CN115069089A - 一种正渗透污泥深度脱水装置 - Google Patents

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田锋
刘辉
靳焱
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Abstract

本发明涉及一种正渗透污泥深度脱水装置,包括脱水壳体,脱水壳体的内部为脱水空腔,脱水空腔内设置有可拆卸膜组,可拆卸膜组件将脱水空腔分隔形成驱动液室和污泥液室,驱动液室内装填有驱动液,污泥液室内部装填有污泥液,脱水壳体的一端设置有驱动液入口,驱动液入口与驱动液室相连通,脱水壳体的另一端设置有驱动液出口,驱动液出口与驱动液室相连通;脱水壳体的一端设置有污泥液入口;可拆卸膜组件包括正渗透膜、第一隔板和第二隔板,第一隔板上设置第一透水孔;第二隔板上设置第二透水孔。本发明可实现污泥的深度脱水,极大程度地节约污泥脱水过程的能耗与经济成本;同时,还具有出水水质佳、脱水效率高、占地面积小以及操作简单的特点。

Description

一种正渗透污泥深度脱水装置
技术领域
本发明涉及一种正渗透污泥深度脱水装置。
背景技术
城镇污水处理厂数量和规模不断扩大,大量的剩余污泥亟待处理处置。污泥高效、深度脱水是污泥处理处置的核心,为实现污泥无害化、减量化、稳定化、资源化,亟需开发绿色环保、低能耗、高效率的污泥脱水技术。同时,污泥中包含大量难降解的有毒成分,如有机物、重金属、病原微生物及寄生虫卵等,甚至包含随人类排泄物排出的新冠病毒,进行绿色、节能、合理的污泥处理处置,有利于打造健康的人居环境,具有巨大的经济效益和社会效益。
剩余污泥的初始含水率高达99%以上,经浓缩处理后泥水液体呈糊状,含水率约95%;再经由机械脱水处理后含水率降低到80~85%,成为湿污泥滤饼。污泥中的水分主要包含自由水、间隙水及结合水,约占水总量的70%以上,其中,间隙水主要被污泥中胞外聚合物(EPS)所保持,包括松散EPS及紧缚EPS,结合水主要束缚在细胞内部。污泥脱水效率及能耗直接影响到污水处理厂的效益及污泥减量的效果,剩余污泥的脱水成本因各国处理处置技术或应达到的程度而异,通常占总运营成本的60%以上。
目前,我国主要以机械脱水技术为主,传统机械污泥浓缩脱水技术脱水效率低、能耗过高、占地面积大、建设运行费用高、能耗高、污染物截留性能差,大量污泥液回流易对污水处理厂造成瞬时冲击,影响污水处理系统的稳定运行。同时,受限于工艺及机械设备本身的缺陷,传统机械污泥浓缩脱水技术只能脱去自由水和部分间隙水,泥饼含水率仍高达80%以上,且脱水过程能耗过高,难以满足后续处理处置要求。另一方面,传统污泥脱水技术占地面积大、建设运行费用高、能耗高,澄清过程的出水难以达到严格的规定,产生有机物、氮、磷浓度较高的污泥液需通过回流或增设处理设备进行深度处理,而大量污泥液回流易对污水处理厂造成瞬时冲击,影响污水处理系统的稳定运行,这不仅增加了脱水过程的成本,而且使污泥脱水过程复杂化。
随着膜制造成本降低,因膜分离装置占地面积小、操作程序简单、化学药剂添加量少、可广泛去除各种污染物,故在污水处理与资源化中应用潜能巨大,已成为前沿脱水技术。目前,主要以压力过滤为代表的微滤被较多应用于污泥浓缩,但出水水质欠佳、膜污染严重、运行能耗高。相较于传统膜分离技术,正渗透(FO)技术无需外加压力,仅依靠溶液自身的渗透压驱动,具有膜污染小、能耗低、污染物截留性能好、耐受料液浓度高等优点。然而,正渗透膜两侧扫流模式的传统正渗透脱水,由于原料液侧污泥浓度不断升高、粘度急剧增加,污泥流动性变差乃至不流动,故能耗急剧增高且难以进一步脱水,难以实现更高的脱水效率。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题,本发明的主要目的在于提供一种正渗透污泥深度脱水装置。
本发明的技术方案是这样的:
