CN113716820A - 一种污泥干化冷凝废水处理系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥干化冷凝废水处理系统及其施工方法，包含废水调节单元、连接于废水调节单元下游的悬浮颗粒去除单元、连接于悬浮颗粒去除单元下游的换热单元、以及连接于换热单元下游的深度处理单元和泥水分离单元。本发明通过调节池进行均质化处置，可有效的避免差异性废水和污泥对后续施工的影响；通过溶气气浮装置的处理，利于去除废水中的大量去除废水中的悬浮颗粒物及油质，且对于换热器的补水可通过外部冷水与自循环废水两种方式结合应用；通过A/O池组的设置，便于去除废水中的COD及总氮；通过废水和污泥两条处理线并可自循环的处理方式，可以实现整个系统节水节能优化，降低处置成本。

Description

一种污泥干化冷凝废水处理系统及其施工方法

技术领域

本发明属于污水处理领域，特别涉及一种污泥干化冷凝废水处理系统及其施工方法。

背景技术

随着我国环境保护要求不断提高，兴建的污水处理厂不断增多，所产生的污泥也逐年增加。目前我国生活污泥产量大于3500万吨/年，而截止2015年我国污泥无害化处置设施产能为1369万t/年，污泥无害化处置缺口仍然巨大。污泥中含有大量的有机氮、有机磷、钾、钙及有机质，也含有大量的病原菌、寄生虫、重金属、有机污染物等有毒有害物，随意丢弃会对生态环境造成较大影响。因此以合理的技术路线处置污泥，对保护我国土地资源和水资源，保护城市及周边地区生态环境，建设绿色、生态和低碳的可持续发展模式具有重要影响。

在污泥无害化处置的各种方案中，协同电厂锅炉进行干化焚烧处置方法是目前污泥处置最彻底、快捷和经济的方法。它能借助电厂锅炉使污泥中的有机物全部碳化，可最大限度地减少污泥体积（减容70％，最大可到90％），同时能够将污泥中的能量转换为电能或者热能，变废为宝，使污泥得到充分的利用。借助电厂现有的污染治理措施，可以减小污泥处置设施的环保投入，进一步提高其经济性。虽然相较于其他处置方式一次性投资稍高，但由于其具有快捷、集中、占地小，污泥减量化、稳定化、无害化彻底的特点，在发达国家已成为主流污泥处置技术，在我国也得到了迅速发展。目前在国家政策指导下，各地均根据自身情况选择了适宜的污泥处置方案。不少经济发达地区均已建设或计划建设电厂协同焚烧处置污泥设施。

污泥干化过程采取直接热交换或间接热交换的方式蒸发出污泥中的水分，经除尘、冷凝后产生干化冷凝废水。这种废水处理起来难度较高，其主要特点是温度高、含尘量高、且化学需氧量（CODCr）、氨氮、悬浮物及石油类含量较高，BOD5相对较低，废水生物降解性不足，具有较为浓烈的臭气。目前针对这类废水的处理方法多为设置专门排污通道，将废水排入市政污水处理设施进行联合处理。这种处理方法在临近没有市政污水处理厂的情况下较难实施，对污泥处置设施的选址影响较大。同时由于污水水质较差，处理费用也较高。

发明内容

本发明提供了一种污泥干化冷凝废水处理系统及其施工方法，处理现有污泥热干化冷凝废水的系统化处理，处理污泥干化冷凝废水的系统中废水温度过高和间接换热难、不增加污染物总量且稀释污泥热干化冷凝废水污染物浓度，降低处置难度等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种污泥干化冷凝废水处理系统，包含废水调节单元、连接于废水调节单元下游的悬浮颗粒去除单元、连接于悬浮颗粒去除单元下游的换热单元、以及连接于换热单元下游的深度处理单元和泥水分离单元；

