CN209242891U - 一种污泥脱水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥脱水处理系统，包括污泥浓缩处理单元和板框压滤脱水单元，其中，污泥浓缩处理单元包括，顺次连接的剩余污泥储池、转鼓浓缩机和混合污泥储池，所述混合污泥储池还连接有初沉污泥输送管路；板框压滤脱水单元包括，絮凝反应池和其相连接的板框压滤机，所述絮凝反应池还连接有石灰浆液输送管路；且所述絮凝反应池还与所述混合污泥储池相连接。本实用新型的污泥脱水系统具有化学药剂用量少、絮凝效果好，污泥脱水性好，噪音低，工艺简单，系统自动化程度高，可大规模应用的优势。

Description

一种污泥脱水处理系统

技术领域

本实用新型属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥脱水处理系统。

背景技术

近年来，随着大批污水处理厂的建成投产，我国污水处理取得了巨大的成就。但是，随着污水处理量的急剧增加和处理标准的不断提高，污泥处理处置面临着越来越大的压力。污水处理一般包括三级处理，一级处理是通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。在污水处理过程中都会设置沉淀池，沉淀池一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。在生物处理之前的称为初沉池，初沉池中沉淀的污泥称为初沉污泥，无机物较多，污泥量小，含水率相对于二沉池污泥低些。位于生物处理之后的沉淀池一般称为二沉池，多为有机污泥，污泥量大，污泥含水率高，因此，一般污泥的脱水处理，是指对二沉污泥的处理。

污泥中含有的大量有毒有害物质、细菌、病原菌等，极易对环境造成二次污染，并且存在极大的突发污染事故隐患。根据调研结果显示，我国污水处理厂所产生的污泥，有80％没有得到妥善处理，污泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显出来，并且引起了社会的关注。我国污泥处理与处置尚处于起步阶段，根据调研显示，在污泥处理过程中，多数污水处理厂都是采用浓缩脱水来处理污泥，一般来说，采用机械脱水可以获得20％～30％的含固率，所形成的污泥也被称为泥饼。机械脱水法有过滤和离心法。过滤是将湿污泥用滤层 (多孔性材料如滤布、金属丝网)过滤，使水分(滤液)渗过滤层，脱水污泥(滤饼)则被截留在滤层上。离心法是借污泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。过滤法用的设备有真空过滤机、板框压滤机和带式过滤机。其中，板框压滤机为化工常用设备，过滤推动力大，泥饼含水率较低，进泥、出泥是间歇的，生产率较低。人工操作的板框压滤机，劳动强度甚大，大多改用机械自动操作。机械脱水法主要用于初次沉淀池污泥和消化污泥。脱水污泥的含水率和污泥性质及脱水方法有关。

污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，污泥中的有机质含量、灰分比例特别是絮凝剂的添加量对于最终含固率有着重要影响。因此，污泥脱水前先进行预处理，改善脱水性能后再脱水。污泥强化脱水技术是现今新开发出的一种运用添加剂对城市污水处理厂污泥进行干燥、稳定化和资源化处理的方法。利用化学干化试剂和相应的污泥干化设备所组成的技术工艺，具有无二次污染、安全性高、投资少、污泥干化后产品可资源化利用的优点。中国专利CN103896475B 公开了一种污泥高干脱水的调理方法，包括进泥步骤，进调理剂步骤，搅拌步骤，向板框机进泥步骤；其中调理剂步骤是通过加药泵先向调理池中加入三氯化铁溶液，然后加入生石灰；向板框机进泥步骤是在调理完毕后，从调理池通过泵向板框机进泥；调理池向板框机进泥是通过两个泵实现的，当压力较小时，通过低压泵进泥；当压力较大时，切换至高压泵进泥。中国专利申请CN102372412A公开了一种污泥脱水方法，包括步骤1、将污泥搅拌均匀后加入水，污泥与水的比例为1∶1；步骤2、将混合均匀的絮凝剂边搅拌边加入到步骤1所得的溶液中，加完后再搅拌5至10分钟，使其充分的混合均匀后，除去上层的浮出物；步骤3、将步骤2所得的溶液倒入脱水装置中，开启真空泵，在真空度为0.1MPa～0.15MPa的真空下进行脱水。然而，现有技术中，污泥脱水方法用的最广泛的是添加化学药剂，但是如何添加化学药剂，向哪里添加化学药剂，如何实现低化学药剂高处理效果以及降低能耗、如何实现大规模应用、如何简化工艺仍然需要进一步研究。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是克服现有技术中化学药剂用量大、污泥脱水率低、污泥粘性大的缺陷，从而提供一种化学药剂用量少、絮凝效果好，污泥脱水性好的污泥脱水处理系统及其处理方法。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种污泥脱水处理系统，包括污泥浓缩处理单元和板框压滤脱水单元，