一种正渗透污泥深度脱水装置,包括脱水壳体,所述脱水壳体的内部为脱水空腔,所述脱水空腔内设置有可拆卸膜组,所述可拆卸膜组件将所述脱水空腔分隔形成驱动液室和污泥液室,所述驱动液室内装填有驱动液,所述污泥液室内部装填有污泥液,所述脱水壳体的一端设置有驱动液入口,且所述驱动液入口与所述驱动液室相连通,所述脱水壳体的另一端设置有驱动液出口,且所述驱动液出口与所述驱动液室相连通;所述脱水壳体的一端设置有污泥液入口,且所述污泥液入口与所述污泥液室相连通,其中:所述可拆卸膜组件包括正渗透膜、第一隔板和第二隔板,所述第一隔板设置在所述正渗透膜的一侧,且所述第一隔板上均匀设置有多个第一透水孔;所述第二隔板设置在所述正渗透膜的另一侧,且所述第二隔板上设置有多个第二透水孔。
所述脱水壳体固定设置在混凝土基座上,所述脱水壳体为水平放置的圆柱体,所述可拆卸膜组件为圆环形,且所述可拆卸膜组件沿所述脱水壳体的中心轴线方向设置。
所述污泥液室位于所述可拆卸膜组件的内部,所述驱动液室位于所述可拆卸膜组件的外部,所述污泥液室内部设置有变螺距蛟龙轴,所述变螺距蛟龙轴的一端与位于所述混凝土基座上方的驱动电机的输出轴固定连接,所述变螺距蛟龙轴在所述驱动电机的驱动下进行转动。
所述正渗透膜、第一隔板以及第二隔板的横截面均为圆环形,所述第一隔板设置在所述正渗透膜面向所述污泥液室的内侧壁,所述第二隔板设置在正渗透膜面向所述驱动液室的外侧壁。
所述混凝土基座的左端固定设置有第一支撑架,所述第一支撑架上固定设置有所述驱动电机,所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述变螺距蛟龙轴的左端固定连接;
所述混凝土基座的右端固定设置有第二支撑架,所述第二支撑架上设置有固定座,所述变螺距蛟龙轴的右端通过轴承设置在所述固定座中。
所述污泥液室的右端下侧壁设置有泥饼出口,所述脱水壳体的右端下方设置有污泥斗,所述污泥斗的进料口与所述泥饼出口相连接;
所述混凝土基座的右侧设置有第三支撑架,所述污泥斗设置在所述第三支撑架上。
所述第一隔板的材料为尼龙或PVC或铝合金或不锈钢中的任一种;所述第二隔板的材料为尼龙或PVC或铝合金或不锈钢中的任一种;
所述正渗透膜为醋酸纤维素膜、薄膜复合材料膜、三醋酸纤维素膜、三醋酸纤维素活性层嵌入聚酯支撑筛网膜、薄膜复合膜中的任一种。
所述第一隔板的外径与所述正渗透膜的内径相等,且所述正渗透膜的内侧壁抵靠在所述第一隔板的外侧壁上;
所述第二隔板的内径与所述正渗透膜的外径相等,且所述正渗透膜的外侧壁抵靠在所述第一隔板的内侧壁上。
所述脱水壳体为水平放置的长方体,所述可拆卸膜组件水平设置,所述可拆卸膜组件的形状为方形,所述可拆卸膜组件设置在所述脱水壳体的下部,所述污泥液室位于所述可拆卸膜组件的上方,所述驱动液室位于所述可拆卸膜组件的下方,其中:
所述可拆卸膜组件的左端与所述脱水壳体的内部左侧壁连接,且所述可拆模组件的右端与所述脱水壳体的内部右侧壁连接,所述第一隔板位于所述正渗透膜的上方,且所述第二隔板位于所述正渗透膜的下方;
所述污泥液室的底部且位于所述第一隔板的上方设置有螺纹驱动轴,所述螺纹驱动轴上设置有刮泥板。
所述污泥液入口设置在所述脱水壳体的上端左侧,所述脱水壳体的右侧位于所述污泥液室的底部位置设置有排泥口;
所述脱水壳体的左侧设置有驱动液池,所述驱动液池的底部通过第一输送管与驱动液扫流泵的进液口相连通,所述驱动液扫流泵的出液口通过第二输送管与所述驱动液室相连通;
所述驱动液室的右侧设置有回流口,所述回流口通过第三输送管与所述驱动液池相连通。
本发明具有以下优点和有益效果:本发明实施例提供的一种正渗透污泥深度脱水装置,可实现污泥深度脱水,极大程度地节约污泥脱水过程的能耗与经济成本;同时,相比于传统机械脱水及压力膜脱水技术,本发明具备能耗节省、出水水质佳、脱水效率高、占地面积小以及操作简单的特点,避免高浓度的污泥液回流对污水处理厂造成瞬时的冲击,具备极高的实际应用价值;此外,本发明的驱动液选型灵活,就地取材,可达到一举两得的效果,例如,以海水淡化后的高浓度卤液,或食品制造厂等工业残余的盐水为驱动液,可实现卤水的稀释并达标排放;以可溶性肥料为驱动溶质,稀释后的驱动液可用于水肥一体化灌溉或无土栽培。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的正渗透污泥深度脱水装置的主视结构示意图。
