CN115215524A - 一种污泥浓缩系统及污泥浓缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种污泥浓缩系统及污泥浓缩方法，污泥浓缩系统包括分离浓缩装置、浮泥脱气装置、污泥储存池、脱离液储存池、浮泥储存池和真空泵；分离浓缩装置通过管道连接污泥储存池，管道上设有阀门一和阀门二；脱离液储存池与管道连通，连通处位于阀门一和阀门二之间，在脱离液储存池和管道的通路上设有阀门三；管道、浮泥脱气装置和浮泥储存池依次连通；浮泥脱气装置和管道的通路上设有阀门四，在浮泥脱气装置和浮泥储存池的通路上设有阀门五；真空泵通过真空管依次与分离浓缩装置和浮泥脱气装置连通，在真空管上分离浓缩装置和浮泥脱气装置之间设有阀门六。本发明污泥浓缩方法包括真空形成工序；给泥发泡工序；浮起浓缩工序和固液分离工序。

Description

一种污泥浓缩系统及污泥浓缩方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥浓缩系统及污泥浓缩方法。

背景技术

在城市污水处理过程中会产生大量的污泥，随着污水的产生量加大，污水处理厂的处理负荷增大，产生了大量的污泥。一个城市污水处理厂每天所产生的污泥量约为污水处理量的0.5％-1.0％(体积比)，但污泥处理、处置所需的费用则污水处理大致相当。无论是哪种处理及处置方式，通常首先对剩余活性污泥进行浓缩，以减少所需处理的污泥体积，方便污泥的输送及后续处理处置工艺的运行。

污泥重力浓缩法是利用污泥颗粒的可沉淀性能，在重力场的作用下产生沉淀作用，以达到污泥浓缩的目的。污泥气浮浓缩法是设法在污泥混合液内部通大量密集的微气泡，使其与污泥颗粒相粘附，形成整体比重小于水的“气-泥”絮体，依靠浮力上浮至水面，从而完成固液分离而使污泥浓缩。剩余活性污泥的絮体小，结构松散，其比重接近于水，因而沉淀作用十分缓慢，另一方面，活性污泥颗粒与微气泡的粘附性相当好，因而采用气浮法浓缩效果极佳。但目前的气浮法主要由加压气浮浓缩、常压气浮浓缩及减压气浮浓缩。相比比较前两种气浮法，减压气浮法浓缩污泥所需的设备占地面积小且浓缩效果更好。目前针对污泥气浮法浓缩有了相应研究，其中有在真空的减压容器的顶部设置供泥口且在下部设有排出口的可密封的减压容器配置在高于大气压与减压容器内的污泥压力平衡的高度的位置，该大气压作用于将污泥排出管的下端密封的液面，该污泥排出管用于从该减压容器的排出口以及自然落下的方式排出。该减压气浮法针对污泥中含有的气体并没有特别处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥浓缩系统和污泥浓缩方法，其能够充分发挥污泥浓缩效果，更容易地排出浓缩污泥，同时能够连续高效地实施污泥浓缩操作，且本发明的污泥浓缩系统结构精简、且紧凑。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种污泥浓缩系统，包括分离浓缩装置、浮泥脱气装置、污泥储存池、脱离液储存池、浮泥储存池和真空泵；所述分离浓缩装置底部通过管道连接所述污泥储存池，且所述管道上设置有阀门一和阀门二；所述的脱离液储存池设置于所述分离浓缩装置的下方并与所述管道连通，且连通处位于所述阀门一和所述阀门二之间，在所述脱离液储存池和所述管道的通路上设置有阀门三(相当于在所述连通处与所述脱离液储存池之间设置有阀门三，用于控制脱离液进入所述脱离液储存池中)；所述管道、所述浮泥脱气装置和所述浮泥储存池依次连通(且所述浮泥脱气装置和所述管道的连通处也位于所述阀门一和所述阀门二之间)，且在所述浮泥脱气装置和所述管道的通路上设置有阀门四，在所述浮泥脱气装置和所述浮泥储存池的通路上设置有阀门五(具体的，所述的阀门四用于控制浮泥进入所述浮泥脱气装置中，所述的阀门五用于控制脱气后的浮泥进入所述浮泥储存池中)；所述的真空泵通过真空管依次与所述分离浓缩装置和所述浮泥脱气装置连通，且在所述真空管上所述分离浓缩装置和所述浮泥脱气装置之间还设置有阀门六(即在分离浓缩装置和浮泥脱气装置的通路上设置阀门六)。具体的，通过真空泵能够容易地形成负压状态，并能够可靠地实现原污泥的固液分离和浮起浓缩，同时能够将浮起污泥顺利地输送到浮泥脱气装置中；该浓缩系统能够通过精简的结构实现充分的污泥浓缩效果，更容易地排出浓缩污泥，并且能够连续高效地实现污泥浓缩操作。随着负压状态使污泥向分离浓缩装置中泵入，使原污泥中的溶解气体发泡，将原污泥分离为含有发泡气体的分离污泥和脱离液，其结果是能够有效且可靠的实现污泥的固液分离，同时能够在不停止的状态下连续且高效的实施这种固液分离。优选的，本发明的浓缩系统还具有浮泥脱气装置，能够使通过分离浓缩装置获得的具有高浓度高粘度的浮起污泥脱气，从而能有效且可靠地固气分离为脱气污泥和气体，且同时还能够提高污泥密度，使输送和处理变得容易。