污泥浓缩处理单元，包括，顺次连接的剩余污泥储池、转鼓浓缩机和混合污泥储池，其中所述混合污泥储池还连接有初沉污泥输送管路；

板框压滤脱水单元，包括，絮凝反应池和其相连接的板框压滤机，其中所述絮凝反应池还连接有石灰浆液输送管路；且所述絮凝反应池还与所述混合污泥储池相连接。

污泥浓缩处理单元用来对待处理的污泥进行预脱水，板框压滤脱水单元对预脱水后的污泥进行深度脱水。

进一步地，所述剩余污泥储池和转鼓浓缩机之间还设置有管式混合器I，所述混合污泥储池与絮凝反应池之间还设置有管式混合器II。

进一步地，所述管式混合器I还连接有PAM输送管路，所述管式混合器II还连接有三氯化铁输送管路。其中，PAM是聚丙烯酰胺的缩写。

进一步地，所述石灰浆液输送管路、PAM输送管路和三氯化铁输送管路分别于石灰浆液池、PAM调质药剂溶药池和三氯化铁调质药剂溶药池相连。

进一步地，聚丙烯酰胺的用量为0.5～4kg/T干污泥；优选的，聚丙烯酰胺的用量为2.5kg/T干污泥。

进一步地，三氯化铁的用量为155～175kg/T干污泥，石灰浆液用量为1500～3750kg/T干污泥；优选地，三氯化铁的用量为160kg/T干污泥，石灰浆液用量为1550kg/T干污泥。

进一步地，所述石灰浆液的质量浓度为10～15％；优选地，石灰浆液的质量浓度为10％。

进一步地，所述初沉污泥输送管路与初沉池相连。

进一步地，初沉污泥的用量为预脱水后污泥量的30～50％；优选的，初沉污泥的加入量为预脱水后污泥量的35％。

进一步地，所述剩余污泥储池与二沉池相连。

进一步地，所述板框压滤机与污泥外运池相连。

进一步地，所述管式混合器I的数量和转鼓浓缩机的数量相对应，为1～4个；优选地，所述管式混合器I的数量和转鼓浓缩机的数量均为3个。

进一步地，所述管式混合器II的数量和絮凝反应池的数量相对应，为1～3个；优选地，所述管式混合器II的数量和絮凝反应池的数量均为2个。

进一步地，所述板框压滤机的数量为絮凝反应池数量的1～2倍。

进一步地，所述石灰浆液池为1～4座，平面方形，有效水深2.5m，钢筋混凝土结构。

进一步地，所述石灰浆液池中设有投加泵，功率为5.5～10kW，流量10m³/h，压力2bar。

进一步地，所述石灰浆液池中进料最高液位限定在池容80～90％，出料最低液位限定在池容10～20％；优选地，石灰浆液池中进料最高液位限定在池容85％，出料最低液位限定在池容15％。

进一步地，所述转鼓浓缩机采用全封闭转鼓结构，包括转鼓、冲洗系统、框架、滤液收集槽、保护板和驱动装置；其中，所述冲洗系统包括冲洗水泵、截止阀、电磁阀和带喷嘴的管道；冲洗系统所用的冲洗水来自滤液收集槽中的滤液。