图2为本发明实施例1提供的正渗透污泥深度脱水装置的剖视结构示意图。
图3为图2中A处位置的放大结构示意图。
图4为本发明实施例2提供的正渗透污泥深度脱水装置的主视结构示意图。
图5为本发明实施例提供的正渗透污泥深度脱水装置在不同驱动液浓度下进行死端正渗透的1/J和v的关系示意图。
图6为本发明实施例提供的正渗透污泥深度脱水装置在进行死端正渗透10h后各浓度驱动液时泥饼含水率的示意图。
图7为本发明实施例提供的正渗透污泥深度脱水装置在阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)投加量为0~5‰时进行死端正渗透的1/J和v的关系示意图。
图8为本发明实施例提供的正渗透污泥深度脱水装置在进行死端正渗透10h后不同CPAM投加量时泥饼含水率的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”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,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“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,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1至图3所示:为本发明实施例1提供的正渗透污泥深度脱水装置,包括脱水壳体100,所述脱水壳体100的内部为脱水空腔,所述脱水空腔内设置有可拆卸膜组300;所述可拆卸膜组件300将所述脱水空腔分隔形成驱动液室101和污泥液室102,所述驱动液室101内装填有驱动液,所述污泥液室102内部装填有污泥液;所述脱水壳体100的一端设置有驱动液入口110,且所述驱动液入口110与所述驱动液室101相连通,所述脱水壳体100的另一端设置有驱动液出口111,且所述驱动液出口111与所述驱动液室101相连通;所述可拆卸膜组件300包括正渗透膜303、第一隔板301和第二隔板302,所述第一隔板301设置在所述正渗透膜303的一侧,且所述第一隔板301上均匀设置有多个第一透水孔(图中未示出);所述第二隔板302设置在所述正渗透膜303的另一侧,且所述第二隔板上设置有多个第二透水孔(图中未示出)。
所述脱水壳体100固定设置在混凝土基座200上,所述脱水壳体100为水平放置的圆柱体,所述可拆卸膜组件300的横截面为多层同心圆环,如图2所示,且所述可拆卸膜组件300沿所述脱水壳体100的中心轴线方向设置。
所述污泥室102位于所述可拆卸膜组件300的内部,所述驱动液室101位于所述可拆卸膜组件300的外部,所述污泥液室102内部设置有变螺距蛟龙轴103,所述变螺距蛟龙轴103上设置有叶片130,所述变螺距蛟龙轴103的一端与位于所述混凝土基座200上方的驱动电机104的输出轴固定连接,所述变螺距蛟龙轴103在所述驱动电机104的驱动下进行转动。
所述正渗透膜303、第一隔板301以及第二隔板302的横截面均为圆环形,所述第一隔板301设置在所述正渗透膜303的内侧壁,所述第二隔板302设置在正渗透膜303的外侧壁;所述脱水壳体100一端下方设置有污泥斗106,所述污泥斗106的进料口与所述污泥液室102相连通;所述脱水壳体100的一端设置有污泥液入口112,且所述污泥液入口112与所述污泥液室102相连通。
所述混凝土基座200的左端固定设置有第一支撑架201,所述第一支撑架201上固定设置有所述驱动电机104,所述驱动电机104的输出轴通过联轴器107与所述变螺距蛟龙轴103的左端固定连接。通过上述设计,所述变螺距蛟龙轴103通过联轴器107在驱动电机104的驱动下进行转动。