所述废水调节单元包含与各污泥热干化废水池连接的调节池；

所述悬浮颗粒去除单元包含连接于调节池下游的溶气气浮装置；

所述换热单元包含连接于溶气气浮装置下游的换热器；

所述深度处理单元包含连接于换热器下游的A/O池组、连接于换热器和A/O池组之间的补水池以及连接于A/O池组一侧的曝气池鼓风机组；

所述泥水分离单元包含沉淀池、出水池、达标废水池、污泥井、储泥池和叠螺机；

所述沉淀池、出水池和达标废水池依次连接且沉淀池连接于A/O池组下游，达标废水池还与补水池连接；所述污泥井、储泥池和叠螺机依次连接且污泥井连接于沉淀池下游。

进一步的，所述溶气气浮装置包含气浮池、连接于气浮池内部一侧的气浮池搅拌机、连接于气浮池外侧壁上的刮渣机、连接于气浮池外侧的溶气罐、连接于溶气罐和气浮池之间的溶气泵以及连接于溶气罐一侧的空压机；所述气浮池搅拌机连接于气浮池上游。

进一步的，所述气浮池与调节池通过废水管道连接，气浮池通过污泥管道与污泥井或储泥池连接；气浮池内还设置有加药装置，加药装置分为混凝部和助凝部。

进一步的，所述A/O池组包含好氧池、连接于好氧池一侧的缺氧池、连接于缺氧池一侧的配水井、以及连接于好氧池内部的好氧回流泵；所述好氧回流泵通过废水管道连接好氧池和缺氧池，且在废水管道上设置有开关阀门；其中缺氧池与换热器相连通，好氧池与沉淀池相连通。

进一步的，所述好氧池、缺氧池和配水井组装式一体制作，多组间并联连接，且多组好氧池、缺氧池和配水井间连接有曝气池鼓风机组；所述好氧池内还设置有好氧推进器、碱加药装置、微孔曝气装置、溶解氧监测仪和pH检测仪；缺氧池内还设置有缺氧搅拌器。

进一步的，所述沉淀池采取中心进水方式，在沉淀池中心设置连通管使污水从下至上由沉淀池中心顶部流入沉淀池；沉淀池还设置有回流装置通过污泥管道与缺氧池连接。

进一步的，所述叠螺机上还设置有加药装置，加药装置内填装有助凝剂；所述叠螺机出口一端排出脱水污泥，另一端通过废水管道与调节池连接。

进一步的，一种污泥干化冷凝废水处理系统的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、污泥干化设备产生的冷凝废水均由各自污泥热干化废水池通过废水管道进入调节池进行均质化，减少污泥质量差异及不同干化设备带来的水质波动；调节池可设置多组且为高位连通；

步骤二、将均质化的废水引入溶气气浮装置，在溶气气浮装置内通过加压溶气气浮，在混凝剂及助凝剂协助下大量去除废水中的悬浮颗粒物及油质，之后经过换热器将废水温度降至深度处理能够承受的温度以下；在换热器后还设置了补水接口通过补水池混兑冷水以实现废水的直接降温；溶气气浮装置还通过污泥管道将工作过程中产生的污泥输送至污泥井或储泥池（12）中；

步骤三、将经过换热器的废水引入A/O池组，通过A/O工艺进行深度处理，去除废水中的COD及总氮；A/O池组中好氧池溢流端安装有好氧回流泵可进行混合液的回流，其中，缺氧池与换热器相连通，好氧池与沉淀池相连通；

步骤四、将经过深度处理的废水引入沉淀池进行泥水分离，沉淀池采取中心进水方式，在沉淀池中心设置连通管使污水从下至上由沉淀池中心顶部流入沉淀池；分离出的清液通过废水管道进入出水池通检测达标后进入达标废水池按要求排入管网；此外，达标废水还与补水池连接；当环境温度较大，换热器冷端温度过高时，可采用冷水直接混兑，启动时采用外部冷却水，待稳定运行后采用系统达标废水；

步骤五、将引入沉淀池进行泥水分离后产生的污泥通过污泥管道进入污泥井，由污泥井经过污泥管道进入储泥池并通过叠螺机进行处理；沉淀池中部分污泥通过污泥管道回流至A/O池组再利用；

