CN204111556U

CN204111556U - 一种用于市政污泥深度脱水的脱水系统

Info

Publication number: CN204111556U
Application number: CN201320875243.0U
Authority: CN
Inventors: 杨家宽; 鄢金松; 梁莎; 麦亚强; 虞文波; 时亚飞; 张诗楠; 宋健; 张昊
Original assignee: LIUZHOU DEYUAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; BEIJING YIWEI DEMAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: LIUZHOU DEYUAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; BEIJING YIWEI DEMAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2023-12-30

Abstract

本实用新型涉及的是一种用于市政污泥深度脱水的脱水系统，包括调理改性罐、初步脱水设备、深度脱水设备、泥饼运输设备和处理设备。将通过调理改性的市政污泥进行初步脱水，初步脱水后污泥含水率降低至70～85％；初步脱水污泥直接进入电渗透脱水设备进行深度脱水，污泥含水率降低至40～60％；脱水后污泥可直接进行填埋处置，或者进行焚烧处理，或者制备建材，或者热解、气化等处理处置与资源化利用。与污水厂原有的污泥脱水工艺相比，该工艺在保留污水处理厂原有污泥脱水设备的同时，加入电渗透深度脱水设备，大大提高了污泥脱水效果。该工艺可实现污泥脱水的连续运行，处理效率高。既适用于新建的污水处理厂；又适合于现有污水处理厂污泥脱水处理的改建，扩建及应急预案的设计要求。

Description

一种用于市政污泥深度脱水的脱水系统

技术领域

本实用新型涉及一种市政污泥初步机械脱水联合电渗透深度脱水新系统，属于城镇污水排放污泥处理与处置技术领域，是城镇污水处理厂剩余污泥的处理及处置的新系统，符合污泥减量化、稳定化、无害化的要求。

背景技术

我国城镇污水处理设施的工艺仍以生物法为主，在处理废水的过程中，会产生大量的剩余污泥。根据住房和城乡建设部《中国城镇排水与污水处理况公报2006-2010》的相关统计，2010年全国脱水污泥(含水率以80％计)的总产量接近2200万吨。《中国污泥处理处置市场分析报告(2011版)》指出，2015年年末，我国脱水污泥年产量将超过2600万吨。

污泥是以胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances，简称EPS)为骨架的亲水性有机聚集体，含有丰富的有机质，也含有大量病原菌，寄生虫(卵)、重金属、盐类以及难降解的有毒有害物。污泥中EPS所形成的大量亲水性污泥絮体结构是污泥脱水研究关注的焦点。由于污泥中有机物含量高、颗粒细小、EPS亲水性强、比表面积大、强胶体结构的特性导致了污泥可压缩性能差，脱水困难。

污泥脱水困难与污泥中水的存在形式有很大关系，一般可以将污泥中的水划分为自由水(Free Water)和结合水(Bound Water)两大类。自由水为在污泥中可以自由流动而不受固体颗粒影响的水分，约占70％；结合水为受固体颗粒的存在而影响其性能的水分，约占30％。通常认为，污泥中自由水含量是污泥机械脱水的上限。所以，怎样将污泥中的结合水转变为自由水是污泥处理与处置技术的一个瓶颈问题。

因此，为提高污泥脱水性能，污泥机械脱水前一般需采用物理化学方法进行调理，改变污泥中水的结合方式，改善污泥EPS的亲水结构，从而提高污泥脱水效率。

目前，国内大多数污水处理厂采用的污泥脱水工艺是用聚丙烯酰胺(PAM)高分子絮凝剂调理污泥，经过离心脱水或带式压滤脱水后，仅能得到含水率80％左右的泥饼。该工艺虽然能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中机械脱水污泥含水率小于80％的要求，但无法满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ/T249-2007)中要求的污泥混合填埋含水率≤60％。也无法满足国家环境保护部办公厅环办[20101157号文件要求“污水处理厂以贮存(即不处理处置)为目的将污泥运出厂界的，必须将污泥脱水至含水率50％以下”。

中国专利文献《一种无机复合污泥脱水调理剂及其应用》(公开号CN101851053A)公开了一种污泥脱水用调理剂及调理方法，具体为加入占污泥干基重量10～100％的污泥调理剂(十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠)调理污泥，用板框压滤机对调理污泥进行脱水，但是只能获得含水率70～75％脱水污泥。

中国专利文献《一种污泥浓缩、脱水处理方法》(公开号CN102617013A)公开了一种污泥脱水用调理剂及调理方法，具体为在含水率为99％的剩余污泥中加入占污泥干重0.3％的聚丙烯酰胺调理污泥，对调理污泥进行浓缩；再往浓缩后污泥中加入占污泥干重15％的生石灰及5％的聚合氯化铝对污泥做进一步的调理，然后采用隔膜板框压滤机对调理污泥进行压滤，脱水后泥饼含水率可降至60％以下。