更进一步地，转鼓浓缩机中所述框架采用不锈钢或热镀锌钢材质。

进一步地，所述板框压滤机的进泥由低压螺杆泵和高压隔膜泵先后完成。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1、本专利采用的是两级污泥药剂调质，即在转鼓浓缩阶段和板框压滤阶段，分别选择不同的药剂；在转鼓浓缩阶段选择聚丙烯酰胺 (PAM)，PAM是一种水溶性聚合物，具有极性基团-酰胺基，易于借其氢健的作用在泥沙颗粒外表吸附，PAM还有很长的分子链，长链在颗粒之间架桥，构成大颗粒的絮凝体，具有絮凝、增稠等作用，能使污泥由微细颗粒迅速凝聚成大颗粒，并形成网状结构的大团絮凝体；在板框压滤阶段选择FeCl₃和石灰，首先添加三氯化铁，通过水合作用形成正电荷，能够中和污泥颗粒的负电荷，提高絮凝效果；然后使用生石灰调节碱度，三氯化铁也与污泥中的碱性物质络合成大分子沉淀物，可以起到二次絮凝剂效果，同时，通过控制生石灰的投加量，还可以起到除臭和消毒效果，增强颗粒结构，提供孔隙，减少其压缩性；而且将无机和有机絮凝剂搭配使用，混合调质使固体颗粒物质结合水和吸附水被释放，污泥结构达到均相，破坏细胞壁，大幅度降低污泥粘性，提高污泥脱水效果。

2、转鼓浓缩利用上、下滤带之间逐步增压和剪切力的作用使污泥进一步脱水后排出，污泥的产量和干度可由无级变速装置控制，同时转筒作为细格栅用，起到较好的效果。

3、初沉池污泥中一般含有密度较大的颗粒，如沙粒、金属粉末等，将转鼓浓缩后的污泥与初沉污泥混合，初沉污泥可以作为后续污泥调质过程的药剂晶核，有利于污泥脱水，并且很大程度上节约了化学药剂的添加。

4、将石灰浆液作为调质药剂，石灰溶解后，以一定的浆液浓度投加，增加药剂与污泥颗粒间的接触效果，使污泥中细胞更容易破壁。由于脱水中使用了石灰，在污泥调理的同时实现了污泥的稳定化，并消除了通常污泥处理过程中的恶臭。实际运行中污泥脱水机房、泥饼堆棚内均无恶臭产生，工人的操作环境非常良好。这点也打破了传统观念中板框压滤机操作环境恶劣的缺点。

5、污泥脱水性较好，泥饼不会粘在滤布上。滤板打开时，泥饼整体自动脱落。

6、泥饼含固率高，实际泥饼含固率达45％以上，泥饼落下后成较大块状。在晴好天气下，经2天常温晾晒，泥饼含固率能达80％以上。

7、系统的自动化程度高，1名管理人员可以同时管理2台脱水机的运行。所需的管理工作也仅仅是巡视、察看设备运行情况。即便是滤布的清洗，也只需操作人员打开相应的程序即可完成。

8、整套系统的设备均无高速运转部件，噪音非常低，化学药剂用量少、絮凝效果好，污泥脱水性好，工艺简单，可大规模应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1污泥脱水处理系统

附图标记说明：

1.二沉池；2.剩余污泥储池；3.转鼓浓缩机；4.初沉池；5.混合污泥储池；6.絮凝反应池；7.石灰浆液池；8.板框压滤机；9.污泥外运池； 10.PAM调质药剂溶药池；11.三氯化铁调质药剂溶药池；12.管式混合器I；13.管式混合器II；14.PAM输送管路、15.三氯化铁输送管路、 16.初沉污泥输送管路；17.石灰浆液输送管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，本实用新型污泥脱水处理系统，包括：污泥浓缩处理单元和板框压滤脱水单元，其中，

污泥浓缩处理单元，包括，顺次连接的剩余污泥储池2、转鼓浓缩机3和混合污泥储池5，其中所述混合污泥储池5还连接有初沉污泥输送管路16；

板框压滤脱水单元，包括，絮凝反应池6和其相连接的板框压滤机8，其中所述絮凝反应池6还连接有石灰浆液输送管路17；且所述絮凝反应池6还与所述混合污泥储池5相连接；

剩余污泥储池2和转鼓浓缩机3之间还设置有管式混合器I 12，混合污泥储池5与絮凝反应池6之间还设置有管式混合器II 13。

管式混合器I 12还连接有PAM输送管路14，管式混合器II 13 还连接有三氯化铁输送管路15。

石灰浆液输送管路17、PAM输送管路14和三氯化铁输送管路 15分别于石灰浆液池7、PAM调质药剂溶药池10和三氯化铁调质药剂溶药池11相连。

初沉污泥输送管路16与初沉池4相连；剩余污泥储池2与二沉池1相连；板框压滤机8与污泥外运池9相连。

上述方案为本实用新型污泥脱水处理系统的核心，污泥浓缩单元是将待处理的二沉污泥进行预脱水，可以将污泥含水率从97～99％降至约90％；板框压滤脱水单元对预脱水后的污泥进行深度脱水，板框压滤机脱水后泥饼含水率55％以下；