步骤六、叠螺机处经过添加助凝剂处理污泥，而后，污泥部分排出至污泥地坑，过程中产生的废水部分通过废水管道回流至调节池再利用。

进一步的，在步骤二中，废水在溶气气浮装置中进行溶气气浮及降温步骤，溶气气浮反应时间为30min；混凝剂与助凝剂的比例为(10：1)~(30：1)，总浓度为150~250mg/L；混凝剂为聚合氯化铝，助凝剂为阴性聚丙烯酰胺。

进一步的，在步骤三中，A/O池组深度处理反应时间为10~20h；好氧池内的溶氧量控制在2.0~4.0mg/L；在污泥沉淀及处理步骤中，污泥沉淀的反应时间为4h；叠螺机在脱水过程中添加助凝剂，助凝剂为阳性聚丙烯酰胺。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明通过调节池进行均质化处置，可有效的避免差异性废水和污泥对后续施工的影响；

2）本发明通过溶气气浮装置的处理，利于去除废水中的大量去除废水中的悬浮颗粒物及油质，且通过换热器的操作可将废水温度保持在后续处理所需温度；此外，对于换热器的补水可通过外部冷水与自循环废水两种方式结合应用；

3）本发明通过A/O池组的设置，便于去除废水中的COD及总氮，且多组设置利于批量和规模化处理，其中好氧池和缺氧池间的回流设置，利于废水的充分处理；

4）本发明中通过废水和污泥两条处理线并可自循环的处理方式，可以实现整个系统节水节能优化，降低处置成本；将经过深度处理的废水引入沉淀池进行泥水分离，分离出的污泥再次进行干化。

本发明所述的污水处理过程不产生需要外排到其他处置设施的副产物，降低了冷凝废水处理费用，同时使得干化冷凝废水在排放上受地域影响更小，污泥干化设施建设的选择范围更大。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是污泥干化冷凝废水处理系统示意图；

图2是污泥干化冷凝废水处理系溶气气浮装置统示意图；

图3是污泥干化冷凝废水处理系统A/O池组及其连接装置示意图；

图4是污泥干化冷凝废水处理系统连接管道示意图。

附图标记：1-污泥热干化废水池、2-调节池、3-溶气气浮装置、31-气浮池搅拌机、32-刮渣机、33-气浮池、34-溶气罐、35-空压机、36-溶气泵、37-气阀门、4-换热器、5-补水池、6- A/O池组、61-好氧池、62-缺氧池、63-配水井、64-好氧回流泵、7-曝气池鼓风机组、8-沉淀池、9-出水池、10-达标废水池、11-污泥井、12-储泥池、13-叠螺机、14-污泥地坑。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种污泥干化冷凝废水处理系统，包含废水调节单元、连接于废水调节单元下游的悬浮颗粒去除单元、连接于悬浮颗粒去除单元下游的换热单元、以及连接于换热单元下游的深度处理单元和泥水分离单元；

本实施例中，废水调节单元包含与各污泥热干化废水池1连接的调节池2；悬浮颗粒去除单元包含连接于调节池2下游的溶气气浮装置3；换热单元包含连接于溶气气浮装置3下游的换热器4。深度处理单元包含连接于换热器4下游的A/O池组6、连接于换热器4和A/O池组6之间的补水池5以及连接于A/O池组6一侧的曝气池鼓风机组7；泥水分离单元包含沉淀池8、出水池9、达标废水池10、污泥井11、储泥池12和叠螺机13；沉淀池8、出水池9和达标废水池10依次连接且沉淀池8连接于A/O池组6下游，达标废水池10还与补水池5连接；污泥井11、储泥池12和叠螺机13依次连接且污泥井11连接于沉淀池8下游。