中国专利文献《污泥脱水用调理剂及调理方法》(公开号CN102001814A)公开了一种污泥脱水的调理剂及调理方法，具体为对含水率80％的污水处理厂脱水污泥，按1∶1.1的质量比加水稀释搅拌，投加占待处理污泥干重30～60％的调理药剂(包括铁盐、生石灰、煤矸石及高锰酸钾)。调理后通过高压板框压滤机(压力6.5MPa)进行脱水，泥饼含水率可降至60％以下。

如上所述，目前常用的污泥深度脱水工艺对污泥进行调理改性，再通过板框压滤机对污泥进行深度脱水。但是此方法有如下几个弊端：一是机械占地面积较大，需要单独建设厂房等配套设施，所以初期投资费用较多；二是板框压滤机脱水过程是间歇式的，不能连续进泥脱水，所以脱水效率较低；三是如果以污水处理厂现有脱水污泥(含水率80％左右)为处理对象，通常需要加水稀释污泥(含水率90％左右)，加入的无机调理剂才能与污泥搅拌均匀，但这种做法是对水资源及脱水工艺的浪费；四是要得到较好的脱水效果，需要投加大量的无机调理剂，一般为污泥干重的30％以上，造成泥饼增容增重，加大了后续处置的成本；五是调理剂中如果含有生石灰，脱水滤液必然呈高碱性，pH达到12以上，滤液不经过单独处置而回流到污水厂会影响污水处理厂中微生物的活性。

为此，需要一种能够结合初步脱水工艺与深度脱水工艺的脱水系统对市政污泥进行深度脱水，以提高脱水效果和效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于市政污泥深度脱水的脱水系统，旨在解决现有脱水工艺无法降低污泥含水率，及存在的种种弊病。本实用新型尤其适合现有污水处理厂污泥处理改建，扩建及应急预案的设计等要求。

根据本实用新型所述的脱水系统，一种用于市政污泥深度脱水的脱水系统，包括改性调理罐，用于盛放市政污泥并投加复合调理剂对所述污泥进行调理改性；初步脱水设备，用于对改性后污泥进行初步脱水；泥饼运输设备和泥饼处理设备，用于将深度脱水后形成的泥饼运输至处理设备，并由所述处理设备对泥饼进行资源化利用；还包括深度脱水设备，其设置在所述初步脱水设备与泥饼运输设备之间，用于对初步脱水的市政污泥进行深度脱水。所述深度脱水设备为电渗透脱水设备。所述电渗透脱水设备具有两个或以上的脱水电压，其中，在高脱水电压下，所述电渗透脱水设备使污泥含水率降到40～50％，在低脱水电压下，所述电渗透脱水设备使污泥含水率降到50～60％。所述初步脱水设备为离心脱水机或带式压滤脱水机。

采用本实用新型所述脱水系统，配合复合调理剂对污泥进行调理，市政污泥的含水率可降低至40～60％，可适应后续不同的污泥处理处置、或资源化利用方式。具体的，所述电渗透脱水过程中，还可通过改变电渗透装置脱水时的电压梯度调整深度脱水污泥的脱水效果。

附图说明

图1为生活污水处理厂传统污泥脱水系统的结构图；

图2为本实用新型所述的用于市政污泥深度脱水的脱水系统的结构图。

具体实施方式

图1中的①和②表示污水处理厂常用的两种传统污泥脱水设备，分别是离心脱水机与带式压滤脱水机。图1为生活污水处理厂传统污泥脱水的工艺流程图，具体为，在浓缩污泥(含水率97％左右)中加入PAM，PAM的投加量一般为污泥干基重量的0.1～0.7％。调理污泥通过泵输送至①离心脱水机或②带式压滤脱水机进行污泥脱水，脱水后污泥含水率为80％左右。脱水污泥含水率达不到目前国家关于污泥填埋及污泥出厂的要求，面临的是脱水污泥无法处置的困境。

图2为市政污泥初步机械脱水联合电渗透深度脱水的脱水系统。相较于生活污水处理厂传统污泥脱水的工艺，主要加入了两部分。一是加入复合调理药剂对浓缩污泥(含水率97％左右)进行调理，同时提高污泥的初步脱水能力及电渗透深度脱水能力。二是在生活污水处理厂传统污泥脱水设备后面加入了电渗透脱水设备，可将初步脱水后污泥(含水率为70～85％)的含水率降至40～60％。脱水后污泥可直接进行填埋处置，或者进行焚烧处理，或者制备建材，或者热解、气化等处理处置与资源化利用。