所述混凝土基座200的右端固定设置有第二支撑架202,所述第二支撑架202上设置有固定座204,所述变螺距蛟龙轴103的右端通过轴承设置在所述固定座204中。也即变螺距蛟龙轴103的右端通过轴承实现与固定座204的转动连接。
所述污泥液室102的右端下侧壁设置有泥饼出口108,所述脱水壳体100的右端下方设置有污泥斗106,所述污泥斗106的进料口与所述泥饼出口108相连接。
所述混凝土基座200的右侧设置有第三支撑架203,所述污泥斗106设置在所述第三支撑架203上,且第三支撑架203还对脱水壳体100的右端进行支撑。同时,所述混凝土基座200的左侧还设置有第四支撑架205,所述脱水壳体100的左端设置在所述第四支撑架205上。通过上述设计,也即在混凝土基座200通过第四支撑架205和第三支撑架203对脱水壳体100的两端进行支撑和固定连接,安全可靠性得到提升。
所述第一隔板301的材料为尼龙或PVC或铝合金或不锈钢中的任一种;所述第二隔板302的材料为尼龙或PVC或铝合金或不锈钢中的任一种。
所述正渗透膜303为醋酸纤维素膜(也即CA膜)、薄膜复合材料膜(也即TFC膜)、三醋酸纤维素膜(也即CTA膜)、三醋酸纤维素活性层嵌入聚酯支撑筛网膜(也即CTA-ES膜)、薄膜复合膜(也即TFC膜)中的任一种。
所述第一隔板301的外径与所述正渗透膜303的内径相等,且所述正渗透膜303的内侧壁抵靠在所述第一隔板301的外侧壁上。
所述第二隔板302的内径与所述正渗透膜303的外径相等,且所述正渗透膜303的外侧壁抵靠在所述第二隔板302的内侧壁上。
所述驱动液室101内安装有温度控制器和流量检测器,且所述污泥液室102内安装有液压检测器。
实施例2
如图4所示,为本发明实施例2提供的正渗透污泥深度脱水装置,所述脱水壳体100可为水平放置的长方体,此时,所述可拆卸膜组件300为水平设置,所述可拆卸膜组件300的形状为方形,所述可拆卸膜组件300沿水平方向设置在所述脱水壳体100的下部,所述污泥液室102位于所述可拆卸膜组件300的上方,所述驱动液室101位于所述可拆卸膜组件300的下方,其中:
所述可拆卸膜组件300的左端与所述脱水壳体100的内部左侧壁连接,且所述可拆模组件300的右端与所述脱水壳体100的内部右侧壁连接,所述第一隔板301位于所述正渗透膜303的上方,且所述第二隔板302位于所述正渗透膜303的下方;
所述污泥液室102的底部且位于所述第一隔板301的上方设置有螺纹驱动轴105,所述螺纹驱动轴105上设置有刮泥板109。通过设置的刮泥板109,方便对水平放置的所述可拆模组件300中第一隔板301上堆积的泥饼进行清理。
所述污泥液入口112设置在所述脱水壳体100的上端左侧,所述脱水壳体100的右侧位于所述污泥液室102的底部位置设置有排泥口126;所述脱水壳体100的左侧设置有驱动液池107,所述驱动液池107的底部通过第一输送管121与驱动液扫流泵118的进液口相连通,所述驱动液扫流泵118的出液口通过第二输送管122与所述驱动液室101相连通;所述驱动液室101的右侧设置有回流口128,所述回流口128通过第三输送管123与所述驱动液池107相连通。
本发明实施例提供的一种正渗透污泥深度脱水装置,主要分为三个部分,即污泥液室102、驱动液室101、可拆卸膜组件300;污泥液室102含污泥液入口112、液压检测器、排泥口126等,驱动液室101含驱动液入口110、温度控制器、流量监测器、驱动液出口111等。其中,驱动液室101的容积根据处理污泥的规模决定。通过控制驱动液扫流泵118的流量来调节驱动液的循环流动,从而控制扫流速度,驱动液扫流泵118的选型根据驱动液室101的容量、膜面积及材料强度、待脱水污泥含水率等决定,至少一用一备,视选择的扫流泵型号及处理污泥的规模而定。温度控制器和流量监测器安装在驱动液室101,用于实时监测驱动液的扫流情况。液压检测器安装在污泥液室102,用于检测泥饼的含水率。