本实施例中，沉淀池8采取中心进水方式，在沉淀池8中心设置连通管使污水从下至上由沉淀池8中心顶部流入沉淀池8；沉淀池8还设置有回流装置通过污泥管道与缺氧池62连接。叠螺机13上还设置有加药装置，加药装置内填装有助凝剂；所述叠螺机13出口一端排出脱水污泥，另一端通过废水管道与调节池2连接。

如图2所示，溶气气浮装置3包含气浮池33、连接于气浮池33内部一侧的气浮池搅拌机31、连接于气浮池33外侧壁上的刮渣机32、连接于气浮池33外侧的溶气罐34、连接于溶气罐34和气浮池33之间的溶气泵36以及连接于溶气罐34一侧的空压机35，气浮池33与气浮池搅拌机31间、气浮池33与溶气罐34间设置有气阀门37。所述气浮池搅拌机31连接于气浮池33上游。气浮池33与调节池2通过废水管道连接，气浮池33通过污泥管道与污泥井11或储泥池12连接；气浮池33内还设置有加药装置，加药装置分为混凝部和助凝部。

如图3所示，A/O池组6包含好氧池61、连接于好氧池61一侧的缺氧池62、连接于缺氧池62一侧的配水井63、以及连接于好氧池61内部的好氧回流泵64；所述好氧回流泵64通过废水管道连接好氧池61和缺氧池62，且在废水管道上设置有开关阀门。其中，A池为缺氧池或厌氧池，O池为好氧池。

本实施例中，好氧池61、缺氧池62和配水井63组装式一体制作，多组间并联连接，且多组好氧池61、缺氧池62和配水井63间连接有曝气池鼓风机组7；所述好氧池61内还设置有好氧推进器、碱加药装置、微孔曝气装置、溶解氧监测仪和pH检测仪；缺氧池62内还设置有缺氧搅拌器。

本实施例中，在处理系统中废水通过废水管道进行输送或回流，污泥通过污泥管道输送或回流，在图4中通过实线加箭头表示废水管道和流向，通过虚线加箭头表示污泥管道和流向。PAM-表示助凝剂阳性聚丙烯酰胺；PAC表示混凝剂聚合氯化铝和PAM+表示助凝剂阴性聚丙烯酰胺。

结合图1至图4所示，进一步说明污泥干化冷凝废水处理系统的施工方法，具体步骤如下：

步骤一、污泥干化设备产生的冷凝废水均由各自污泥热干化废水池1通过废水管道进入调节池2进行均质化，减少污泥质量差异及不同干化设备带来的水质波动；调节池2可设置多组且为高位连通，便于在不影响废水处理的情况下进行底层清淤工作。

步骤二、将均质化的废水引入溶气气浮装置3，在溶气气浮装置3内通过加压溶气气浮，在混凝剂及助凝剂协助下大量去除废水中的悬浮颗粒物及油质，之后经过换热器4将废水温度降至深度处理能够承受的温度以下；在换热器4后还设置了补水接口通过补水池5混兑冷水以实现废水的直接降温；溶气气浮装置3还通过污泥管道将工作过程中产生的污泥输送至污泥井11中或储泥池（12）中；

废水在溶气气浮装置3中进行溶气气浮及降温步骤，溶气气浮反应时间为30min；混凝剂与助凝剂的比例为(10：1)~(30：1)，总浓度为150~250mg/L；混凝剂为聚合氯化铝，助凝剂为阴性聚丙烯酰胺。

步骤三、将经过换热器4的废水引入A/O池组6，通过A/O工艺进行深度处理，去除废水中的COD及总氮；A/O池组6中好氧池61溢流端安装有好氧回流泵64可进行混合液的回流；其中缺氧池62与换热器4相连通，好氧池61与沉淀池8相连通。

A/O池组6深度处理反应时间为10~20h；好氧池61内的溶氧量控制在2.0~4.0mg/L；在污泥沉淀及处理步骤中，污泥沉淀的反应时间为4h；叠螺机13在脱水过程中添加助凝剂，助凝剂为阳性聚丙烯酰胺。

