CN205710371U - 就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统 - Google Patents

Abstract

一种就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统，包括：预沉淀单元、电渗透处理单元、排污水单元、检测控制单元，其中预沉淀单元包括：污泥进料管、多个污泥预沉淀池、污泥加料泵、加料电动阀、污泥加料管、液位传感器；电渗透处理单元包括；电渗透处理池、耐腐蚀电极、液位传感器。排污水单元包括布置在电渗透处理池底部的排水管网、排水管道、污水流量计、污水井；检测控制单元包括自动电源控制柜以及电脑系统，所述电脑系统与所述液位传感器、所述污水流量计、电流信号采集器实现通信。本实用新型的处理系统结构简单、能耗低、操作简便，处理量大、处理效果好。

Description

就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种污泥脱水处理系统，更特别地涉及一种就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统。

背景技术

根据《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》数据，目前我国污水处理能力为1.2476×10⁸t/d，到2015年将增长到1.7045×10⁸t/d，同时全国污水处理设备的平均运行负荷率84％左右。预计截止2015年末，我国脱水污泥年产量将超过2.6×10⁷t。整个污水厂投资及运行费用的25％～65％用于污泥的处理与处置，成为污水处理厂的沉重负担。同时，也给日益严峻的生态环境造成了巨大的压力。如何处置污水厂污泥寻找切实可行的最有效解决途径，实现资源的综合利用，已成为社会关注的课题。

现有的淤泥处理方法大约有以下几种：倾倒填满、生物治气、建筑利用、焚烧法。

现行最成熟的、环保的处理方法是：污泥焚烧法。但污泥焚烧对含水率有较高的要求，当污泥含水率降至40％以下，污泥就可直接作为燃料进行焚烧发电。现有的污泥脱水干化一般有以下几种：

一、直接机械脱水法：常用的带式和离心脱水两种方法处理的污泥含水率也只是在85％左右。

二、机械药剂综合法：一般是隔膜压滤机加药剂进行污泥的脱水处理。一般可脱水至65％左右。但这种方法需要大量药剂，造成干泥的燃烧值降低，同时会增加环境的二次污染。

三、热处理法：用电厂的余热对于你污泥进行烘干，能耗高、设备工艺复杂，产生大量的气体污染。

四、电渗透脱水技术

电渗透脱水是利用电场力的原理，对污泥细胞水进行破碎并排出的一种方法。这种方法对土颗粒大小要求不敏感，效率高。不仅可排出自由水，还可以排出弱结合水，可大大降低污泥含水率。是一种新型的处理方案。现有的电渗透污泥脱水技术一般采用机械压榨加电场力的原理，阳极和阴极作为导电电极，产生电场力，同时电极也作为机械金属压榨面。污泥从中间经过，在机械力和电场力的条件下，进行脱水。

从现有装置部件的数量和精度来说：现有的电渗透污泥脱水装置构成的金属部件一般数量都比较多，主要部件一般由几十种以上。并且实际运行时，有频繁地机械动作，往复运动控制及传动等。对装置部件的耐磨性和机械精度有较高要求。但实际运行时材料装置很容易被腐蚀，从而增大机械磨损。直接降低了装置的运行效率，从而增加了检修及运行成本。从现有装置运行上来说：现有的电渗透污泥脱水装置一般需要较多的人工进行辅助，同时在实际运行处理时都需真空泵抽水，排水能耗高，效率较低。从现有装置维护来说：现有的电渗透污泥脱水装置的维修频率高、备品件更换频繁，使用难度大，整体成本高。从现有装置处理量来说：现有的电渗透污泥脱水装置一般采用小型装置进行加工处理为主，处理量小。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述问题，提供一种对污泥进行脱水处理就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统。

本实用新型所采用的技术方案是：提供一种就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统，其中预沉淀单元包括：污泥进料管、多个污泥预沉淀池、污泥加料泵、加料电动阀、污泥加料管、液位传感器；

