CN112340961A - 一种自动化污泥脱水系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种自动化污泥脱水系统，涉及污泥处理技术领域，包括超声波调理设备、药剂调理设备和污泥脱水设备，污泥污水通过超声波调理设备预处理和药剂调理凝絮，再进行污泥脱水处理；一种自动化污泥脱水系统的使用方法，该系统包括如下步骤：S1、将污水导入添加无机絮凝剂；S2、添加有无机絮凝剂并进行超声调理预处理；S3、经过超声调理的污泥水输入到药剂调理设备进行凝絮处理；S4、进行凝絮处理并脱水，针对现有技术中预处理阶段药剂添加顺序和添加比例难控制的技术问题，它采用超声波联合药剂调理改善污泥脱水性能，自动化控制药剂添加顺序和添加比例，减少末端污泥排放的体积，实现污泥末端减量化，具有良好的经济环境效益。

Description

一种自动化污泥脱水系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种自动化污泥脱水系统及其使用方法。

背景技术

随着城镇污水处理能力的提高，污泥的产量也不断的增加。污泥产量大且含水率高、有恶臭、易腐败，还含有重金属、“三致”（致癌、致畸、致突变）有机污染物等有毒化学物质和附有病原微生物的固体废弃物，随意堆放存在较高的二次污染风险，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康。

污泥处理处置环节包括初沉池、生化池、二沉池、污泥浓缩池、污泥脱水和排放。污泥的处理和处置约占污水处理厂成本的30%～60%，污泥脱水是污泥处理处置环节中重要的一环，脱水后泥饼的含水率直接影响到污泥的处理处置成本。由于污泥中存在表面电荷与胞外聚合物等原因，污泥具有高度亲水性，水分子与污泥颗粒以多种方式结合，机械脱水效果不理想。因此，对污泥采用合适的预处理，以改变污泥胞外聚合物和污泥颗粒的性状与组分，降低污泥中水分的结合能，改善污泥脱水性能，降低脱水后泥饼含水率十分有必要。

污泥中的水一般划分为表面吸附水、空隙水、毛细结合水和内部结合水，其中内部结合水是污泥脱水的极限值，只有采用溶胞技术将污泥中的微生物的细胞壁溶解，才能将结合水从细胞内部释放出来。现有技术中主要采用选择特定频率、振幅的超声波和添加絮凝剂对污泥进行预处理，利用超声波在介质中产生的机械作用和空化现象，破坏稳定的污泥絮体结构，改变胞外聚合物中不同水形态的分布，从而提高污泥脱水性；利用药剂改善污泥的絮凝效果，有助于快速沉降，便于脱水。但在超声波调理前后，需要根据待处理的污泥固体总量按比例添加药剂，常存在药剂添加顺序和添加比例控制复杂的问题。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

针对现有技术中预处理阶段药剂添加顺序和添加比例难控制的技术问题，本发明提供了一种自动化污泥脱水系统及其使用方法，采用超声波联合药剂调理改善污泥脱水性能，自动化控制药剂添加顺序和添加比例，减少末端污泥排放的体积，实现污泥末端减量化，节省污泥后续处理费用并减少药剂使用量，具有良好的经济环境效益。

2、技术方案

一种自动化污泥脱水系统，包括超声波调理设备、药剂调理设备和污泥脱水设备，污泥污水通过超声波调理设备预处理，对预处理后的污泥污水通过药剂调理设备进行凝絮处理，对于凝絮后的污泥污水通过污泥脱水设备进行污泥脱水处理；

所述的超声波调理设备包括污泥泵、反应釜、超声波换能器、搅拌器、进料口、出料口和取样口，进料口和出料口分别设置在反应釜的侧面上，且进料口位于反应釜的下部，出料口位于反应釜的上部，超声波换能器换能器设置在反应釜的上端面上，且超声波换能器的发生端置于反应釜内，搅拌器转动设置在反应釜内，污泥泵与出料口连通设置，取样口与出料口连通设置。