进一步地，所述的污泥浓缩系统还包括真空计量器，所述的真空计量器设置于所述分离浓缩装置的顶部，且所述真空计量器分别与所述分离浓缩装置和所述真空泵连通；在所述真空计量器和所述分离浓缩装置的通路上设置有阀门七；在所述真空计量器和所述真空泵的通路上设置有阀门八。

进一步地，所述的污泥储存池设置于所述分离浓缩装置的正下方，所述的管道竖直的连接在所述分离浓缩装置和所述污泥储存池之间；所述的阀门一设置在靠近所述分离浓缩装置处，所述的阀门二设置在靠近所述污泥储存池处。优选地，将所述污泥储存池设置于所述分离浓缩装置的正下方，且所述管道竖直连接在所述分离浓缩装置和所述污泥储存池之间，此设计使得污泥能够竖直的泵入到分离浓缩装置中，污泥中的溶解气体在负压状态下发泡，并且使该分离污泥随着发泡气体竖直向上浮起，其结果是能够形成较厚的浮起的分离污泥层，而且还能够通过压实分离污泥来提高浮泥的浓缩效果。

一种污泥浓缩方法，采用上述污泥浓缩系统，包括如下步骤：

S1、真空形成：使用所述真空泵将所述分离浓缩装置和所述浮泥脱气装置中的空气抽出形成真空状态；即开启阀门六、阀门七和阀门八，其余阀门全部关闭，然后打开真空泵进行抽真空并通过真空计量器检测真空度，抽真空后关闭阀门六、阀门七和阀门八；

S2、给泥发泡：开启所述阀门一和所述阀门二，在所述分离浓缩装置内部负压的作用下，所述污泥储存池中的污泥进入所述分离浓缩装置中，同时所述污泥中的溶解性气体(即含有的腐败气体)在真空状态下开始发泡；待所述污泥上升至一定的高度后，关闭所述阀门一和所述阀门二；

S3、浮起浓缩：在负压状态下时所述污泥随着发泡气体竖直向上浮起并实现浓缩，形成泥水分离的状态，获得浮起污泥和脱离液；污泥在上升的过程中，污泥中的溶解性气体在真空状态下会发泡，产生的微气泡粘附着污泥颗粒上浮，随着微气泡碰撞与融合，污泥逐渐浓缩，逐渐形成清晰可见的泥水分离的状态；

S4、固液分离：开启所述阀门一和所述阀门三，将下层脱离液排至所述脱离液储存池；所述脱离液排放完之后，开启所述阀门四将所述浮起污泥排至所述浮泥脱气装置中进行脱气，脱气后开启所述阀门五将污泥排至所述浮泥储存池中，完成污泥浓缩(污泥在减压状态下随着发泡气体浮起，当真空浮上浓缩主体内部的真空度降为0Kpa时，浮起污泥受重力作用开始有自由沉降的趋势，按照相应顺序打开底部的阀门放出脱离液和浮泥)。

本发明的污泥浓缩方法包括了固液分离工序，随着在减压状态下使原污泥中的溶解性气体发泡，将原污泥分离为含有发泡气体的分离污泥(浮起污泥)和脱离液，因此能够有效并且可靠的实现污泥的固液分离，同时通过这种操作能够在不停滞的状态下连续且高效地实施固液分离；除此以外，分离污泥随着发泡气体向垂直或者大致垂直方向(即竖直向上浮起)浮起，因此会形成较厚的浮起的分离污泥层，能够进一步提高通过压实分离污泥所产生的浓缩效果。

进一步地，步骤S1在真空形成中所述分离浓缩装置和所述浮泥脱气装置内的最高位负压不低于90Kpa。

进一步地，步骤S2给泥发泡过程中，污泥浓度为2000-2500mg/L。

进一步地，步骤S3在污泥浮起浓缩工序中最高位的负压为60-90Kpa。通过将浮起浓缩工序中的最高位的负压设在上述的范围内，能够提高含有发泡气体的分离污泥的浮起速度，实现上述分离污泥所产生的浓缩效果，同时能够更容易地排出浓缩的浮起污泥。此外最高位的负压不同，污泥中的溶解性气体产生的气泡的速度与直径也不同。此处，“最高位”是指含有发泡气体的浮起污开始向垂直或大致垂直方向浮起移动时的压力。

