CN110845112A - 一种降低污泥含水率的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种降低污泥含水率的方法，包括以下步骤：1）将污泥进行深度脱水处理后再进行破碎处理，获得破碎泥料；2）将破碎泥料进行再压榨处理，即得所需含水率的泥料。本发明还进一步提供一种降低污泥含水率的装置。本发明提供的一种降低污泥含水率的方法及其装置，能够对深度脱水后污泥进行孔隙再造，去除因孔隙闭塞而未完全挤压排出的空隙水，进一步降低污泥含水率。

Description

一种降低污泥含水率的方法及其装置

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，涉及一种降低污泥含水率的方法及其装置。

背景技术

随着城市化进程的加快和人们生活水平不断提高，公众对环境问题愈来愈关注，对环境质量的要求也日渐提高，我国大部分城市建设了集中式城市生活污水处理厂，然而污水处理技术将污水中的污染物大量转移到剩余污泥中，污水处理厂污泥产量急剧增加，水污染问题被转换成固体废物的处理处置问题。

目前污泥脱水方法主要包括：自然干化、机械脱水和热干化。自然干化是通过利用光、风等自然条件使一次脱水污泥中水分蒸发的一种脱水方法，该方法的优点明显，操作简单，成本低廉，但缺点也很多，如脱水效率低，占地面积大、容易产生恶臭造成二次污染等，仅适用于特定场合；热干化法能将污泥的含水率降到20％以下，但其能耗大和对设备的要求高而限制了其应用；机械脱水因操作简单、脱水速度快、效果好、能耗低，而被广泛应用于污泥脱水中，是污水处理最常用的脱水方法。

污泥深度脱水是指通过对一次脱水后的污泥进行化学调理，再进行二次高压脱水，使污泥脱水后泥饼的含水率降低到60％以下的过程，这样不仅能够在体积上减少50％以上，而且更重要的是能够使污泥后续的处理处置途径更为广泛。

中国专利CN105693049A公开了一种污水污泥深度处理方法。该方法基于污水污泥处理装置，包括污泥冷冻容器和冷冻干燥能量循环系统和余热回收装置，冷冻干燥能量循环系统包括压缩机，蒸发器、冷凝器以及设置于污泥冷冻容器中的第一换热器，压缩机的出气端与冷凝器连接，冷凝器经节流元件与蒸发器连接，蒸发器经第一换热器与压缩机的进气端连接；所述的冷凝器通过气体管道与干燥装置底部相连通，蒸发器与通过气体管道与干燥装置顶部相连通，同时冷凝器与蒸发器通过气体管道相连通，余热回收的热量供干燥装置干燥污泥以及供污泥解冻。本发明在处理过程不会增加污泥处理量，工质能量的循环利用提高了污泥的冷冻效率和热量利用率。

中国专利CN105693049A公开了一种用于生物固体物质的微波辐射溶剂萃取联用深度脱水的方法及装置。该方法包括微波辐射预处理、溶剂萃取脱水、固液分离、和溶剂回收，通过采用微波对含水生物固体物质进行辐射，使固体中的空隙增多，并使生物质破壁，从而释放出更多的固体物质内部结合水，然后将微波辐射后的生物固体物质与一种低沸点低潜热的物质的溶剂充分接触，使该溶剂将固体中的水分吸收并萃取出来，以除去固体中的水分，接着含水的该溶剂在分离设备中通过减压蒸发或减压气化，使水分和溶剂分离，溶剂经压缩冷凝回收后以循环使用。该微波辐射溶剂萃取联用深度脱水的方法可以明显降低生物固体物质的含水率。

上述发明所采用污泥深度脱水技术工艺复杂，且污泥处理过程中能耗大、处理成本高。

中国专利CN205473318U公开了一种脱水污泥二次深度脱水装置。该装置包括由进料端至出料端依次设置的含水率80％污泥储存仓、0型螺旋输送机、U型无轴螺旋输送机、1#改性机、2#改性机、三氯化铁溶液储罐、计量泵、石灰储罐、加药螺旋输送机、带式污泥压滤机、皮带输送机；由含水率80％污泥储存仓仓体底部的污泥出口排出的污泥依次通过0型螺旋输送机、U型无轴螺旋输送机、1#改性机、2#改性机送入带式污泥压滤机，三氯化铁溶液储罐出料口通过计量泵与所述1#改性机进料端相连通，石灰储罐的出料口通过所述加药螺旋输送机与2#改性机进料端相连通。本实用新型大幅度降低污泥的含水率和后续处理费用，可对污泥进行连续处理，不对环境造成二次污染。