待脱水污泥经污泥液入口112流入污泥液室102,单次进泥量由污泥性质、处理规模等条件决定;采用变螺距结构(也即变螺距铰龙轴103)将污泥缓速推动,进泥速度需进行调整,使脱水后泥饼达到规定脱水标准,此外,变螺距蛟龙轴103应具有防水、防腐、强度高等基本性能,可采取不锈钢等材质;在污泥液室102末端设置泥饼出口126,泥饼经泥饼出口126排出,如图4所示。
本发明实施例提供的一种正渗透污泥深度脱水装置,以30.8g/L污泥为原料液,以各浓度NaCl为驱动液,扫流速度为3.0cm/s时死端正渗透10h,过滤速度的倒数(1/J)随单位死端正渗透膜面积透过的水的体积(v)变化,如图5所示。由图可知,随着v增大,1/J先线性增加,后急剧上升;故类似于传统压力脱水过滤,死端正渗透污泥脱水过程可分为过滤阶段和压缩阶段。过滤阶段决定初期污泥脱水的耗时及脱水难易程度,而压缩阶段影响滤饼最终的含水率,因此,通过控制两阶段脱水过程,可实现快速、高效的脱水工艺。图6显示了死端正渗透10h后各浓度驱动液下最终泥饼含水率(R10)。由图可知,随着驱动液浓度(CDS)的升高,泥饼含水率(R10)不断下降且趋势变缓,驱动液浓度为3M时,污泥含水率低至73.3%。
图7显示了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)投加量为0~5‰时死端正渗透的1/J和v的关系。由图可知,在0~3‰内,随着投加量增大,初期过滤速度的倒数(1/J0,J0为0时刻的过滤速度)降低,表明初期过滤速度增大,而且过滤阶段时1/J增长趋势逐渐变缓;添加3‰CPAM时,过滤阶段的1/J显著降低,单位正渗透膜面积渗透的水的体积v更大,表明大量的游离水得到释放;由3‰增加至5‰时,过滤阶段的1/J升高,压缩阶段1/J上升趋势变大,这可能由于过量投加CPAM增强污泥颗粒间的静电斥力,减弱絮凝作用,不利于污泥脱水。图8显示了死端正渗透10h后不同CPAM投加量下最终泥饼含水率。由图可知,随着絮凝剂投加量增大,泥饼含水率降低且趋势变缓;当投加量为3‰时,污泥含水率低至69.2%。
表1显示了原泥上清液、超滤(超滤膜截留分子量为10kDa,过滤压力为100kPa)出水和本发明实施例的代表性出水水质。由表1可知,本发明实施例的死端正渗透出水,明显优于超滤出水水质,TOC、NH4 +-N、NO3 --N与TP分别低至7.9、3.8、1.2、0.2mg/L,相比于原泥上清液,去除率分别为94.9%、91.8%、85.2%、99.2%。出水中的TOC和TP分别低于8.0mg/L和0.5mg/L,即有机物和氮磷指标同时满足GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准以及GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准,表明本发明技术的出水水质良好。
表1原泥上清液、超滤出水和本发明死端正渗透出水的水质情况
Figure BDA0003763703400000101
本发明实施例的正渗透污泥深度脱水装置,具有以下突出优点:
1、采用驱动液侧扫流,污泥液侧缓速推动的死端模式,能耗低、脱水效率高,可在短时间内将含水率降至80%以下;
2、驱动液选型灵活,就地取材,如可采用海水或海水淡化后的浓卤液作驱动液,可同步实现高浓度卤液稀释与污泥深度脱水,亦可采用待稀释肥料为驱动液,稀释的液肥可用于水肥一体化灌溉、无土栽培等;
3、正渗透膜出水水质高,且出水水质可达一级A标准,无需回流,减轻污水处理系统负担。
本发明可作为污泥浓缩并脱水一体化技术,自污水处理厂排出的剩余污泥,经本发明技术可在初期迅速而高效地将污泥浓缩,当采用待稀释化肥或工业废水等为驱动液时,剩余污泥中的大量水分得到利用;在进一步的污泥脱水阶段,可使污泥含水率进一步降低,达到污水处理厂污泥外运或处理处置的要求。