电渗透处理单元包括；电渗透处理池、耐腐蚀电极、液位传感器。

排污水单元包括：布置在电渗透处理池底部的排水管网、排水管道、污水流量计、污水井；

检测控制单元包括自动电源控制柜以及电脑系统，所述电脑系统与所述液位传感器、所述污水流量计、电流信号采集器实现通信。

优选地，排水管网上间隔设置排水孔，脱出来的污水经由排水孔排入排水管网，再经过排水管网汇总至污水总管，并经流量计流至污水深井。

优选地，污泥预沉池的下部有两路污泥加料管，一路水平直通连接到电渗透处理单元的电渗透脱水处理池中部，另一路加料管连接到电渗透脱水处理池顶部，且两路路加料管上都设置有所述加料电动阀，控制加料；所述两路加料管上都设置污泥加料泵。

优选地，所述污泥预沉淀池以及所述电渗透处理池均为长方形水泥池，并进行防水处理，且选择若干个长方形水泥池中至少一个水泥池作为电渗透脱水处理池，其余水泥池则作为污泥预沉池。

优选地，排水管网由一套纵横交叉的排水管道组成，纵向位置的排水管道上每间隔1米预留1个直径8～12cm中空的排水孔，排水孔与所述耐腐蚀电极通过转换接头连接。

优选地，所述污泥预沉池为地上池，即从地平面水平向上建造；所述电渗透处理池为半地下池，即一半在地平面上，一半在地平面下。

优选地，所述污泥预沉池布置为架高在所述电渗透处理池上方。

优选地，耐腐蚀电极为空心柱体，柱体上设置有多个漏水孔，所述耐腐蚀电极外表面裹有导电渗水布，电渗透处理期间所出的水可以通过漏水孔进入到耐腐蚀电极内部，所述耐腐蚀电极之间通过导线连接。

优选地，所述电渗透脱水处理池以及所述污泥预沉池上都设置有高压清洗单元。

优选地，所述高压清洗单元成像监测装置、高压冲水管、清洁剂施放装置、排污泵、控制装置。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

1.解决现有电渗透污泥脱水装置组成结构复杂、耐磨性和机械精度要求高、实际运行时材料很容易被腐蚀、增大机械磨损、直接降低了装置的运行效率、从而增加了检修及运行成本的问题。

2.解决现有装置运行时人工多、能耗高、真空泵排水能耗高、效率较低的问题。

3.解决现有电渗透污泥脱水装置维修频率高、备品件更换频繁，使用难度大，整体成本高的问题。

4.解决现有电渗透污泥脱水装置处理量小的问题。

附图说明

图1：根据本实用新型的就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统的示意图。

图2：电渗透脱水处理池示意图

图3：电渗透脱水处理池池壁的排水格栅示意图

1、电渗透污泥脱水处理池；2、一号污泥预沉池；3、一号加料电动阀；4、一号污泥加料泵；5、二号污泥预沉池；6、二号加料电动阀；7、二号污泥加料泵；8、污水井；9、液位传感器；10、污水深井泵；11、污泥加料管；12、原污泥进料管；13、自动电源控制柜；14、导线；15、污水流量计；16、排水管网；17、耐腐蚀电极；18、排水孔；19、排水格栅。20、电流信号采集器

具体实施方式

其中需要注意的是，本实用新型中所指的污泥包括了一般理解意义上的污泥，如工厂污泥、生活污泥、以及建筑泥浆、河道淤泥、阴沟泥和污水处理厂污泥、河道淤泥、海泥、软土层等含有固体或者半固体沉淀物的一类物质。

根据本实用新型的就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统，主要包括四个单元：预沉淀单元、电渗透处理单元、排污水单元、检测控制单元。

预沉淀单元包括：污泥进料管12、多个污泥预沉淀处理池、污泥加料泵、加料电动阀、污泥加料管、液位传感器9。电渗透处理单元包括；电渗透处理池1、耐腐蚀电极17、液位传感器9、导线14。排污水单元包括布置在电渗透处理池底部的排水管网16、排水管道、污水流量计15、污水井8。污水经过排水管网汇总至污水总管，并经流量计流至污水井8，再经过污水处理装置对污水进行适当处理后，回收再利用。检测控制单元包括自动电源控制柜13以及电脑系统，该电脑系统与液位传感器9、污水流量计、电流信号采集器20实现通信。液位传感器9、污水流量计15、电流信号采集器20的检测信号发送至电脑系统，电脑系统根据信号控制进料、电极的工作方式、排污等操作。