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

以广西某生活污水处理厂浓缩污泥为例，测定浓缩污泥的含水率、有机物含量、污泥比阻、毛细吸水时间等指标如表1：

表1浓缩污泥的特性指标

实施例1

首先将污水处理厂含水率为99.2％的剩余活性污泥通过螺杆泵输送到污泥浓缩池中，通过重力浓缩，得到含水率96.8％的浓缩污泥。将浓缩污泥通过螺杆泵输送到污泥调理池中，投加约合污泥干基重量4.5％的复合调理剂。控制调理池中搅拌电机工作频率为30Hz，搅拌20min，得到改性好的调理污泥。将调理污泥通过螺杆泵输送至带式压滤机进行初步脱水，得到含水率75.4％的柔软状的初步脱水污泥，初步脱水过程中的脱水滤液回流到污水处理厂的污水处理单元。

然后将含水率75.4％的初步脱水污泥用螺旋输送机输送至电渗透脱水设备进行深度脱水，同时进行除臭处理，电渗透脱水设备工作电压设定为76V，脱水时间为10分钟，经过电渗透深度脱水后污泥含水率降为54.2％，电渗透深度脱水滤液回流到污水处理厂的污水处理单元。用皮带输送机将颗粒状的深度脱水污泥输送至自然风干机，风干后的污泥含水率44.6％，最后将风干污泥、助剂，按5∶5的比例输送至混捏机成型制成污泥燃料，测定混合燃料热值为3500kcal/kg，达到褐煤热值，供电厂和热力公司使用。

实施例2

首先将污水处理厂含水率为99.4％的剩余活性污泥通过螺杆泵输送到污泥浓缩池中，通过重力浓缩，得到含水率97.3％的浓缩污泥。将浓缩污泥通过螺杆泵输送到污泥调理池中，投加约合污泥干基重量25.4％的复合调理剂。控制调理池中搅拌电机工作频率为30Hz，搅拌20min，得到改性好的调理污泥。将调理污泥通过螺杆泵输送至离心机进行初步脱水，得到含水率72.6％的柔软状的初步脱水污泥，初步脱水过程中的脱水滤液回流到污水处理厂的污水处理单元。

然后将含水率75.6％的初步脱水污泥用皮带输送机输送至电渗透脱水设备进行深度脱水，同时进行除臭处理，电渗透脱水设备工作电压设定为80V，脱水时间为10分钟，经过电渗透深度脱水后污泥含水率降为40.8％，电渗透深度脱水滤液回流到污水处理厂的污水处理单元。用皮带输送机将颗粒状的深度脱水污泥输送至自然风干机，风干后的污泥含水率36.2％，最后将风干污泥、助剂，按5∶5的比例输送至混捏机成型制成污泥燃料，测定混合燃料热值为3800kcal/kg，达到褐煤热值，供电厂和热力公司使用。

实施例3

首先将污水处理厂含水率为99.3％的剩余活性污泥通过螺杆泵输送到污泥浓缩池中，通过重力浓缩，得到含水率96.6％的浓缩污泥。将浓缩污泥通过螺杆泵输送到污泥调理池中，投加约合污泥干基重量9.4％的复合调理剂。控制调理池中搅拌电机工作频率为30Hz，搅拌20min，得到改性好的调理污泥。将调理污泥通过螺杆泵输送至离心机进行初步脱水，得到含水率75.5％的柔软状的初步脱水污泥，初步脱水过程中的脱水滤液回流到污水处理厂的污水处理单元。

然后将含水率75.5％的初步脱水污泥用皮带输送机输送至电渗透脱水设备进行深度脱水，同时进行除臭处理，电渗透脱水设备工作电压设定为78V，脱水时间为10分钟，经过电渗透深度脱水后污泥含水率降为45.8％，电渗透深度脱水滤液回流到污水处理厂的污水处理单元。将电渗透深度脱水污泥拖出厂区进行填埋处置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型专利主要针对生活污水处理厂排放的市政污泥，对于其它难脱水的造纸污泥、油泥同样适用于本实用新型专利。并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于市政污泥深度脱水的脱水系统，包括

改性调理罐，用于盛放市政污泥并投加复合调理剂对所述污泥进行调理改性；

初步脱水设备，用于对改性后污泥进行初步脱水；

泥饼运输设备和处理设备，用于将深度脱水后形成的泥饼运输至所述处理设备对泥饼进行资源化利用，其特征在于还包括

深度脱水设备，其设置在所述初步脱水设备与泥饼运输设备之间，用于对初步脱水的市政污泥进行深度脱水。

2.如权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述深度脱水设备为电渗透脱水设备。

3.如权利要求2所述的脱水系统，其特征在于：所述电渗透脱水设备具有两个或以上的脱水工作电压，其中，在高脱水电压下，所述电渗透脱水设备使污泥含水率降到40～50％，在低脱水电压下，所述电渗透脱水设备使污泥含水率降到50～60％。。

4.如权利要求1所述的脱水系统，其特征在于：所述初步脱水设备为离心脱水机或带式压滤脱水机。