中国专利CN106542718A公开了对污泥进行深度脱水的方法。该方法利用板框压滤型污泥脱水设备进行脱水，其步骤包括：(1)设备检查；(2)配制高分子絮凝剂和脱水助剂；(3) 污泥提取；(4)添加脱水助剂和高分子絮凝剂、分散和反应；(5)污泥泵工作；(6)压滤脱水；(6)卸泥；(8)参数记录；(9)设备清洁；本发明采用的高分子凝聚剂是一种具有长链结构的阳离子型有机高分子凝聚剂，链上有很多活性阳离子基团，能中和污泥颗粒上的负电荷并同时黏结多个污泥颗粒，有利于脱水；所述脱水助剂是一种高活性植物纤维，能改变和增加污泥絮体结构，构建网状骨架。经本发明脱水后污泥的含水率低于60％，且脱水前后污泥中有机物含量和污泥热值基本保持不变，有利于后续的干化焚烧处理，具有显著的治理优势。

上述发明在对污泥进行深度脱水处理时，随着压榨过程推进，污泥孔隙逐步闭合，水分难以充分去除。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种降低污泥含水率的方法及其装置，用于解决现有污泥深度脱水技术所存在的工艺复杂、能耗大、处理成本高以及水分难以充分去除等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种降低污泥含水率的方法，包括以下步骤：

1)将污泥进行深度脱水处理后再进行破碎处理，获得破碎泥料；

2)将破碎泥料进行再压榨处理，即得所需含水率的泥料。

优先地，步骤1)中，所述污泥中加入调理剂进行调质处理。

更优选地，所述调理剂为申请号为201611102162.1的《一种污泥固化剂及其制备方法和使用方法》中公布的一种污泥固化剂。

污泥经调理剂调质处理后，大量表面吸附水及部分内部结合水转化为可通过机械设备处理去除的空隙水与毛细结合水，随着压滤机械设备的压榨处理过程推进，污泥中已转化的空隙水和毛细结合水大部分被挤压排出，同时，污泥孔隙随着水分的去除而逐步闭合，部分已转化的空隙水和毛细结合水难以及时排出，造成深度脱水后的污泥中的水分未能充分去除。

优先地，步骤1)中，所述深度脱水处理为采用压滤设备对污泥进行压榨处理。

更优选地，所述压滤设备选自板框式压滤机、深度带式压滤机中的一种。

进一步优选地，所述板框式压滤机为常规使用的自动板框压滤机，可从市场上购买获得。

进一步优选地，采用所述板框式压滤机进行压榨处理后的污泥的形状为块状。所述块状为厚块状，厚度为20～40mm。

进一步优选地，所述板框式压滤机的施加压力为0.8～1.2MPa。所述板框式压滤机是通过一维垂直压力对污泥进行压滤处理。

进一步优选地，所述深度带式压滤机为常规使用的带式压滤机，可从市场上购买获得。具体来说，所述深度带式压滤机为专利号为ZL201420553505.6的《一种污泥改性脱水一体化装置》中的脱水设备。