在本实用新型的优选实施方式中，举例来说，如图1所示，设置预沉淀处理池为两个，也即预沉淀处理池2，5。对应设置加料电动阀也为两个，即加料电动阀3，6；污泥加料泵为两个，即污泥加料泵4，7。每个预沉淀池和电渗透处理池中都设置有液位传感器9，用以监控对比每个池中的污泥液位。但本实用新型的预沉淀处理池以及加料电动阀、污泥加料泵、传感器等的数量都不限于两个。

优选地，污泥预沉池的原污泥进料管12直接连接污水厂的污泥池。每个污泥预沉池的下部有两路污泥加料管，一路水平直通连接到电渗透处理单元的电渗透脱水处理池中部，加料管上设置有加料电动阀，控制加料。另一路加料管连接到电渗透脱水处理池顶部，并在该管道上设置污泥加料泵。由于预沉池污泥相对于电渗透脱水处理池，有个高度差。在实际运行时污泥可通过自身重力的作用，从污泥预沉池进入电渗透脱水处理池，当两侧液面相平时，再关闭加料电动阀，启动污泥加料泵，这样即节省设备投资，又可达到节能的目的。

污泥预沉淀池以及所述电渗透处理池，都为长方形水泥池。在构建该系统的过程中，在污泥所产生区域现场建造若干个长方形的水泥池，并做防水处理。优选地，选择若干个长方形水泥池中至少一个水泥池作为电渗透脱水处理池，其余水泥池则作为污泥预沉池。

优选地，电渗透脱水处理池、污泥预沉池，池壁四周有排水格栅单元，可利用污泥自重渗出自由水。排水格栅单元19采用耐腐蚀高强度塑料格栅外覆排水土工布构成，格栅上有均匀的孔，每个孔的面积在10cm²左右。同时由于排水土工布的特性，实际运行时，自由水可渗出，而污泥不会排出。其中电渗透脱水处理池设置为半地下池，池有效高度一般按4米左右设计。一半在地面水平以下，一半在地面水平以上，以4米高度为例，那么2米在地面水平下，2米在地面水平上。电渗透脱水处理池外围布置污泥预沉池，这些污泥预沉池为地上池，即从地面水平往上建池，池高度一般按4米左右设计。因此一般来说，从地面上看，污泥预沉池比电渗透处理池高两米。如要节省现场场地空间，也可把污泥预沉池直接架高在电渗透脱水处理池上方布置。

电渗透脱水处理池的总容量一般情况下等于1个月的最大污泥总量。污泥预沉池的总容量一般情况下等于2个月的最大污泥总量。具体可根据实际污水厂的处理需求，现场地理位置作相应调整，例如：一个日处理量60万吨的污水处理厂，污泥率按万分之1.5计算。每天产生污泥量90吨，按水密度1∶1测算，体积大约为：90立方米。1个月的污泥总量为：2700立方米。

现有技术中要实现这种规格的污水处理厂，污泥处理设备及厂房等占地面积较大，厂房及设备的一次性投入高，后期运行维护成本高。优选地，根据本实用新型，现场只需建造1个电渗透污泥脱水池，2个污泥预沉池，每个池子2700立方，按深度4米测算。每个池子有效大约面积为675平方米，加上建筑面积每个尺寸面积在800平方米以内。3个尺寸总面积为：2400平方米。如考虑到污水厂现有的污泥池容量，或者污泥预沉池采用架空设计，则实际占地面积更小。

电渗透脱水池池底的水泥地面下方预置排水管网16，排水管网16由一套纵横交叉的排水管道组成，纵向位置的排水管道上每间隔1米预留1个直径8～12cm中空的排水孔18，优选地，设置直径为10cm的排水孔，排水效果较为理想。再经过排水管网16汇总至污水总管，并经流量计流至污水深井8，待后续处理。现有技术中，多采用真空泵抽水的形式进行排水，这种方式需要利用真空泵往上抽水，就必须克服重力做功，所用能耗较大。而且由于不同污泥在不同处理时期排水量的不确定性，真空泵必须时刻开启，必然浪费能耗，也影响排水效率，从而直接影响处理的效果和速度。