可选的，所述反应釜上还设置有压力表和排气阀。

可选的，所述进料口处设有污泥浓度计、流量计和控制系统，所述污泥泵、流量计、污泥浓度计依次与所述控制系统电连接。

可选的，所述超声波换能器在反应釜上均匀设置有多只。

可选的，所述超声波换能器的数量为2-8只。

可选的，所述超声波调理设备和脱水设备之间设有用以添加有机絮凝剂的药剂添加装置。

可选的，所述脱水设备为隔膜板框压滤机。

可选的，所述反应釜底部设有排空阀。

一种自动化污泥脱水系统的使用方法，该系统包括如下步骤：S1、将污泥浓缩池内污泥水通过管道输送到超声波调理设备内，同时在该管道内添加无机絮凝剂；S2、添加有无机絮凝剂的污泥水通过超声波调理设备进行超声调理预处理；S3、经过超声调理的污泥水输入到药剂调理设备进行凝絮处理；S4、经过药剂调理设备进行凝絮处理的污泥水输入到污泥脱水设备进行污泥脱水处理。

可选的，根据S2中的超声波调理设备调理污泥，其超声波换能器工作频率为20kHz ~50kHz，恒定功率为1kW~2kW的工作条件下运行，反应釜内的污泥停留时间为2-8分钟。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本发明的一种自动化污泥脱水系统及其使用方法，利用超声波在介质中产生的机械作用和空化现象，破坏稳定的污泥絮体结构，改变胞外聚合物中不同水形态的分布，提高污泥脱水性能；再通过添加药剂进一步提高污水脱水性能；

（2）本发明的一种自动化污泥脱水系统及其使用方法，所述污泥泵、流量计、污泥浓度计依次与所述控制系统电连接，定量添加药剂，自动化程度高，便于推广，有利于提高生产效率和药剂添加准确度；

（3）本发明的一种自动化污泥脱水系统及其使用方法，所述超声波调理设备对污泥进行预处理时，进料过程和出料过程同时进行，提高了所述超声波调理设备的预处理效率，经超声波调理后减少药剂使用量，并减少污泥绝干量节省污泥后续处置费用，具有良好的经济环境效益。

附图说明

图1为本发明实施例的超声波调理设备整体结构图；

图2为本发明实施例的一种自动化污泥脱水系统的使用方法流程图；

附图标号说明：1、超声波调理设备；11、反应釜；12、超声波换能器；13、搅拌器；14、压力表；15、进料口；16、出料口；161、取样口；17、排气阀；18、排空阀。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

实施例1

如图2所示，一种自动化污泥脱水系统，包括超声波调理设备1、药剂调理设备和污泥脱水设备，污泥污水通过超声波调理设备1预处理，对预处理后的污泥污水通过药剂调理设备进行凝絮处理，对于凝絮后的污泥污水通过污泥脱水设备进行污泥脱水处理；

所述的超声波调理设备1包括污泥泵、反应釜11、超声波换能器12、搅拌器13、进料口15、出料口16和取样口161，进料口15和出料口16分别设置在反应釜11的侧面上，且进料口15位于反应釜11的下部，出料口16位于反应釜11的上部，超声波换能器12设置在反应釜11的上端面上，且超声波换能器12的发生端置于反应釜11内，搅拌器13转动设置在反应釜11内，污泥泵与出料口16连通设置，取样口161与出料口16连通设置。

污泥进入所述超声波调理设备1，利用超声波在介质中产生的机械作用和空化现象，破坏稳定的污泥絮体结构，改变胞外聚合物中不同水形态的分布，提高污泥脱水性能；在所述超声波调理设备1出口处污泥中定量添加有机絮凝剂以使污泥进一步发生絮凝反应，产生更大的污泥絮体，提高污泥脱水效率，可选的，所述有机絮凝剂为阳离子或聚丙烯酰胺；利用污泥脱水设备对污泥进一步机械脱水，降低污泥的含水率，达到污泥排放标准。所述进料口15和出料口16分别设置在反应釜11的侧面上，且进料口15位于反应釜11的下部，出料口16位于反应釜11的上部，保证了所述反应釜11内充满液体，防止所述超声波换能器12传递出的超声波打空，保证所述反应釜11稳定运行，提高了所述超声波调理设备1的安全稳定性。