进一步优选地，采用所述深度带式压滤机进行压榨处理后的污泥的形状为片状。所述片状为薄片状，厚度为4～10mm。

进一步优选地，所述深度带式压滤机的滤布张紧力为0.2-0.5MPa。所述深度带式压滤机是通过二维垂直压力与剪切力联合作用对污泥进行压滤处理。

进一步优选地，所述深度带式压滤机对污泥进行压榨处理，还包括有初压榨处理，所述初压榨处理在压榨处理之前进行，所述初压榨处理为采用脱水设备对污泥进行第一次脱水处理。

更进一步优选地，所述脱水设备包括但不限于离心脱水机、叠螺脱水机、浓缩带式脱水机。最优选地，所述脱水设备选自离心脱水机、叠螺脱水机、带式浓缩脱水机中的一种。

更进一步优选地，所述初压榨处理后的污泥的形状为团状或片状。

更进一步优选地，所述初压榨处理后的污泥的含水率为75-85％。

优先地，步骤1)中，所述深度脱水处理后的污泥可破碎。所述深度脱水处理使污泥的含水率得到明显降低。

优先地，步骤1)中，所述破碎处理采用破碎设备对污泥进行破碎。

更优选地，所述破碎设备为专利号为ZL201720097132.X的一种泥浆与淤泥连续脱水固化一体化系统中的搅拌设备。所述破碎设备具体为污泥破碎均布机。

优选地，步骤2)中，所述再压榨处理为采用至少一个再压榨设备对破碎泥料进行第二次脱水处理。

更优选地，所述再压榨设备的数量为≥1个，各个所述再压榨设备之间首尾相连。

更优选地，所述再压榨设备与破碎设备连接为一体。

更优选地，所述再压榨设备为模块化带式压滤机。

进一步优选地，所述模块化带式压滤机为压辊的数量为5～7根且各压辊的直径相同的带式压滤机。

所述模块化带式压滤机中压辊的数量为5～7根，相比现有的带式压滤机中压辊的数量为 8～10根，去除了现有的带式压滤机中末端无挤压出水或挤压出水效率低的压辊。

所述模块化带式压滤机中各压辊的直径相同，相比现有的带式压滤机中压辊直径朝出泥方向呈阶梯型减小的情况，能够对深度脱水处理后抗压强度较高的破碎泥料进行处理。

进一步优选地，所述模块化带式压滤机的其它部件均与常规使用的带式压滤机的部件相同。具体来说，所述模块化带式压滤机的其它部件均与专利号为ZL201420553505.6的《一种污泥改性脱水一体化装置》中的脱水设备的部件相同。

进一步优选地，所述模块化带式压滤机中的脱水滤布的基本性能参数为：接头断裂强度 2500-3000N/cm，定力伸长率0.2-0.4％，耐高温≤100℃。

更进一步优选地，所述脱水滤布的基本性能参数为：接头断裂强度2700N/cm，定力伸长率0.3％，耐高温≤90℃。

进一步优选地，所述模块化带式压滤机中的脱水滤布的行进速度为2～5m/min。所述脱水滤布的行进速度根据处理泥量和出泥含水率要求可以进行调整。

进一步优选地，所述模块化带式压滤机中的滤布张力为0.2～0.6Mpa。更进一步优选地，所述模块化带式压滤机中的滤布张力为0.5Mpa。

进一步优选地，所述模块化带式压滤机中的冲洗水压≥0.5MPa。

优先地，步骤2)中，经再压榨处理后的所述泥料比深度脱水处理后的污泥的含水率降低2～20％。

优先地，步骤2)中，经再压榨处理后的所述泥料经皮带输送机输出。

本发明第二方面提供一种降低污泥含水率的装置，沿污泥行进方向依次设有压滤设备、破碎设备和至少一个再压榨设备，所述压滤设备与破碎设备之间通过输送机相连通，所述破碎设备与再压榨设备连接为一体。

优选地，所述压滤设备选自板框式压滤机、深度带式压滤机中的一种。

更优选地，所述板框式压滤机为常规使用的自动板框压滤机，可从市场上购买获得。

更优选地，所述深度带式压滤机为常规使用的带式压滤机，可从市场上购买获得。具体来说，所述深度带式压滤机为专利号为ZL201420553505.6的《一种污泥改性脱水一体化装置》中的脱水设备。

更优选地，所述压滤设备为深度带式压滤机时，所述压滤设备还包括有脱水设备，所述脱水设备沿污泥行进方向位于所述压滤设备之前，所述脱水设备与压滤设备之间通过输送机相连通。

进一步优选地，所述脱水设备包括但不限于离心脱水机、叠螺脱水机、浓缩带式脱水机。

更进一步优选地，所述脱水设备选自离心脱水机、叠螺脱水机、带式浓缩脱水机中的一种。

优选地，所述破碎设备为专利号为ZL201720097132.X的一种泥浆与淤泥连续脱水固化一体化系统中的搅拌设备。所述破碎设备具体为污泥破碎均布机。

优选地，所述再压榨设备的数量为≥1个，各个所述再压榨设备之间首尾相连。

优选地，所述再压榨设备为模块化带式压滤机。

更优选地，所述模块化带式压滤机为压辊的数量为5～7根且各压辊的直径相同的带式压滤机。

更优选地，所述模块化带式压滤机的其它部件均与常规使用的带式压滤机的部件相同。具体来说，所述模块化带式压滤机的其它部件均与专利号为ZL201420553505.6的《一种污泥改性脱水一体化装置》中的脱水设备的部件相同。

更优选地，所述模块化带式压滤机中包含有滤布，所述滤布为脱水滤布。所述脱水滤布为耐高压滤布，可以承受更高拉力，具有较高的抗拉强度、耐酸碱、耐温度变化等性能；同时还应根据泥浆或淤泥的具体性质，选择适合的编织方式，具有良好的透气性能及对泥浆或淤泥颗粒的拦截性能。