步骤四、将经过深度处理的废水引入沉淀池8进行泥水分离，沉淀池8采取中心进水方式，在沉淀池8中心设置连通管使污水从下至上由沉淀池8中心顶部流入沉淀池8；分离出的清液通过废水管道进入出水池9通检测达标后进入达标废水池10按要求排入管网；此外，达标废水还与补水池5连接；当环境温度较大，换热器4冷端温度过高时，可采用冷水直接混兑，启动时采用外部冷却水，待稳定运行后采用系统达标废水。

步骤五、将引入沉淀池8进行泥水分离后产生的污泥通过污泥管道进入污泥井11，由污泥井11经过污泥管道进入储泥池12并通过叠螺机13进行处理；沉淀池8中部分污泥通过污泥管道回流至A/O池组6再利用，此外，储泥池12内设置搅拌装置。

步骤六、叠螺机13处经过添加助凝剂处理污泥，而后，污泥部分排出至污泥地坑14，过程中产生的废水部分通过废水管道回流至调节池2再利用。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种污泥干化冷凝废水处理系统，其特征在于，包含废水调节单元、连接于废水调节单元下游的悬浮颗粒去除单元、连接于悬浮颗粒去除单元下游的换热单元、以及连接于换热单元下游的深度处理单元和泥水分离单元；

所述废水调节单元包含与各污泥热干化废水池（1）连接的调节池（2）；

所述悬浮颗粒去除单元包含连接于调节池（2）下游的溶气气浮装置（3）；

所述换热单元包含连接于溶气气浮装置（3）下游的换热器（4）；

所述深度处理单元包含连接于换热器（4）下游的A/O池组（6）、连接于换热器（4）和A/O池组（6）之间的补水池（5）以及连接于A/O池组（6）一侧的曝气池鼓风机组（7）；

所述泥水分离单元包含沉淀池（8）、出水池（9）、达标废水池（10）、污泥井（11）、储泥池（12）和叠螺机（13）；

所述沉淀池（8）、出水池（9）和达标废水池（10）依次连接且沉淀池（8）连接于A/O池组（6）下游，达标废水池（10）还与补水池（5）连接；所述污泥井（11）、储泥池（12）和叠螺机（13）依次连接且污泥井（11）连接于沉淀池（8）下游。

2.如权利要求1所述的一种污泥干化冷凝废水处理系统，其特征在于，所述溶气气浮装置（3）包含气浮池（33）、连接于气浮池（33）内部一侧的气浮池搅拌机（31）、连接于气浮池（33）外侧壁上的刮渣机（32）、连接于气浮池（33）外侧的溶气罐（34）、连接于溶气罐（34）和气浮池（33）之间的溶气泵（36）以及连接于溶气罐（34）一侧的空压机（35）；所述气浮池搅拌机（31）连接于气浮池（33）上游。

3.如权利要求2所述的一种污泥干化冷凝废水处理系统，其特征在于，所述气浮池（33）与调节池（2）通过废水管道连接，气浮池（33）通过污泥管道与污泥井（11）或储泥池（12）连接；气浮池（33）内还设置有加药装置，加药装置分为混凝部和助凝部。

4.如权利要求1所述的一种污泥干化冷凝废水处理系统，其特征在于，所述A/O池组（6）包含好氧池（61）、连接于好氧池（61）一侧的缺氧池（62）、连接于缺氧池（62）一侧的配水井（63）、以及连接于好氧池（61）内部的好氧回流泵（64）；所述好氧回流泵（64）通过废水管道连接好氧池（61）和缺氧池（62），且在废水管道上设置有开关阀门；其中，缺氧池（62）与换热器（4）相连通，好氧池（61）与沉淀池（8）相连通。

5.如权利要求4所述的一种污泥干化冷凝废水处理系统，其特征在于，所述好氧池（61）、缺氧池（62）和配水井（63）组装式一体制作，多组间并联连接，且多组好氧池（61）、缺氧池（62）和配水井（63）间连接有曝气池鼓风机组（7）；所述好氧池（61）内还设置有好氧推进器、碱加药装置、微孔曝气装置、溶解氧监测仪和pH检测仪；缺氧池（62）内还设置有缺氧搅拌器。

