CN208395031U - 连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备 - Google Patents

Abstract

一种连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，包括依次连接的动态膜分离系统、污泥干燥机、污泥碳化机，其特征在于：所述的动态膜分离系统包括原液槽、动态膜分离装置及刮刀单元，所述的动态膜分离装置包括动态膜料槽、动态膜分离单元、滤液罐；所述的动态膜分离单元包括一机架，所述的机架上成型有一泥浆槽，泥浆槽内设有一过滤转鼓，所述的过滤转鼓绕中心轴旋转；所述的过滤转鼓内设有滤液收集管道；所述的原液槽和动态膜料槽通过管道连接泥浆槽，所述的刮刀单元包括一刮刀；所述的刮刀单元的出口连接污泥干燥机。本实用新型所述的污泥干化设备，通过动态膜分离系统，结合干燥机、碳化机，有利于污泥的运输以及资源化利用。

Description

连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备

技术领域

本实用新型涉及污泥脱水领域，特别涉及连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备。

背景技术

污泥是由原废水中的固体物质和在废水处理过程中所产生的固体物质组成的。污水在处理的过程中将大部分污染物均转化到了污泥里，因此污泥中含有覆盖面极广的各类污染物，包括各种重金属、微量高毒性有机物(PCBs、AOX等)、大量细菌、病毒体和寄生虫卵等致病微生物，如不妥善处理，将会引发环境卫生和污染问题，易造成二次污染。我国的污泥处置技术比发达国家较落后，大多未经预处理或仅经简单处理后，就直接农用、填埋或送垃圾场处理，甚至有的随意堆放。土地填埋、露天堆放和外运的污泥绝大部分属于随意处置，真正实现安全处置的比例较低。土地填埋、露天堆放的污泥一方面占用大量的土地，另一方面对周边的环境造成污染。

污泥脱水，国内现有的污泥脱水措施主要是机械脱水，而干化场由于受到地区、气候条件的限制很少被采用，污泥脱水技术在国内所占的比例为：无污泥脱水占48.65%，滚压、带式脱水占37.84%，干化场占10.81%，压滤脱水占1.35%，真空吸滤脱水占1.35%。从国内已运行的城市污水处理厂来看，污泥处理工艺包括污泥浓缩、稳定、脱水、最终处置四个主要过程。对于污泥脱水工艺，国内现有的污泥脱水措施主要是机械脱水，而干化场由于受到地区、气候条件的限制很少被采用。但是现有污泥脱水工艺的脱水率较低，经过脱水后，污泥含水率可降低到百分之五十五至百分之八十，而含水率五十五的污泥其体积与重量都还很高，需要进一步处理，同时传统的机械式污泥脱水耗能高，效率低。因此亟待开发高效的污泥脱水装置，采用连续超声波破壁协同动态膜分离系统，结合干燥机、碳化机，可以对污泥进行高效脱水，并实现污泥的资源化利用。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型目的在于提供可以对污泥进行高效脱水，并实现污泥的资源化利用的污泥干化设备。

为达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，包括依次连接的动态膜分离系统、污泥干燥机、污泥碳化机，其特征在于：所述的动态膜分离系统包括原液槽、动态膜分离装置及刮刀单元，所述的动态膜分离装置包括动态膜料槽、动态膜分离单元、滤液罐；所述的动态膜分离单元包括一机架，所述的机架上成型有一泥浆槽，泥浆槽内设有一过滤转鼓，所述的过滤转鼓绕中心轴旋转；所述的过滤转鼓内设有滤液收集管道，过滤转鼓上开有复数个与滤液收集管道相连通的滤液孔；过滤转鼓上包裹有至少一层第一滤层，第一滤层上成型有由动态膜涂料形成的动态膜分离层；所述的原液槽和动态膜料槽通过管道连接泥浆槽；所述的滤液罐通过滤液管道连接过滤转鼓的滤液收集管道，所述的滤液罐或滤液管道上设有真空泵；所述的刮刀单元包括一刮刀，所述的刮刀单元设于机架上，刮刀能够沿过滤转鼓前进或后退；所述的刮刀单元的出口连接污泥干燥机。