上述输送机为倾斜无轴螺旋输送机。所述输送机为常规使用的倾斜无轴螺旋输送机。

如上所述，本发明提供的一种降低污泥含水率的方法及其装置，具有以下有益效果：

(1)本发明提供的一种降低污泥含水率的方法及其装置，通过破碎处理使污泥被破碎成小粒径颗粒状，污泥比表面积增大，孔隙率提高，从而对深度脱水后污泥进行孔隙再造，去除因孔隙闭塞而未完全挤压排出的空隙水。

(2)本发明提供的一种降低污泥含水率的方法及其装置，通过使用污泥破碎均布机，对污泥进一步粉碎并使破碎后粒状污泥均匀分布于滤布上，便于进行后续的再压榨处理，从而去除因孔隙闭塞而未能及时排出的空隙水，进一步降低污泥含水率。

(3)本发明提供的一种降低污泥含水率的方法及其装置，优化机械设计，去除压榨效率低的压辊，使设备结构紧凑、占地面积小。

(4)本发明提供的一种降低污泥含水率的方法及其装置，可根据实际处理要求，以模块化形式增加设备数量，安装简易。

附图说明

图1显示为本发明中的一种降低污泥含水率的方法及其装置的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种降低污泥含水率的装置，沿污泥行进方向依次设有压滤设备、破碎设备和至少一个再压榨设备，所述压滤设备与破碎设备之间通过输送机相连通，所述破碎设备与再压榨设备连接为一体。

进一步地，所述压滤设备选自板框式压滤机、深度带式压滤机中的一种。

更进一步地，所述压滤设备为深度带式压滤机时，所述压滤设备还包括有脱水设备，所述脱水设备沿污泥行进方向位于所述压滤设备之前，所述脱水设备与压滤设备之间通过输送机相连通。所述脱水设备包括但不限于离心脱水机、叠螺脱水机、浓缩带式脱水机，优选为离心脱水机、叠螺脱水机、带式浓缩脱水机中的一种。

进一步地，所述破碎设备为专利号为ZL201720097132.X的一种泥浆与淤泥连续脱水固化一体化系统中的搅拌设备。所述破碎设备具体为污泥破碎均布机。

进一步地，所述再压榨设备的数量为≥1个，各个所述再压榨设备之间首尾相连。

进一步地，所述再压榨设备为模块化带式压滤机。所述模块化带式压滤机为压辊的数量为5～7根且各压辊的直径相同的带式压滤机。所述模块化带式压滤机中包含有滤布，所述滤布为脱水滤布。

进一步地，所述输送机为倾斜无轴螺旋输送机。

实施例1

将污泥经离心脱水机进行初压榨处理后获得的含水率为75-85％的团状或片状污泥，再经深度带式压滤机在0.2-0.5MPa的滤布张紧力进行压榨处理后获得含水率降低的可破碎薄片状污泥。将深度脱水处理后的污泥，经倾斜无轴螺旋输送机输送至污泥破碎均布机中进行破碎处理。

污泥被粉碎成小粒径颗粒状，粉碎后污泥在脱水滤布上均匀分布，并随脱水滤布行进入模块化带式压滤机中。模块化带式压滤机中压辊的数量为5～7根且各压辊的直径相同，在压辊与脱水滤布的一维压榨力以及脱水滤布位移形成的二维剪切力的共同作用下，孔隙再造后污泥中的空隙水得到充分去除，若出泥含水率仍然不能满足要求，可在出口处再接上多个模块化带式压滤机，重复上述再压滤处理过程。模块化带式压滤机的数量为≥1个，各个模块化带式压滤机之间首尾相连。其中，模块化带式压滤机中脱水滤布的基本性能参数为：接头断裂强度2500-3000N/cm，定力伸长率0.2-0.4％，耐高温≤100℃。脱水滤布的行进速度为 2～5m/min。模块化带式压滤机中的滤布张力为0.2～0.6Mpa，模块化带式压滤机中的冲洗水压≥0.5MPa。最后，获得的泥料比深度脱水处理后的污泥的含水率再降低5～15％。

实施例2

将污泥经自动板框压滤机在施加压力为0.8～1.2MPa进行压榨处理后获得的含水率降低的可破碎厚块状污泥。将深度脱水处理后的污泥，经倾斜无轴螺旋输送机输送至污泥破碎均布机中进行破碎处理。