本发明除直接采用正渗透技术进行浓缩和脱水外,还可根据污泥的性质及目标含水率,投加污泥调理剂进行前处理,如阳离子聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、三氯化铁等,实现更深度的脱水效果。
本工艺可与压滤或离心脱水技术相结合,设正渗透污泥脱水区与传统机械技术预留区。在含水率较高的初期,采用正渗透进行污泥浓缩,高效汲取并回收剩余污泥中的水分;在后期采用叠螺式污泥脱水模块、离心脱水模块对污泥进行进一步深度脱水,可有效提高出水水质,并降低泥饼含水率。
本发明工艺及装置不仅适用于污泥脱水,也可应用于任何需浓缩或深度脱水的物料,都可经本发明进行水分脱除。
本发明待脱水剩余污泥可为浓缩后污泥,也可为含水率较高的剩余污泥,不限定污泥性质和来源。
正渗透驱动液选型灵活,驱动液种类及浓度根据具体工程实际中待脱水的剩余污泥浓度及泥饼用途而定。
本发明可在实现污泥深度脱水的同时,灵活应用于多种场景,实现一举多得的效果。例如:1)沿海城市可直接采用海水作为驱动液进行污泥脱水。2)海水淡化后的浓卤液若直接排海,会严重破坏海洋生态系统,故,本发明技术中可利用浓卤液作为驱动液,实现污泥深度脱水且有效稀释浓卤液保护生态环境。3)无土栽培和液肥作为一种新兴的现代农业技术,具有营养成分全面、吸收速度快、利用率高、替代水肥、无毒无害、不污染环境或板结土壤等优势;故,本发明技术中可采用待稀释肥料作驱动液,利用污泥液中的水分稀释肥料生成液肥或商用营养液,同时高浓度的肥料可产生较强的驱动力实现污泥深度脱水。4)工业废水或食品废水中含有大量的高浓度混合废液,对环境造成严重不利影响,采用高浓度食品生产废水或工业废水作驱动液,从而稀释废水,并实现污泥深度脱水。
本发明实施例提供的一种正渗透污泥深度脱水装置,通过控制驱动液扫流泵的流量调节驱动液的循环流动,从而控制扫流速度;污泥液室中的变螺距蛟龙轴旋转推速根据FO膜脱水能力、最终泥饼含水率等决定,旋转推速应适宜。
本发明实施例提供的一种正渗透污泥深度脱水装置,当驱动液侧被污泥出水稀释,驱动液池一侧液位升高,当水位超过溢流管时,经过度稀释的低浓度驱动液经溢流管流出,高浓度的驱动液经驱动液投加口流入,实现驱动液浓度的动态稳定。
本发明实施例提供的一种正渗透污泥深度脱水装置,不限于通过液压传感器推测某时刻时的泥饼含水率,亦可通过其他手段对污泥实时含水率进行监测;驱动液室中安装温度控制器和流量监测器,用于实时监测驱动液的扫流情况。
本发明实施例提供的一种正渗透污泥深度脱水装置,采用正渗透技术进行污泥深度脱水,隔板开孔比由膜材料、处理规模等条件决定;驱动液室容积根据处理规模决定,应保证足够空间容纳经正渗透膜流入驱动液侧的污泥出水,避免驱动液被快速稀释导致的脱水能力降低的情况;驱动液扫流泵的选型根据驱动液室容量、膜面积及材料强度、待脱水污泥含水率等决定;可采用正渗透技术和机械技术相结合的方式,不仅利用污泥中的水分,且使污泥含水率在短时间内降至更低,减少能耗。
最后应说明的是:以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于:包括脱水壳体,所述脱水壳体的内部为脱水空腔,所述脱水空腔内设置有可拆卸膜组,所述可拆卸膜组件将所述脱水空腔分隔形成驱动液室和污泥液室,所述驱动液室内装填有驱动液,所述污泥液室内部装填有污泥液,所述脱水壳体的一端设置有驱动液入口,且所述驱动液入口与所述驱动液室相连通,所述脱水壳体的另一端设置有驱动液出口,且所述驱动液出口与所述驱动液室相连通;所述脱水壳体的一端设置有污泥液入口,且所述污泥液入口与所述污泥液室相连通,其中:所述可拆卸膜组件包括正渗透膜、第一隔板和第二隔板,所述第一隔板设置在所述正渗透膜的一侧,且所述第一隔板上均匀设置有多个第一透水孔;所述第二隔板设置在所述正渗透膜的另一侧,且所述第二隔板上设置有多个第二透水孔。
