CN210367366U

CN210367366U - 一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置

Info

Publication number: CN210367366U
Application number: CN201920626907.7U
Authority: CN
Inventors: 周旭; 涂仁杰; 杨秦辉; 韩松芳; 王青
Original assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Current assignee: Shenzhen Graduate School Harbin Institute of Technology
Priority date: 2019-05-05
Filing date: 2019-05-05
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-05-05

Abstract

本实用新型提供了一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，属于污泥处理技术领域，该实用新型装置包括反应器、进泥口、电动搅拌器、排泥口以及排渣口。进泥口设置于反应器上端，搅拌器设置于反应器中下部，排泥口位于反应器中下部，排渣口位于反应器底部。污泥由进泥口进入反应器中，在搅拌器充分搅拌条件下加入氧化调理药剂，使得反应充分进行，最大程度上提高污泥的脱水性能。本实用新型不仅使得污泥与药液更加均匀充分，而且可以降低了药剂的消耗量，更重要的是本实用新型可以用作于污水处理厂污泥处理的提标改造中，具有极高的实用价值。

Description

一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置

技术领域

本实用新型属于污泥处理技术领域，涉及一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置。

背景技术

随着我国城镇化和工业化进程推进，居民生活废水和工业废水的不断增加导致城市污水处理厂污泥产量也随之增多。《住房城乡建设部关于2017年上半年全国城镇污水处理设施建设和运行情况的通报》截至2017年6月，全国累计运行污水处理厂4063座，污水处理能力约1.78亿立方米/日，按每万吨污水产生7.5吨含水率75％脱水后污泥量计算，污泥产量超过13.3万吨/日。预计到2020年污泥产量将增至6000-9000万吨。数量巨大的污泥产量，如若得不到妥善的处理，将对环境造成严重污染，污泥处理处置成为急需解决的问题。

剩余污泥产量大、含水率高，同时由于其有机物浓度高，生物活性高导致其胞外聚合物含量较多，剩余污泥脱水性能较差制约了污泥脱水效果的提高。我国目前污水处理厂设计过程中需将脱水后污泥含水率从80％优化到60％。

CN201710594877.1公开了一种提高污泥脱水性的氧化调理装置及污泥调理方法，属于污泥处理技术领域，该氧化调理装置包括反应器、进泥口、搅拌器，进泥口设置于反应器上端，搅拌器设置于反应器内部，还包括零价铁部件，零价铁部件包括零价铁层和/或零价铁管，零价铁层设置于反应器内表面，零价铁管设置于反应器内部。利用反应器内部的零价铁部件对氧化剂的催化作用，产生自由基，对污泥进行氧化，从而在一个反应系统中提高污泥的脱水性能。但该方案中所采用的零价铁转化为二价铁进行过硫酸根的激活，需要加入一定量的酸，且效率较低，产生的自由基数量较少，从而导致污泥处理效果较直接采用二价铁的低。

CN201220099173.X公开了一种难深度脱水污泥处理装置，深度降解罐、通气装置、吸收塔依序连接，加药装置分别与深度降解罐、吸收塔连接；深度降解罐中心设有搅拌装置，一侧设置进泥管，底侧设置出泥管；通气装置底部与深度降解罐连通；吸收塔内部上方设置喷淋装置，内部下方包围通气装置，底面设置回流孔；加药装置包括硫酸罐、硫酸亚铁罐和过氧化氢罐。污泥及污泥产生的臭气在深度降解罐中进行芬顿反应，从而得到深度降解，变得易脱水。该方案中采用芬顿法处理污泥，该方法对pH要求较为严格，需要在pH＝4左右，只适用于酸性较低的污泥处理中，对于普通市政污泥则需要先调节pH，使得实用性大大降低。

但是，目前，所采取的污泥氧化调理技术，普遍存在污泥调理不均匀，导致的调理效果不佳、药剂投加量大等问题。

针对这些问题，本实用新型提出一种新型的污泥处理方法对污泥氧化调理技术进行进一步优化，从而提高污泥的脱水性能，以及节约药剂投加，从而降低了污泥处理成本。这对于响应国家号召，进行现有污水处理厂的提标改造，具有重要的意义。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，用来克服污水污泥氧化调理技术，普遍存在污泥调理不均匀，导致的调理效果不佳、药剂投加量大等问题。