污泥被粉碎成小粒径颗粒状，粉碎后污泥在脱水滤布上均匀分布，并随脱水滤布行进入模块化带式压滤机中。模块化带式压滤机中压辊的数量为5～7根且各压辊的直径相同，在压辊与脱水滤布的一维压榨力以及脱水滤布位移形成的二维剪切力的共同作用下，孔隙再造后污泥中的空隙水得到充分去除，若出泥含水率仍然不能满足要求，可在出口处再接上多个模块化带式压滤机，重复上述再压滤处理过程。模块化带式压滤机的数量为≥1个，各个模块化带式压滤机之间首尾相连。其中，模块化带式压滤机中脱水滤布的基本性能参数为：接头断裂强度2700N/cm，定力伸长率0.3％，耐高温≤90℃。脱水滤布的行进速度为3～4m/min。模块化带式压滤机中的滤布张力为0.5～0.6Mpa，模块化带式压滤机中的冲洗水压≥0.6MPa。最后，获得的泥料比深度脱水处理后的污泥的含水率降低8～10％。

实施例3

将污泥经浓缩带式脱水机进行初压榨处理后获得的含水率为79-81％的团状或片状污泥，再经深度带式压滤机在0.4MPa的滤布张紧力进行压榨处理后获得含水率降低的可破碎薄片状污泥。将深度脱水处理后的污泥，经倾斜无轴螺旋输送机输送至泥破碎均布机中进行破碎处理。

污泥被粉碎成小粒径颗粒状，粉碎后污泥在脱水滤布上均匀分布，并随脱水滤布行进入模块化带式压滤机中。模块化带式压滤机中压辊的数量为6根且各压辊的直径相同，在压辊与脱水滤布的一维压榨力以及脱水滤布位移形成的二维剪切力的共同作用下，孔隙再造后污泥中的空隙水得到充分去除，若出泥含水率仍然不能满足要求，可在出口处再接上一个模块化带式压滤机，两个模块化带式压滤机之间首尾相连，重复上述再压滤处理过程。其中，模块化带式压滤机中脱水滤布的基本性能参数为：接头断裂强度2700N/cm，定力伸长率0.3％，耐高温≤80℃。脱水滤布的行进速度为3～4m/min。模块化带式压滤机中的滤布张力为0.5Mpa，模块化带式压滤机中的冲洗水压≥0.6MPa。最后，获得的泥料比压榨处理后的污泥的含水率降低15～20％。

综上所述，本发明提供的一种降低污泥含水率的方法及其装置，能够对深度脱水后污泥进行孔隙再造，去除因孔隙闭塞而未完全挤压排出的空隙水与毛细结合水，进一步降低污泥含水率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种降低污泥含水率的方法，包括以下步骤：

1)将污泥进行深度脱水处理后再进行破碎处理，获得破碎泥料；

2)将破碎泥料进行再压榨处理，即得所需含水率的泥料。

2.根据权利要求1所述的一种降低污泥含水率的方法，其特征在于，步骤1)中，所述深度脱水处理为采用压滤设备对污泥进行压榨处理，所述压滤设备选自板框式压滤机、深度带式压滤机中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种降低污泥含水率的方法，其特征在于，所述板框式压滤机的施加压力为0.8～1.2MPa；所述深度带式压滤机的滤布张紧力为0.2-0.5MPa。

4.根据权利要求2所述的一种降低污泥含水率的方法，其特征在于，所述深度带式压滤机对污泥进行压榨处理，还包括有初压榨处理，所述初压榨处理在压榨处理之前进行，所述初压榨处理为采用脱水设备对污泥进行第一次脱水处理。

5.根据权利要求1所述的一种降低污泥含水率的方法，其特征在于，步骤2)中，所述再压榨处理为采用至少一个再压榨设备对破碎泥料进行第二次脱水处理。

6.根据权利要求5所述的一种降低污泥含水率的方法，其特征在于，所述再压榨设备为模块化带式压滤机，所述模块化带式压滤机为压辊的数量为5～7根且各压辊的直径相同的带式压滤机。

7.根据权利要求6所述的一种降低污泥含水率的方法，其特征在于，所述模块化带式压滤机，还包括以下条件中的任一项或多项：

A)所述模块化带式压滤机中的脱水滤布的基本性能参数为：接头断裂强度2500-3000N/cm，定力伸长率0.2-0.4％，耐高温≤100℃；

B)所述模块化带式压滤机中的脱水滤布的行进速度为2～5m/min；

C)所述模块化带式压滤机中的滤布张力为0.2～0.6Mpa；

D)所述模块化带式压滤机中的冲洗水压≥0.5MPa。

8.根据权利要求1所述的一种降低污泥含水率的方法，其特征在于，步骤2)中，经再压榨处理后的所述泥料比深度脱水处理后的污泥的含水率降低2～20％。

9.一种降低污泥含水率的装置，其特征在于，沿污泥行进方向依次设有压滤设备、破碎设备和至少一个再压榨设备，所述压滤设备与破碎设备之间通过输送机相连通，所述破碎设备与再压榨设备连接为一体。

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