本发明的有益效果：

本发明的污泥浓缩系统和污泥浓缩方法在真空状态下使原污泥在竖直方向上泵入分离浓缩装置中，污泥便随着发泡气体上浮并浓缩，充分发挥污泥浓缩效果，更容易地排出浓缩污泥，从而能够连续高效的实施污泥浓缩操作，并且本发明的浓缩系统结构精简、紧凑；本发明的污泥浓缩方法能够获得具有高浓度和高粘度的浮起污泥，同时提高污泥的密度，从而使污泥在输送及处理过程变得容易。另外，本发明的这种浮起污泥能够提高污泥的脱水性或者在甲烷发酵处理过程中能够提高发酵效果，能够作为污泥脱水工序和甲烷发酵处理工序的前处理工序得到有效利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明浓缩系统的结构示意图；

图2为本发明浓缩方法的流程图。

图中：1分离浓缩装置、2浮泥脱气装置、3污泥储存池、4脱离液储存池、5浮泥储存池、6真空泵、7阀门一、8阀门二、9阀门三、10阀门四、11阀门五、12阀门六、13真空计量器、14阀门七、15阀门八、16真空管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

实施例1

如图1所示，一种污泥浓缩系统，包括分离浓缩装置1、浮泥脱气装置2、污泥储存池3、脱离液储存池4、浮泥储存池5和真空泵6；所述的分离浓缩装置1底部通过管道连接所述污泥储存池3，且所述管道上设置有阀门一7和阀门二8；所述的脱离液储存池4设置于所述分离浓缩装置1的下方并与所述管道连通，且连通处位于所述阀门一7和所述阀门二8之间，在所述脱离液储存池4和所述管道的通路上设置有阀门三9(即相当于在所述连通处与所述脱离液储存池之间设置有阀门三9，用于控制脱离液进入所述脱离液储存池中)；所述管道、所述浮泥脱气装置2和所述浮泥储存池5三者依次连通(且所述浮泥脱气装置2和所述管道的连通处也位于所述阀门一7和所述阀门二8之间)，且在所述浮泥脱气装置2和所述管道的通路上设置有阀门四10，在所述浮泥脱气装置2和所述浮泥储存池5的通路上设置有阀门五11(所述的阀门四10用于控制浮泥进入所述浮泥脱气装置2中，所述的阀门五11用于控制脱气后的浮泥进入所述浮泥储存池5中)；所述的真空泵6通过真空管16依次与所述分离浓缩装置1和所述浮泥脱气装置2连通，且在所述真空管16上所述分离浓缩装置1和所述浮泥脱气装置2之间还设置有阀门六12，即在分离浓缩装置1和浮泥脱气装置2的通路上设置阀门六12。

优选地，所述的污泥浓缩系统还包括真空计量器13，所述的真空计量器13设置于所述分离浓缩装置1的顶部，且所述真空计量器13分别与所述分离浓缩装置1和所述真空泵6连通；在所述真空计量器13和所述分离浓缩装置1的通路上设置有阀门七14；在真空计量器13和真空泵6的通路上设置有阀门八15。优选地，所述的污泥储存池3设置于所述分离浓缩装置1的正下方，所述的管道竖直的连接在所述分离浓缩装置1和所述污泥储存池3之间；所述的阀门一7设置在靠近所述分离浓缩装置1处，所述的阀门二8设置在靠近所述污泥储存池3处。

一种污泥浓缩方法，采用上述污泥浓缩系统，包括如下步骤：

S1、真空形成：开启阀门六12、阀门七14和阀门八15，其余阀门全部关闭，并使用所述真空泵6将所述分离浓缩装置1和所述浮泥脱气装置2中的空气抽出形成真空状态；通过真空计量器13检测真空度，抽真空后关闭阀门六12、阀门七14和阀门八15；且该步骤中抽真空后最高位负压不低于90Kpa；

S2、给泥发泡：开启所述阀门一7和所述阀门二8，在所述分离浓缩装置1内部负压的作用下，所述污泥储存池3中的污泥沿着所述管道竖直进入所述分离浓缩装置1中，同时所述污泥中的溶解性气体(即含有的腐败气体)在真空状态下开始发泡；待所述污泥上升至一定的高度后，关闭所述阀门一7和所述阀门二8；且该步骤中污泥浓度在2000-2500mg/L之间；

S3、浮起浓缩：在负压状态下时所述污泥随着发泡气体竖直向上浮起并实现浓缩，形成泥水分离的状态，获得浮起污泥和脱离液；污泥在上升的过程中，污泥中的溶解性气体在真空状态下会发泡，产生的微气泡粘附着污泥颗粒上浮，随着微气泡碰撞与融合，污泥逐渐浓缩，逐渐形成清晰可见的泥水分离的状态；在该步骤中最高位的负压在60-90Kpa之间；