2.根据权利要求1所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述脱水壳体固定设置在混凝土基座上,所述脱水壳体为水平放置的圆柱体,所述可拆卸膜组件为圆环形,且所述可拆卸膜组件沿所述脱水壳体的中心轴线方向设置。
3.根据权利要求2所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述污泥液室位于所述可拆卸膜组件的内部,所述驱动液室位于所述可拆卸膜组件的外部,所述污泥液室内部设置有变螺距蛟龙轴,所述变螺距蛟龙轴的一端与位于所述混凝土基座上方的驱动电机的输出轴固定连接,所述变螺距蛟龙轴在所述驱动电机的驱动下进行转动。
4.根据权利要求2所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述正渗透膜、第一隔板以及第二隔板的横截面均为圆环形,所述第一隔板设置在所述正渗透膜面向所述污泥液室的内侧壁;所述第二隔板设置在正渗透膜面向所述驱动液室的外侧壁。
5.根据权利要求1所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述混凝土基座的左端固定设置有第一支撑架,所述第一支撑架上固定设置有所述驱动电机,所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述变螺距蛟龙轴的左端固定连接;
所述混凝土基座的右端固定设置有第二支撑架,所述第二支撑架上设置有固定座,所述变螺距蛟龙轴的右端通过轴承设置在所述固定座中。
6.根据权利要求1所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述污泥液室的右端下侧壁设置有泥饼出口,所述脱水壳体的右端下方设置有污泥斗,所述污泥斗的进料口与所述泥饼出口相连接;
所述混凝土基座的右侧设置有第三支撑架,所述污泥斗设置在所述第三支撑架上。
7.根据权利要求1所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述第一隔板的材料为尼龙或PVC或铝合金或不锈钢中的任一种;所述第二隔板的材料为尼龙或PVC或铝合金或不锈钢中的任一种;
所述正渗透膜为醋酸纤维素膜、薄膜复合材料膜、三醋酸纤维素膜、三醋酸纤维素活性层嵌入聚酯支撑筛网膜、薄膜复合膜中的任一种。
8.根据权利要求6所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述第一隔板的外径与所述正渗透膜的内径相等,且所述正渗透膜的内侧壁抵靠在所述第一隔板的外侧壁上;
所述第二隔板的内径与所述正渗透膜的外径相等,且所述正渗透膜的外侧壁抵靠在所述第一隔板的内侧壁上。
9.根据权利要求1所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述脱水壳体为水平放置的长方体,所述可拆卸膜组件水平设置,所述可拆卸膜组件的形状为方形,所述可拆卸膜组件设置在所述脱水壳体的下部,所述污泥液室位于所述可拆卸膜组件的上方,所述驱动液室位于所述可拆卸膜组件的下方,其中:
所述可拆卸膜组件的左端与所述脱水壳体的内部左侧壁连接,且所述可拆模组件的右端与所述脱水壳体的内部右侧壁连接,所述第一隔板位于所述正渗透膜的上方,且所述第二隔板位于所述正渗透膜的下方;
所述污泥液室的底部且位于所述第一隔板的上方设置有螺纹驱动轴,所述螺纹驱动轴上设置有刮泥板。
10.根据权利要求9所述的正渗透污泥深度脱水装置,其特征在于,所述污泥液入口设置在所述脱水壳体的上端左侧,所述脱水壳体的右侧位于所述污泥液室的底部位置设置有排泥口;
所述脱水壳体的左侧设置有驱动液池,所述驱动液池的底部通过第一输送管与驱动液扫流泵的进液口相连通,所述驱动液扫流泵的出液口通过第二输送管与所述驱动液室相连通;
所述驱动液室的右侧设置有回流口,所述回流口通过第三输送管与所述驱动液池相连通。
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