6.如权利要求5所述的一种污泥干化冷凝废水处理系统，其特征在于，所述沉淀池（8）采取中心进水方式，在沉淀池（8）中心设置连通管使污水从下至上由沉淀池（8）中心顶部流入沉淀池（8）；沉淀池（8）还设置有回流装置通过污泥管道与缺氧池（62）连接。

7.如权利要求6所述的一种污泥干化冷凝废水处理系统，其特征在于，所述叠螺机（13）上还设置有加药装置，加药装置内填装有助凝剂；所述叠螺机（13）出口一端排出脱水污泥，另一端通过废水管道与调节池（2）连接。

8.一种污泥干化冷凝废水处理系统的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、污泥干化设备产生的冷凝废水均由各自污泥热干化废水池（1）通过废水管道进入调节池（2）进行均质化，减少污泥质量差异及不同干化设备带来的水质波动；调节池（2）可设置多组且为高位连通；

步骤二、将均质化的废水引入溶气气浮装置（3），在溶气气浮装置（3）内通过加压溶气气浮，在混凝剂及助凝剂协助下大量去除废水中的悬浮颗粒物及油质，之后经过换热器（4）将废水温度降至深度处理能够承受的温度以下；在换热器（4）后还设置了补水接口通过补水池（5）混兑冷水以实现废水的直接降温；溶气气浮装置（3）还通过污泥管道将工作过程中产生的污泥输送至污泥井（11）或储泥池（12）中；

步骤三、将经过换热器（4）的废水引入A/O池组（6），通过A/O工艺进行深度处理，去除废水中的COD及总氮；A/O池组（6）中好氧池（61）溢流端安装有好氧回流泵（64）可进行混合液的回流；其中，缺氧池（62）与换热器（4）相连通，好氧池（61）与沉淀池（8）相连通；

步骤四、将经过深度处理的废水引入沉淀池（8）进行泥水分离，沉淀池（8）采取中心进水方式，在沉淀池（8）中心设置连通管使污水从下至上由沉淀池（8）中心顶部流入沉淀池（8）；分离出的清液通过废水管道进入出水池（9）通检测达标后进入达标废水池（10）按要求排入管网；此外，达标废水还与补水池（5）连接；当环境温度较大，换热器（4）冷端温度过高时，可采用冷水直接混兑，启动时采用外部冷却水，待稳定运行后采用系统达标废水；

步骤五、将引入沉淀池（8）进行泥水分离后产生的污泥通过污泥管道进入污泥井（11），由污泥井（11）经过污泥管道进入储泥池（12）并通过叠螺机（13）进行处理；沉淀池（8）中部分污泥通过污泥管道回流至A/O池组（6）再利用；

步骤六、叠螺机（13）处经过添加助凝剂处理污泥，而后，污泥部分排出至污泥地坑（14），过程中产生的废水部分通过废水管道回流至调节池（2）再利用。

9.如权利要求8所述的一种污泥干化冷凝废水处理系统的施工方法，其特征在于，在步骤二中，废水在溶气气浮装置（3）中进行溶气气浮及降温步骤，溶气气浮反应时间为30min；混凝剂与助凝剂的比例为(10：1)~(30：1)，总浓度为150~250mg/L；混凝剂为聚合氯化铝，助凝剂为阴性聚丙烯酰胺。

10.如权利要求8所述的一种污泥干化冷凝废水处理系统的施工方法，其特征在于，在步骤三中，A/O池组（6）深度处理反应时间为10~20h；好氧池（61）内的溶氧量控制在2.0~4.0mg/L；在污泥沉淀及处理步骤中，污泥沉淀的反应时间为4h；叠螺机（13）在脱水过程中添加助凝剂，助凝剂为阳性聚丙烯酰胺。

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