进一步的，所述的滤液罐为密闭滤液罐，所述的真空泵连接滤液罐，所述的真空泵连接有一废气处理装置。

进一步的，所述的第一滤层为滤布。

进一步的，所述的原液槽上设有第一超声波系统，所述的第一超声波系统包括设于原液槽内部的若干超声波振子和设于原液槽外部与超声波振子相连的超声波发生器；所述的原液槽为双层结构，所述的超声波振子设于原液槽内层的外侧壁上，以在内层腔体内形成超声波，可以起到加热固液混合物的作用，特别适宜北方冬季的固液混合物处理，同时促进液体的搅拌，使得原液更为均匀；用于含有微生物的固体处理时，能够使其中的固体颗粒物的生物细胞破壁，并且加速固液分离过程，改善混合液的过滤性能，内层下端开口，与出液管相连。

进一步的，所述的滤液管道上设有第一阀门，还包括一反洗管道，所述的反洗管道一端连接滤液罐，另一端连接滤液收集管道，所述的反洗管道上设有第二阀门、水泵。

进一步的，所述的原液槽内设有第一搅拌机构。

进一步的，所述的动态膜料槽上设有第二搅拌机构，用于搅拌动态膜涂料。

进一步的，所述的动态膜料槽内装填有动态膜涂料，所述的动态膜涂料为硅藻土、高岭土、细颗粒活性炭、珍珠岩、粉煤灰、MnO₂、TiO₂、ZrO₂中的1种或2种以上的混合物。

进一步的，所述的泥浆槽上设有第二超声波系统，所述的第二超声波系统包括设于泥浆槽上的超声波振子，和设于机架外部与超声波振子相连的超声波发生器。

优选的，所述的滤液收集管道靠近出水口那端设置有潜水泵，所述的过滤转鼓内沿转鼓的轴线方向设置至少一套支撑杆，起支撑作用，每套支撑杆为3杆以上，优选5杆。

优选的，所述的过滤转鼓内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一套滤液支管，滤液支管连接滤液孔，所述滤液收集管道与各滤液支管相连接；每套滤液支管为3根以上，优选5根。

优选的，所述的滤液收集管道靠近出水口那端设置有潜水泵，所述过滤转鼓内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一个支撑圆盘，支撑圆盘上设置有复数个过滤孔，所述的过滤孔连接滤液收集管道。

进一步的，所述的罩子上设有至少一个加热装置，所述的加热装置优选为红外线加热灯或金属加热管。

进一步的，所述的污泥干燥机为空心桨叶干燥机，所述的空心桨叶干燥机包括干燥机机体和电动机，所述的干燥机机体上部设有进料口、下部设有出料口和出水口，所述的干燥机机体上还设有热气进口；所述干燥机机体内设有空心桨叶，所述的空心浆叶连接电动机；所述的进料口连接刮刀单元。

进一步的，所述的污泥碳化机包括碳化机机体；所述的碳化机机体上部设有进料口和出气口、所述的碳化机机体内设有加热头，所述的出气口连接污泥干燥机的热气进口。

与现有技术相比，本实用新型所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，用于污泥干化处理，具有的有益效果为：

1)通过动态膜分离系统，结合干燥机、碳化机，可以将污泥的含水率降到10%以下，大大降低了污泥的体积和重量，有利于污泥的运输以及资源化利用；

2)动态膜的应用，使过滤介质由单一的过滤网变为过滤网和动态膜层，由于动态膜（动态膜层）是由微细颗粒构成的，因而构成无数微孔与网眼较稀的滤网一起共同完成过滤介质的工作，在较高真空作用下，可以得到澄清度极高的滤液；

3)设置了超声波系统，提高了固液分离的处理效率：原液槽超声波系统，可以起到加热固液混合物的作用，特别适宜北方冬季的固液混合物处理，同时促进液体的搅拌，使得原液更为均匀；处理槽超声波系统有利于固液分离，提高了处理效率；