剩余污泥储池2用来储存待处理的二沉污泥，管式混合器I 12 使污泥和药剂充分混合，转鼓浓缩机3是对污泥进行预脱水，混合污泥储池5是将预脱水后的污泥和初沉污泥混合均匀。管式混合器II 13 是将混合污泥储池5中的污泥与药剂混合均匀，絮凝反应池6中注入石灰浆液进行絮凝反应，为混合污泥、药剂、石灰浆液提供充分的反应空间和时间，板框压滤机8是主要的脱水器械，将充分絮凝后的污泥压滤脱水。

石灰浆液池7将石灰溶解，以一定的浆液浓度投加，增加药剂与污泥颗粒间的接触效果，使污泥中细胞更容易破壁。由于脱水中使用了石灰，在污泥调理的同时实现了污泥的稳定化，并消除了通常污泥处理过程中的恶臭。其中，石灰浆液的质量浓度为10～15％。石灰浆液的用量为1500～3750kg/T干污泥。

初沉污泥输送管路16用来将初沉污泥送入混合污泥储池，初沉污泥是从初沉池4底排出的，主要是各种物无机悬浮物和部分有机物、重金属等，生物含量相对较少，泥量较少；二沉污泥是从二沉池 1排出的，主要是各种有机物、无机物、微生物体、原生、后生动物、重金属等聚合体，数目很多，泥量很大。本实用新型将初沉污泥与预脱水后的污泥混合，初沉污泥可以作为后续絮凝过程中的晶核，在很大程度上增加了絮凝的效果，降低了絮凝剂的用量。初沉污泥的加入量为预脱水后污泥量的30～50％。

PAM输送管路14用来将聚丙烯酰胺送入管式混合器I12与污泥混合均匀，并发生初级絮凝反应，PAM的加入量为0.5～4kg/T干污泥；三氯化铁输送管路15用来将絮凝剂三氯化铁送入管式混合器II13与污泥混合均匀，三氯化铁的加入量为155～175kg/T干污泥；调质药剂溶药池用来将药剂调整到合适的浓度，使得药剂在最大程度上发挥絮凝效果。

管式混合器I12的数量和转鼓浓缩机3的数量相对应，为1～4个；优选地，所述管式混合器I12的数量和转鼓浓缩机3的数量均为3个。

管式混合器II13的数量和絮凝反应池6的数量相对应，为1～3 个；优选地，所述管式混合器II的数量和絮凝反应池6的数量均为2 个。

板框压滤机8的数量为絮凝反应池数量的1～2倍。

石灰浆液池7为1～4座，平面方形，有效水深2.5m，钢筋混凝土结构。石灰浆液投加泵功率功率5.5～10kW，流量10m³/h，压力2bar。石灰浆液池中进料最高液位限定在池容80～90％，出料最低液位限定在池容10～20％；优选地，石灰浆液池中进料最高液位限定在池容 85％，出料最低液位限定在池容15％。

转鼓浓缩机3采用全封闭转鼓结构，包括转鼓、冲洗系统、框架、滤液收集槽、保护板和驱动装置；其中，所述冲洗系统包括冲洗水泵、截止阀、电磁阀和带喷嘴的管道；冲洗系统所用的冲洗水来自滤液收集槽中的滤液。转鼓浓缩机中所述框架采用不锈钢或热镀锌钢材质。

板框压滤机的进泥由低压螺杆泵和高压隔膜泵先后完成。

本实用新型污泥脱水处理系统的工作原理：

将二沉池1中污泥转移到剩余污泥储池2，将剩余污泥储池2中的二沉污泥送入管式混合器I12中，同时打开PAM调质药剂溶药池 10将PAM经过PAM输送管路14送入管式混合器I12，使药剂和二沉污泥在管式混合器I12中混合均匀，送入转鼓浓缩机3进行预脱水；

将预脱水后的污泥送入混合污泥储池5，同时将初沉池4中的初沉污泥通过初沉污泥输送管路16送入混合污泥储池5，使预脱水后的污泥和初沉污泥混合均匀；

将混合均匀的污泥送入管式混合器II13，同时打开三氯化铁调质药剂溶药池11将三氯化铁经过三氯化铁输送管路15送入管式混合器 II13，使药剂与污泥在管式混合器II13中混合均匀；