为了简化污泥处理系统的结构，本实用新型将排水管网在电渗透处理池下方，利用水重力的原理排水。在电渗透脱水期间一旦有水渗出，就能及时通过排水管网排水，排水效果理想，而且本实用新型的排水即不用能耗，即节省了设备投资，又大大增强了排水效率。

排水孔18与耐腐蚀电极17通过转换接头连接。这样排水孔18就可适应不同外形形状的耐腐蚀电极17，有利于不同特性污泥的处理，提高处理效率和处理效果，排水管道汇总在一起，并通过污水流量计15流至污水井。另外，耐腐蚀电极17为空心柱体，横截面可以为圆形、椭圆、方形等，柱体上设置有多个漏水孔，电极外表面裹有导电渗水布从而加强电极的作用并能导出所电渗透处理中脱去的水。在电渗透处理期间所出的水可以通过漏水孔进入到电极内部。耐腐蚀电极17之间通过导线14连接。

耐腐蚀电极17采用耐腐蚀并能够导电的材质制造，如塑料导电材料、非金属导电材料等。

电渗透脱水处理期间，所施加电压值按具体污泥特性浮动确定，一般来说，为了避免电极端泥土的开裂和硬化等情况，不宜采用大电压大电流方式，而是采用小电压、小电流方式：所选择的电势力梯度在0.2-0.5V/cm，也即每厘米厚的污泥所需电压在0.2V-0.5V左右。优选地，电渗透处理通电电压为：DC20V-DC50V。这个阶段所采用的电流比电渗透预处理所采用的电流小，每组电极电流约在0.3A-0.8A/单元米，因而排水比较缓慢，但比较稳定，整体效果好。

电渗透脱水处理开始一周内每隔一定的处理时间根据实际出水量调整正负极极性。优选地，每隔6个小时，正负电极的极性进行调整，也即原来的正极转换为负极，原来的负极转换为正极。到了电渗透脱水处理第二周，正负电极不再换相，正常通电处理。电渗透处理时，需要对电流和排水量进行自动检测。当检测到每组电极的电流低至最初的1/15以下时(最小0.02A/单元米以下)，注意观察排水量。当日排水量按重量算小于污泥处理总重量的千分之一时，可认为污泥电渗透脱水完毕，此时污泥的含水率一般在40％-60％之间。污泥电渗透脱水过程一般需要25天左右。然后可进行脱水后污泥的出料工作。出料时间一般控制在5天以内。

优选地，自动电源控制柜13为智能控制电源柜，为整个系统的运作提供电源，并控制电极的正负极转换。而电脑对整体系统该电脑系统与液位传感器9、污水流量计15、电流信号采集器20实现通信。根据液位传感器9、污水流量计15、电流信号采集器20发出的检测信号，电脑系统控制整个系统的运作。

优选地，在电渗透脱水处理池、污泥预沉池上设置有高压清洗单元。在经过一段时间的使用之后，电渗透脱水处理池、污泥预沉池池壁上附着有大量的污泥，如不及时清理，则不利于长期使用，容易对池壁形成永久性腐蚀，难以复原。因此本实用新型设置了高压清洗单元，该清洗单元包括成像监测装置、高压冲水管、清洁剂施放装置、排污泵、控制装置。电渗透脱水处理池、污泥预沉池每次排空之后，成像监测装置启动，对电渗透脱水处理池、污泥预沉池进行成像检测，如污泥附着程度超出设定的阈值，清洗单元的控制装置向电脑系统发出信号，电脑系统启动高压冲水管以及清洁剂施放装置，对电渗透脱水处理池、污泥预沉池进行喷射处理，待电渗透脱水处理池、污泥预沉池中的水充满之后，池水静置2-6天后，电脑系统向控制装置发出信号，启动排污泵将池水抽出后，再启动高压冲水管进行第二次冲洗。每次清洗之后，成像监测装置都进行成像监测，确定是否需要启动下一次冲洗，直至电渗透脱水处理池、污泥预沉池的洁净程度达到可接受程度，停止冲洗。另外，一般来说只有首次冲洗的时候，启动清洁剂施放单元，放入足量的清洁剂即可。但是如果污泥质量较脏，可以在第二次冲洗的时候也启动清洁剂施放单元。通常最多只需要加入两次清洁剂即可。