实施例2

如图1所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1技术方案的基础上，可以做如下改进，所述反应釜11上还设置有压力表14和排气阀17。

含有污泥的污水在所述反应釜11处理过程中会产生部分气体，可通过所述压力表14观测反应釜14内压强大小，再通过所述排气阀17定期排气，保证所述反应釜11内压强稳定。

实施例3

如图1所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1、2任一技术方案的基础上，可以做如下改进，所述进料口15处设有污泥浓度计、流量计和控制系统，所述污泥泵、流量计、污泥浓度计依次与所述控制系统电连接。

所述进料口15处的污泥浓度计测得污泥污水的浓度并传输至控制系统，所述流量计测得单位时间内通过所述进料口15进入反应釜11的污泥污水体积并传输至控制系统，单位时间内进入所述进料口15内的污泥总固体量为污泥污水浓度与单位时间内污泥污水体积的乘积，为保证单位时间内进入所述进料口15内的污泥总固体量一定，便于定量投放有机高分子絮凝剂，所述控制系统根据所述污泥浓度计测得的污泥污水浓度调控污泥泵抽取污泥污水的功率，具体应用中，所述污泥浓度计测得污泥污水的浓度增大时，所述控制系统控制所述污泥泵功率降低；所述污泥浓度计测得污泥污水的浓度减小时，所述控制系统控制所述污泥泵功率增大，所述反应釜11中有机高分子絮凝剂的投放量恒定不变，进一步促进污泥形成絮凝体，提高污泥的脱水率。所述药剂调理设备每次添加药剂的量恒定不变，减少了控制药剂添加量的复杂程度，提高了生产效率。

实施例4

如图1所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1、2、3任一技术方案的基础上，可以做如下改进，所述超声波换能器12在反应釜上均匀设置有多只。

所述超声波换能器12等间隔设于所述反应釜11顶部，可以均匀彻底地对所述反应釜11内的污泥进行破碎；所述超声波换能器12的数量与所述反应釜11内的污泥总固体量成正比，可灵活设置所述超声波换能器12的数量，避免能效浪费。

实施例5

如图1所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1、2、3、4任一技术方案的基础上，可以做如下改进，所述超声波换能器12的数量为2-8只。

所述超声波换能器12的数量和反应釜11内需处理的污泥总固体量成正比，具体应用中，所述超声波换能器12的数量可以取2、3、5、6、8等数值。

实施例6

如图1所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1-5任一技术方案的基础上，可以做如下改进，所述超声波调理设备和脱水设备之间设有用以添加有机絮凝剂的药剂调理设备。

具体应用中，所述药剂调理设备可为有机絮凝剂输出泵。所述药剂调理设备在所述出料口16处定量添加有机高分子絮凝剂，进一步促进污泥形成絮凝体，提高污泥的脱水率。所述药剂调理设备每次添加药剂的量恒定不变，减少了控制药剂添加量的复杂程度，提高了生产效率。

实施例7

如图1所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1-6任一技术方案的基础上，可以做如下改进，所述脱水设备为隔膜板框压滤机。

压滤机包括板框压滤机、厢式压滤机、立式压滤机、带式压滤机，所述隔膜板框压滤机针对预处理后的污泥进一步压榨脱水，可以保证污泥滤饼含水率60%以下，符合污泥处理标准，且价格较低，有利于进一步推广。

实施例8

如图1所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1-7任一技术方案的基础上，可以做如下改进，所述反应釜11底部设有排空阀18，污泥在超声波调理过程中容易成团结块，堵塞所述反应釜11进料口15和出料口16，所述排空阀18设于所述反应釜11底部，便于罐体清理，维修维护方便。