4)在转鼓的上方，设置罩子，将整个转鼓罩住，罩子下方设置了加热装置；一方面净化操作空间，避免干料产生的气味扩散，污染环境；另一方面，在加热装置作用下，加热干料以及其中的水分，使得部分水分成为水蒸气掉，加速物料的干化；

5)动态膜分离系统设置了反冲洗装置，可以对转鼓进行反洗，从而有效地清洗滤布，能够及时恢复分离效率；

6)中心管上靠近出水口那一端设置了潜水泵，用于辅助抽出转鼓内的滤液。这样，可以促进滤液的抽出，提高速度，同时减轻真空泵的压力；

7)原本要废弃填埋的污泥经多级处理后，并最终被碳化，成为可利用的资源，减少对土地的占用，以及对环境的污染；

8)碳化机产生的高温烟气，从出气口排出进入干燥机，作为高温热气的补充，从而实现能量的回收利用。

附图说明

图1为本实用新型所述的污泥干化设备实施例1结构示意图；

图2为实施例1的过滤转鼓侧视图；

图3为实施例2的过滤转鼓侧视图；

图4为实施例3的动态膜分离单元示意图；

图5为实施例3的过滤转鼓侧视图。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本实用新型做进一步描述：

实施例1

如图1、图2所，本实用新型所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，包括依次连接的动态膜分离系统1、污泥干燥机2、污泥碳化机3。

进一步的，动态膜分离系统1，包括依次连接的原液槽10、动态膜分离装置和刮刀单元，所述的动态膜分离装置包括：动态膜分离单元11、动态膜料槽12和滤液罐13。所述的动态膜分离单元11包括一机架110，所述的机架110上成型有一泥浆槽1101，泥浆槽1101上部设有一过滤转鼓111，过滤转鼓111可绕中心轴112旋转；所述的过滤转鼓内设有滤液收集管道112，过滤转鼓111上开有复数个与滤液收集管道112相连通的滤液孔；过滤转鼓111上包裹有至少一第一滤层113（如滤布），第一滤层113上成型有由动态膜涂料形成的动态膜分离层114；所述的原液槽10和动态膜料槽12通过管道连接泥浆槽1101；所述的滤液罐13通过滤液管道131连接过滤转鼓111的滤液收集管道112，滤液管道112或滤液罐13上设有真空泵132；所述的刮刀单元115包括一刮刀，所述的刮刀单元115设于机架110上，刮刀能够沿过滤转鼓111前进或后退，刮刀单元连接污泥干燥机2，所述的机架110上部罩有一罩子116净化操作空间，避免干料产生的气味扩散，污染环境。

进一步的，所述的滤液罐13为密闭滤液罐，所述的真空泵132设于滤液罐13上，所述的真空泵132连接一废气处理装置133（内设活性炭等吸附材料），用于处理抽出的气体，避免污染环境。进一步的，滤液管道131上设有第一阀门1310，还包括一反洗管道134，所述的反洗管道134一端连接滤液罐13，另一端连接滤液收集管道1121，所述的反洗管道134上设有第二阀门1341、水泵1342。

进一步的，原液槽10上设有第一超声波系统101，所述的第一超声波系统101包括设于原液槽10内部的若干超声波振子1011和设于原液槽10外部与超声波振子相连的超声波发生器1012；所述的原液槽10为双层结构，所述的超声波振子设于原液槽10内层的外侧壁上，以在内层腔体内形成超声波，可以起到加热固液混合物的作用，特别适宜北方冬季的固液混合物处理，同时促进液体的搅拌，使得原液更为均匀；用于含有微生物的固体处理时，能够使其中的固体颗粒物的生物细胞破壁，并且加速固液分离过程，改善混合液的过滤性能，内层下端开口，与出液管相连，另外，原液槽10内设有第一搅拌机构102，用于搅拌料液。

进一步的，所述的动态膜料槽12内装填有动态膜涂料，所述的动态膜料槽12上设有第二搅拌机构121，用于搅拌动态膜涂料；所述的动态膜涂料为硅藻土、高岭土、细颗粒活性炭、珍珠岩、粉煤灰、MnO₂、TiO₂、ZrO₂中的1种或2种以上的混合物。