根据本发明的上述实施方式，耐腐蚀电极17竖直插放入污泥中，相邻排或者相邻列之间的电极相反设置；而根据本发明的又一个实施方式，耐腐蚀电极17也可以从电渗透脱水处理池侧面所开电极插入口水平插入到污泥中，水平方向上相邻层的电极相反设置；根据本发明再一个优选的实施方式中，为了加速整个污泥脱水的效率，也可以采用综合的布置方式，即先竖直插入污泥后，再进一步相应设置水平设置的耐腐蚀电极17。此外，根据本发明的又一优选实施方式，耐腐蚀电极也可水平横向布置在污泥的上下两侧，上层电极正极，下层电极负极。在水平设置或者综合设置的情况下，转化接头则需要搭配相应的软管使用，已将水平设置的耐腐蚀电极17作用形成的水顺利经由排水网管排出。在实际处理时，可辅助一定的压力方式，和不同的电压方式控制。这样处理效果更好。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式，但本实用新型专利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实用新型专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种就地工厂化电渗透污泥脱水处理系统，包括：预沉淀单元、电渗透处理单元、排污水单元、检测控制单元，其特征在于：

其中预沉淀单元包括：污泥进料管、多个污泥预沉淀池、污泥加料泵、加料电动阀、污泥加料管、液位传感器；

电渗透处理单元包括；电渗透处理池、塑料导电电极、液位传感器，

排污水单元包括：布置在电渗透处理池底部的排水管网、排水管道、污水流量计、污水井；检测控制单元包括自动电源控制柜以及电脑系统，所述电脑系统与所述液位传感器、所述污水流量计、电流信号采集器实现通信。

2.根据权利要求1的处理系统，其中排水管网上间隔设置排水孔，脱出来的污水经由排水孔排入排水管网，再经过排水管网汇总至污水总管，并经流量计流至污水深井。

3.根据权利要求2的处理系统，其中污泥预沉池的下部有两路污泥加料管，一路水平直通连接到电渗透处理单元的电渗透脱水处理池中部，另一路加料管连接到电渗透脱水处理池顶部，且两路加料管上都设置有所述加料电动阀，控制加料；所述两路加料管上都设置污泥加料泵。

4.根据权利要求3的处理系统，其中所述污泥预沉淀池以及所述电渗透处理池均为长方形水泥池，并进行防水处理，且选择若干个长方形水泥池中至少一个水泥池作为电渗透脱水处理池，其余水泥池则作为污泥预沉池。

5.根据权利要求2的处理系统，其中排水管网由一套纵横交叉的排水管道组成，纵向位置的排水管道上每间隔1米预留1个直径8～12cm中空的排水孔，排水孔与所述塑料导电电极通过转换接头连接。

6.权利要求3的处理系统，其中所述污泥预沉池为地上池，即从地平面水平向上建造；所述电渗透处理池为半地下池，即一半在地平面上，一半在地平面下。

7.权利要求3的处理系统，其中所述污泥预沉池布置为架高在所述电渗透处理池上方。

8.权利要求5的处理系统，其中塑料导电电极为导电塑料材质的空心柱体，柱体上设置有多个漏水孔，所述电极外表面裹有导电渗水布，电渗透处理期间所出的水可以通过漏水孔进入到电极内部，所述塑料导电电极之间通过导线连接。

9.权利要求1的处理系统，其中所述电渗透脱水处理池以及所述污泥预沉池上都设置有高压清洗单元。

10.权利要求9的处理系统，所述高压清洗单元成像监测装置、高压冲水管、清洁剂施放装置、排污泵、控制装置。