将混合均匀的污泥送入絮凝反应池6，同时将石灰浆液池7中的石灰浆液通过石灰浆液输送管路17送入絮凝反应池6，使两者进行絮凝反应；

将絮凝后的污泥送入板框压滤机8脱水，将脱水后的污泥送入污泥外运池9，得到脱水污泥。

针对本实用新型的一种污泥脱水处理系统，通过以下工程实例对上述实施效果进行分析验证，具体介绍如下：

某污水处理厂，采用该套污泥脱水系统自正式运行以来，一直非常稳定可靠，脱水效果良好。二沉池中二沉污泥的含水率为98～99％，板框压滤机的板框尺寸为1500×1500，滤板数120～150块，滤室厚度32mm，过滤面积448m²，板框压滤机的进泥由低压螺杆泵和高压隔膜泵先后完成。管式混合器I的数量和转鼓浓缩机的数量均为3个。管式混合器II的数量和絮凝反应池的数量均为2个。板框压滤机的数量为絮凝反应池数量的2倍。石灰浆液池为2座，平面方形，有效水深2.5m，钢筋混凝土结构。石灰浆液投加泵功率功率5.5～10kW，流量10m3/h，压力2bar。石灰浆液池中进料最高液位限定在池容85％，出料最低液位限定在池容15％。转鼓浓缩机采用全封闭转鼓结构，包括转鼓、冲洗系统、框架、滤液收集槽、保护板和驱动装置；其中，所述冲洗系统包括冲洗水泵、截止阀、电磁阀和带喷嘴的管道；冲洗系统所用的冲洗水来自滤液收集槽中的滤液。转鼓浓缩机中所述框架采用不锈钢或热镀锌钢材质。

系统的运行过程中具体参数为：

初沉污泥的加入量为预脱水后污泥量的35％，石灰浆液池中石灰浆液质量浓度为10％，转鼓浓缩机中转鼓旋转速度为6.26rad/min；转鼓浓缩机浓缩后的污泥含水率降至88～90％。板框压滤机脱水后的污泥含水率降至55％以下。污泥脱水处理系统其他实际运行情况见表 1。

表1污泥脱水处理系统实际运行情况及运行数据：

项目	指标
		总干污泥量	31,200kg/d
石灰消耗量	7000kg/d合224kg/T DS
		FeCl3消耗量	5000kg/d合160kg/T DS
PAM消耗量	25kg/d合0.8kg/T DS
		泥饼含水率	49％～54％
工作批次	10
		每批次时间	140min

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种污泥脱水处理系统，包括污泥浓缩处理单元和板框压滤脱水单元，其特征在于，

污泥浓缩处理单元，包括，顺次连接的剩余污泥储池、转鼓浓缩机和混合污泥储池，其中所述混合污泥储池还连接有初沉污泥输送管路；板框压滤脱水单元，包括，絮凝反应池和其相连接的板框压滤机，其中所述絮凝反应池还连接有石灰浆液输送管路；且所述絮凝反应池还与所述混合污泥储池相连接。

2.根据权利要求1所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述剩余污泥储池和转鼓浓缩机之间还设置有管式混合器I，所述混合污泥储池与絮凝反应池之间还设置有管式混合器II。

3.根据权利要求2所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述管式混合器I还连接有PAM输送管路，所述管式混合器II还连接有三氯化铁输送管路。

4.根据权利要求3所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述石灰浆液输送管路、PAM输送管路和三氯化铁输送管路分别于石灰浆液池、PAM调质药剂溶药池和三氯化铁调质药剂溶药池相连。

5.根据权利要求1～4任一项所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述初沉污泥输送管路与初沉池相连。

6.根据权利要求1～4任一项所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述剩余污泥储池与二沉池相连。

7.根据权利要求1～4任一项所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述板框压滤机与污泥外运池相连。

8.根据权利要求2～4任一项所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述管式混合器I的数量和转鼓浓缩机的数量相对应，为1～4个。

9.根据权利要求2～4任一项所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述管式混合器II的数量和絮凝反应池的数量相对应，为1～3个。

10.根据权利要求1～4任一项所述的污泥脱水处理系统，其特征在于，所述板框压滤机的数量为絮凝反应池数量的1～2倍。