进一步的，所述的泥浆槽1101上设有第二超声波系统1102，所述的第二超声波系统1102包括设于泥浆槽1101上的超声波振子11021，和设于机架110外部与超声波振子11021相连的超声波发生器11022。

进一步的，滤液收集管道112靠近出水口那端设置有潜水泵1121，用于抽出转鼓内的滤液。这样，可以促进滤液的抽出，提高速度，同时减轻真空泵的压力；所述的过滤转鼓111内沿转鼓的轴线方向设置至少一套支撑杆1110，起支撑作用，每套支撑杆为3杆以上，优选5杆。

进一步的，罩子116上设有至少一个加热装置1161，所述的加热装置1161优选为红外线加热灯或金属加热管，在加热装置作用下，加热干料以及其中的水分，使得部分水分成为水蒸气掉，加速物料的干化。

进一步的，污泥干燥机2为空心桨叶干燥机，所述的空心桨叶干燥机包括干燥机机体20和电动机21，所述的干燥机机体20上部设有进料口201、下部设有出料口202和出水口203，所述的干燥机机体20上还设有热气进口204；所述干燥机机体20内设有空心桨叶205，所述的空心浆叶205连接电动机21；所述的进料口201连接刮刀115。

进一步的，污泥碳化机3包括碳化机机体30；所述的碳化机机体30上部设有进料口301和出气口302、所述的碳化机机体30内设有加热头303，出气口302连接污泥干燥机2的热气进口204。

实施例2

如图3所示，与实施例1的区别在于，该实施例未设置潜水泵，过滤转鼓111内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一套滤液支管1111，滤液支管1111连接滤液孔，所述滤液收集管道112与各滤液支管1111相连接；每套滤液支管1111为3根以上，优选5根。

实施例3

与图4、图5所示，与实施例1的区别在于，过滤转鼓111内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一个支撑圆盘1112，支撑圆盘1112上设置有复数个过滤孔11121，所述的过滤孔11121连接滤液收集管道112。

具体使用时，待处理的含水污泥在原液槽内，在超声波作用下，温度得到提升，其中的生物细胞被破壁。之后，混合物从出液管流出，在重力作用下，流入到污泥槽中，必要时，在出液管中加入水泵，以促进料液的流动。

在进行动态膜分离前，先进行动态膜层的预涂，由动态膜层和第一滤层共同完成固液分离。在真空泵的抽吸作用下，在转鼓外表面逐渐吸上所需要的动态膜层厚度，再注入混合液，在真空抽吸作用下，开始进行固液分离。滤过液被吸入过滤转鼓内滤液收集管道被抽走，污泥被吸附在动态膜层表面，由刮刀单元的刮刀刮去，刮刀单元自动进给，不断刮去被污染的动态膜层，当动态膜层被刮干净后，在距转鼓表面一定距离（约15mm）时，刮刀自动停止进给，然后退刀，重新进行动态膜层预涂，进入下一个工作循环。

滤过液被吸入转鼓内通道被抽走分四种，对应四种不同的转鼓设计：第一钟：中心管内套有出液内管，外层开有孔，用于抽空气形成负压，内层连接潜水泵，抽吸滤液；第二种滤过液在真空泵的抽吸下，收集在转鼓的内腔，然后经潜水泵进入滤液收集管道内管被抽出。第三种：滤过液在真空泵的抽吸下，进入各滤液管，然后进入滤液收集管道被抽出。第四种：滤过液在真空泵的抽吸下，收集在转鼓的内腔，然后从过液孔流动到最靠近滤液支管，然后经潜水泵进入滤液收集管道被抽出。

当动态膜分离系统运行到一定时间后，第一滤层被堵塞，分离效率下降，这样就需要进行反洗，以恢复分离效率，此时关闭真空泵、第一阀门，打开第二阀门、水泵，滤液从滤液罐被抽出，进入转鼓内，对滤布进行反冲洗。

经动态膜分离系统分离后的干污泥，从进料口进入空心桨叶干燥机进行处理。在高温热气的作用下，污泥进一步干燥，干燥后从干燥机的出料口排出。然后进入碳化机，在加热头的作用下，在高温下，污泥被碳化，成为可利用的资源。碳化机产生的高温烟气，从出气口排出进入干燥机，作为高温热气的补充，从而实现能量的回收利用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (17)