S4、固液分离：然后开启所述阀门一7和所述阀门三9，将下层脱离液排至所述脱离液储存池4中；待脱离液排放完之后，开启阀门四10将浮起污泥排至浮泥脱气装置2中进行脱气，脱气后开启阀门五11将污泥排至浮泥储存池5中，完成污泥浓缩。本发明的污泥浓缩方法包括固液分离工序，其在减压状态下使原污泥进入浮上分离浓缩装置；浮起浓缩工序，原污泥内含有的气体在减压状态下上浮的过程中会产生微小气泡，分离污泥随着发泡气体向竖直或者大致竖直方向浮起并实现浓缩，从而获得浮起污泥。

上述污泥浓缩方法的工艺流程如图2所示，图2中。

上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种污泥浓缩系统，其特征在于，包括分离浓缩装置(1)、浮泥脱气装置(2)、污泥储存池(3)、脱离液储存池(4)、浮泥储存池(5)和真空泵(6)；所述分离浓缩装置(1)底部通过管道连接所述污泥储存池(3)，且所述管道上设置有阀门一(7)和阀门二(8)；所述的脱离液储存池(4)设置于所述分离浓缩装置(1)的下方并与所述管道连通，且连通处位于所述阀门一(7)和所述阀门二(8)之间，在所述脱离液储存池(4)和所述管道的通路上设置有阀门三(9)；所述管道、所述浮泥脱气装置(2)和所述浮泥储存池(5)依次连通，且在所述浮泥脱气装置(2)和所述管道的通路上设置有阀门四(10)，在所述浮泥脱气装置(2)和所述浮泥储存池(5)的通路上设置有阀门五(11)；所述的真空泵(6)通过真空管依次与所述分离浓缩装置(1)和所述浮泥脱气装置(2)连通，且在所述真空管上所述分离浓缩装置(1)和所述浮泥脱气装置(2)之间还设置有阀门六(12)。

2.根据权利要求1所述的一种污泥浓缩系统，其特征在于，所述的污泥浓缩系统还包括真空计量器(13)，所述的真空计量器(13)设置于所述分离浓缩装置(1)的顶部，且所述真空计量器(13)分别与所述分离浓缩装置(1)和所述真空泵(6)连通；在所述真空计量器(13)和所述分离浓缩装置(1)的通路上设置有阀门七(14)；在真空计量器(13)和真空泵(6)的通路上设置有阀门八(15)。

3.根据权利要求1所述的一种污泥浓缩系统，其特征在于，所述的污泥储存池(3)设置于所述分离浓缩装置(1)的正下方，所述的管道竖直的连接在所述分离浓缩装置(1)和所述污泥储存池(3)之间；所述的阀门一(7)设置在靠近所述分离浓缩装置(1)处，所述的阀门二(8)设置在靠近所述污泥储存池(3)处。

4.一种污泥浓缩方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的污泥浓缩系统，该方法包括如下步骤：

S1、真空形成：使用所述真空泵(6)将所述分离浓缩装置(1)和所述浮泥脱气装置(2)中的空气抽出形成真空状态；

S2、给泥发泡：开启所述阀门一(7)和所述阀门二(8)，在所述分离浓缩装置(1)内部负压的作用下，所述污泥储存池(3)中的污泥进入所述分离浓缩装置(1)中，同时所述污泥中的溶解性气体在真空状态下开始发泡；待所述污泥上升至一定的高度后，关闭所述阀门一(7)和所述阀门二(8)；

S3、浮起浓缩：在负压状态下时所述污泥随着发泡气体浮起并实现浓缩，形成泥水分离的状态，获得浮起污泥和脱离液；

S4、固液分离：开启所述阀门一(7)和所述阀门三(9)，将下层脱离液排至所述脱离液储存池(4)；所述脱离液排放完之后，开启所述阀门四(10)将所述浮起污泥排至所述浮泥脱气装置(2)中进行脱气，脱气后开启所述阀门五(11)将污泥排至所述浮泥储存池(5)中，完成污泥浓缩。

5.根据权利要求4所述的一种污泥浓缩方法，其特征在于，步骤S1在真空形成中所述分离浓缩装置(1)和所述浮泥脱气装置(2)内的最高位负压不低于90Kpa。

6.根据权利要求4所述的一种污泥浓缩方法，其特征在于，步骤S2给泥发泡过程中，所述污泥的浓度为2000-2500mg/L。

7.根据权利要求4所述的一种污泥浓缩方法，其特征在于，步骤S3在污泥浮起浓缩工序中最高位的负压为60-90Kpa。

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