拌罐51的后侧底部设有第五排料阀56，第五排料阀56通过第五输送泵58连接所述干化装置6，位于第五排料阀56同侧的搅拌罐51的上部设有第二废水阀57。所述搅拌罐51内的后侧上部还设置有一浮球59，该浮球59上设置有排污孔，该排污孔通过软管联通至所述第二废水阀57。实际使用时，所述储药罐中52中的药品由进药管53经过药水分布花洒54均匀分布在搅拌罐51中，所述储药罐52中的药品为硫酸铝、聚丙烯酰胺、聚合三氯化铝混合体，该药品有利于加快污泥絮凝沉淀，污泥通过第二搅拌机构55搅拌和药水混合均匀后停止搅拌，静置出现分层从而达到泥水分离的目的，分离出来的上层的废水通过浮球59上的排污孔、软管及第二废水阀57排出，而污泥沉淀到装置的底部由第五排料阀56排出，并经过第五输送泵58打入到打到干化装置6的进料斗62中。并且，由于搅拌罐51内的浮球59始终浮在废水的水位线上，浮球59配合第二废水阀57及设置在搅拌罐51外的微型抽水泵来一起使用，使得搅拌罐51内废水的排出不会受到第二废水阀57的安装高度的限制，废水的排出更彻底，经过第二脱水装置5处理后污泥中的含水率更低。

所述干化装置6，其包括一干化室61，干化室61的顶部设置有进料斗62，。所述干化室61的四周内壁上设置有送风管(图未示)，送风管连接电热丝发热机构63，并将电热丝发热机构63发出的热风从多个角度不同高度吹向干化室61中央，干化室61下方后侧壁上设置有第六排料阀64。从第二脱水装置6的第五排料阀56排出的污泥，经过第五输送泵58后通过进料斗62进入到干化室61内进行干化处理，干化完成的污泥通过第六排料阀64排出。所述干化室61内部上下间隔设置有若干可倾斜的盛板65，从进料斗62进入的污泥被逐步导向到若干层所述盛板65上，并被热风逐渐干化，盛板65上的干化后的的污泥在该盛板65倾斜一定角度后被导向落入到设置在干化室61内底部的螺杆出料斗(图未示)中。该螺杆出料斗中设置有一非对称性螺杆66，沿污泥出口方向，非对称性螺杆66的螺距逐渐变小，螺旋腔的体积不断收缩，在该非对称性螺杆66的旋转输送下，干化的污泥最终从所述第六排料阀63排出。由于干化室61内的污泥被分层处理，热风可以从不同高度、多角度来烘干污泥，污泥干化效率非常高，污泥的干化效果也非常充分，干化后的污泥含水率可达标。非对称性螺杆66的螺距逐渐变小也可以避免污泥输出时发生卡料，进一步提升了污泥干化的处理效率。

相比于现有技术，本案的污泥处理系统，其功能多样，可以全流程的对污泥进行处理，效率高，污泥脱水彻底。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种污泥处理系统，包括通过管道依次相连的水解破壁罐、重金属改良罐、冷却罐、第一脱水装置、第二脱水装置及干化装置，其特征在于：

所述水解破壁罐，其内部设置有第一搅拌机构、其下部前侧壁上设有蒸汽进汽阀、其下部后侧壁上设有第一排料阀与所述蒸汽进汽阀相对，所述第一排料阀上方的水解破壁罐的外壁上设置有温控变送阀，该水解破壁罐顶部由前侧到后侧依次设置有压力变送阀、第一进料阀、卸压排汽阀，所述第一排料阀通过第一输送泵与所述重金属改良罐相连；

所述重金属改良罐，其顶部设置有第二进料阀、其上部后侧壁上设置有第二排料阀、其下部后侧壁上设置有废料阀，其前侧外部设置有电极发生机构，所述电极发生机构上设置有电极插头与密封设置在重金属改良罐前侧壁上的电极插座对接；所述第二进料阀通过第一输送泵连接所述水解破壁罐上的第一排料阀，所述第二排料阀通过第二输送泵连接所述冷却罐；

所述冷却罐，其中下部的外壁上安装有冷却套，该冷却套下部两侧对称设置有冷却水进水阀和第三排料阀，该第三排料阀同侧上部的冷却套外壁上设置有冷却出水阀；冷却罐顶部设有第三进料阀、该第三进料阀一侧设置有不凝汽排气阀，该冷却水进水阀同侧上部的冷却罐外壁上设置有温感接口阀；所述第三进料阀通过第二输送泵与所述重金属改良罐相连，所述第三排料阀通过第三输送泵与所述第一脱水装置相连；

所述第一脱水装置，包括倾斜设置的脱水罐、设置在脱水罐上方的增压机构、水平设置在脱水罐内部靠下端的滤网、设置在脱水罐前端的第四进料阀、设置在脱水罐后端的第四排料阀和第一废水阀；所述第四进料阀通过第三输送泵与所述冷却罐上的第三排料阀连接；所述第四排料阀设置在所述滤网齐平的位置并通过第四输送泵连接第二脱水装置；所述第一废水阀设置在所述滤网所处的水平位置以下的脱水罐的外壁上；

所述第二脱水装置，其包括一搅拌罐，位于搅拌罐外部的储药罐、储药罐通过进药管连接设置在搅拌罐内部上端的花洒；所述搅拌罐内沿着中轴线竖向设置有第二搅拌机构；在搅拌罐的后侧底部设有第五排料阀，第五排料阀通过第五输送泵连接所述干化装置，位于第五排料阀同侧的搅拌罐的上部设有第二废水阀；所述搅拌罐内的后侧上部还设置有一浮球，该浮球上设置有排污孔，该排污孔通过软管联通至所述第二废水阀；

所述干化装置，其包括一干化室，干化室的顶部设置有进料斗，干化室的四周内壁上设置有送风管，送风管连接电热丝发热机构，干化室下方后侧壁上设置有第六排料阀，所述干化室内部上下间隔设置有若干可倾斜的盛板。

2.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于：所述干化室内底部设置有一螺杆出料斗，该螺杆出料斗中设置有一非对称性螺杆，沿污泥出口方向，该非对称性螺杆的螺距逐渐变小。

3.根据权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于：所述增压机构上设置有附加管路接头，该附加管路接头可以根据实际需要通过管路联通到所述水解破壁罐上的所述卸压排汽阀上。

4.根据权利要求3所述的污泥处理系统，其特征在于：所述第二搅拌机构由设置在搅拌罐顶面上并与第二搅拌机构上端连接的电机驱动。

5.根据权利要求4所述的污泥处理系统，其特征在于：所述第一搅拌机构沿着所述水解破壁罐中轴线设置，并由设置在所述水解破壁罐顶部的电机驱动正转或反转。

6.根据权利要求5所述的污泥处理系统，其特征在于：所述水解破壁罐采用钛材复合材料制作而成。

7.根据权利要求5所述的污泥处理系统，其特征在于：所述冷却罐采用钛材复合材料制作而成。

8.根据权利要求5所述的污泥处理系统，其特征在于：所述脱水罐倾斜设置在支架上。