1.连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，包括依次连接的动态膜分离系统、污泥干燥机、污泥碳化机，其特征在于：所述的动态膜分离系统包括原液槽、动态膜分离装置及刮刀单元，所述的动态膜分离装置包括动态膜料槽、动态膜分离单元、滤液罐；所述的动态膜分离单元包括一机架，所述的机架上成型有一泥浆槽，泥浆槽内设有一过滤转鼓，所述的过滤转鼓绕中心轴旋转；所述的过滤转鼓内设有滤液收集管道，过滤转鼓上开有复数个与滤液收集管道相连通的滤液孔；过滤转鼓上包裹有至少一层第一滤层，第一滤层上成型有由动态膜涂料形成的动态膜分离层；所述的原液槽和动态膜料槽通过管道连接泥浆槽；所述的滤液罐通过滤液管道连接过滤转鼓的滤液收集管道，所述的滤液罐或滤液管道上设有真空泵；所述的刮刀单元包括一刮刀，所述的刮刀单元设于机架上，刮刀能够沿过滤转鼓前进或后退，所述的刮刀单元的出口连接污泥干燥机。

2.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的滤液罐为密闭滤液罐，所述的真空泵连接滤液罐，所述的真空泵连接有一废气处理装置。

3.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的第一滤层为滤布。

4.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的机架上部罩有一罩子。

5.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的原液槽上设有第一超声波系统，所述的第一超声波系统包括设于原液槽内部的若干超声波振子和设于原液槽外部与超声波振子相连的超声波发生器；所述的原液槽为双层结构，所述的超声波振子设于原液槽内层的外侧壁上。

6.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的滤液管道上设有第一阀门，还包括一反洗管道，所述的反洗管道一端连接滤液罐，另一端连接滤液收集管道，所述的反洗管道上设有第二阀门、水泵。

7.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的原液槽内设有第一搅拌机构。

8.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的动态膜料槽上设有第二搅拌机构，用于搅拌动态膜涂料。

9.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：动态膜涂料所述的动态膜料槽内装填有动态膜涂料，所述的动态膜涂料为硅藻土、高岭土、细颗粒活性炭、珍珠岩、粉煤灰、MnO₂、TiO₂、ZrO₂中的1种或2种以上的混合物。

10.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的泥浆槽上设有第二超声波系统，所述的第二超声波系统包括设于泥浆槽上的超声波振子，和设于机架外部与超声波振子相连的超声波发生器。

11.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的滤液收集管道靠近出水口那端设置有潜水泵，所述的过滤转鼓内沿转鼓的轴线方向设置至少一套支撑杆，起支撑作用，每套支撑杆为3杆以上。

12.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的过滤转鼓内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一套滤液支管，滤液支管连接滤液孔，所述滤液收集管道与各滤液支管相连接；每套滤液支管为3根以上。

13.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的滤液收集管道靠近出水口那端设置有潜水泵，所述过滤转鼓内沿过滤转鼓的轴线方向设置至少一个支撑圆盘，支撑圆盘上设置有复数个过滤孔，所述的过滤孔连接滤液收集管道。

14.根据权利要求4所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的罩子上设有至少一个加热装置。

15.根据权利要求14所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的加热装置为红外线加热灯或金属加热管。

16.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的污泥干燥机为空心桨叶干燥机，所述的空心桨叶干燥机包括干燥机机体和电动机，所述的干燥机机体上部设有进料口、下部设有出料口和出水口，所述的干燥机机体上还设有热气进口；所述干燥机机体内设有空心桨叶，所述的空心浆叶连接电动机；所述的进料口连接刮刀单元。

17.根据权利要求1所述的连续超声波协同动态膜分离系统的污泥干化设备，其特征在于：所述的污泥碳化机包括碳化机机体；所述的碳化机机体上部设有进料口和出气口、所述的碳化机机体内设有加热头，所述的出气口连接污泥干燥机的热气进口。