实施例9

如图2所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1-8任一技术方案的基础上，可以做如下改进，该系统包括如下步骤：S1、将污泥浓缩池内污泥水通过管道输送到超声波调理设备1内，同时在该管道内添加无机絮凝剂；S2、添加有无机絮凝剂的污泥水通过超声波调理设备1进行超声调理预处理；S3、经过超声调理的污泥水输入到药剂调理设备进行凝絮处理；S4、经过药剂调理设备进行凝絮处理的污泥水输入到污泥脱水设备进行污泥脱水处理。

实施例10

如图2所示，本实施例的一种自动化污泥脱水系统，在实施例1-9任一技术方案的基础上，可以做如下改进，根据S2中的超声波调理设备调理污泥，其超声波换能器工作频率为20kHz~50kHz，恒定功率为1kW~2kW的工作条件下运行，反应釜内的污泥停留时间为2-8分钟。所述超声波调理设备1工作时，未处理的污泥由所述进料口15进入反应釜11，处理完的污泥由所述出料口16排出，进料过程和出料过程同时进行，提高了所述超声波调理设备1的超声波预处理效率。

根据实施例9和10，在实际运用过程中，在浙江省金华市某污水处理厂实验剩余污泥处理，经污泥浓缩池浓缩后含水率96.8%，原工艺投加三氯化铁与阳离子聚丙烯酰胺，其中浓度30%的三氯化铁吨绝干污泥投加量为260kg，阳离子聚丙烯酰胺吨绝干污泥投加量3kg，污泥经隔膜压榨脱水后含水率59.4%。同样药剂投加量情况下，采用超声波调理超声波频率20kHz，功率6kw，停留时间4min，污泥经隔膜压榨脱水后含水率54.3%；

根据上述实验过程，将药剂投加量设置为浓度30%的三氯化铁吨绝干污泥投加量为195kg，阳离子聚丙烯酰胺吨绝干污泥投加量2.25kg，污泥经隔膜压榨脱水后含水率59.6%。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，包括超声波调理设备、药剂调理设备和污泥脱水设备，污泥污水通过超声波调理设备预处理，对预处理后的污泥污水通过药剂调理设备进行凝絮处理，对于凝絮后的污泥污水通过污泥脱水设备进行污泥脱水处理；所述的超声波调理设备包括污泥泵、反应釜、超声波换能器、搅拌器、进料口、出料口和取样口，进料口和出料口分别设置在反应釜的侧面上，且进料口位于反应釜的下部，出料口位于反应釜的上部，超声波换能器设置在反应釜的上端面上，且超声波换能器的发生端置于反应釜内，搅拌器转动设置在反应釜内，污泥泵与出料口连通设置，取样口与出料口连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，所述反应釜上还设置有压力表和排气阀。

3.根据权利要求1所述的一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，所述进料口处设有污泥浓度计、流量计和控制系统，所述污泥泵、流量计、污泥浓度计依次与所述控制系统电连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，所述超声波换能器在反应釜上均匀设置有多只。

5.根据权利要求4所述的一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，所述超声波换能器的数量为2-8只。

6.根据权利要求1所述的一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，所述超声波调理设备和脱水设备之间设有用以添加有机絮凝剂的药剂添加装置。

7.根据权利要求1所述的一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，所述脱水设备为隔膜板框压滤机。

8.根据权利要求1所述的一种自动化污泥脱水系统，其特征在于，所述反应釜底部设有排空阀。

9.一种自动化污泥脱水系统的使用方法，其特征在于，该系统包括如下步骤：

S1、将污泥浓缩池内污泥水通过管道输送到超声波调理设备内，同时在该管道内添加无机絮凝剂；

S2、添加有无机絮凝剂的污泥水通过超声波调理设备进行超声调理预处理；

S3、经过超声调理的污泥水输入到药剂调理设备进行凝絮处理；

S4、经过药剂调理设备进行凝絮处理的污泥水输入到污泥脱水设备进行污泥脱水处理。

10.根据权利要求9所述的一种自动化污泥脱水系统的使用方法，其特征在于，根据S2中的超声波调理设备调理污泥，其超声波换能器工作频率为20 kHz~50kHz，恒定功率为1kW~2kW的工作条件下运行，反应釜内的污泥停留时间为2-8分钟。

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