本实用新型是这样实现的，本实用新型首先提供了一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，其特征在于：

所述装置包括：1-主体构筑物；2-电动搅拌器；3-进泥口，4-排泥口，5-排渣口；

其中，主体构筑物结构分上下两部分，上部为空心圆柱体；下部为上表面直径大于下表面直的圆台；进泥口位于装置中液面上方；排泥口位于装置上下结构结合处，利于氧化处理后污泥的排出；底部设置排渣口，实现污泥中所含的较大块颗粒物的分离。

作为本实用新型的一种优选技术方案：装置主体结构分上下两部分，上部为高度为130mm，直径70mm的空心圆柱体；下部为上表面直径70mm、下表面直径35mm、高50mm的圆台。使得圆柱部分与圆锥部分体积占比为2:1，从而达到较好的混合沉淀效果。

作为本实用新型的一种优选技术方案：装置主体构筑物的总容积550mL，有效容积为500mL。

作为本实用新型的一种优选技术方案：装置进泥口位于液面上方10mm处，为内径10mm圆形口；排泥口位于装置上下结构结合处，为内径10mm圆形口；底部设置内径为10mm排渣口。

作为本实用新型的一种优选技术方案：装置中设置有一台电动搅拌器。搅拌器的设置使得在处理过程中，污泥与药剂得到充分接触。

本实用新型领域目的在于提供一种污泥氧化调理过程中污泥脱水的方法，使用前述的一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，包括以下步骤：(1)污泥混合，向自动连续化污泥混合装置中加入一定体积的市政污泥，通过装置使污泥达到充分混匀的效果；(2)辅助加药调理，污泥混合装置中的污泥，通过辅助加入一定量的化学药剂，在该装置中污泥与药剂充分反应，从而提高污泥的脱水性能。

作为本实用新型的一种优选技术方案：步骤(1)包括：(A)将市政污泥(取自运行的污水处理厂)500mL匀速加入反应装置中；步骤(B)启动搅拌器，使污泥充分混匀，搅拌速率在0～1000r/min之间可调，搅拌时间在0～120min之间可控。

作为本实用新型的一种优选技术方案：步骤(1)在污泥混匀过程中，控制其搅拌速率为250r/min。

作为本实用新型的一种优选技术方案：步骤(2)加入的调理药剂为过一硫酸盐(过硫酸氢钾)与七水合硫酸亚铁，根据前期实验探索优选HSO₅ ^-投加量为0.25-0.4g/gTSS，Fe²⁺投加量为0.1-0.25g/gTSS；步骤(2)控制搅拌速率恒定在250r/min，搅拌时间为15min。以上参数选择，在最大程度上提高了处理效率，并节省了成本。

作为本实用新型的一种优选技术方案，进一步所述的提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，具体步骤为：

(1)污泥由上部进泥口通入，此过程中搅拌器保持250r/min稳定运行；

(2)待污泥体积达到有效容积时，加入辅助化学药剂，继续保持装置250r/min运行15min；

(3)打开排泥口将污泥排出，检测其性能，对比经过装置处理前后的效果。

本实用新型采用的辅助化学药剂调理的原理如式(1)所示，过一硫酸盐在二价铁的活化作用下，产生具有强氧化性的硫酸根自由基。硫酸根自由基作用于EPS特定官能团，导致EPS的分解和聚合物骨架的裂断。EPS骨架的裂解破坏了污泥致密而完整的结构，污泥分散开来，变得松散而多孔，极大增加了污泥的空隙和过滤通道，从而使水很容易脱离出去，污泥的脱水性能得到提高。EPS的分解使与EPS紧密结合或者被EPS包裹的水得以释放更容易脱离出去，从而使污泥的脱水性能得以提高。

Fe(Ⅱ)+HSO₅ ^–→Fe(Ⅲ)+OH^–+SO₄ ^– (1)

本实用新型相对于现有技术具有如下优势：

(1)处理效率高，可以在较短的时间内迅速提高污泥的脱水性能(以CST衡量)；

(2)药剂利用率高，达到相同的处理效果，需要的药剂量明显小于普通处理措施；

(3)本实用新型通过提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，进行污泥处理，可用于污水处理厂剩余污泥的进一步处理，通过提高污泥的脱水性能，从而降低污泥的含水率，达到污水处理厂的提标改造要求，并在一定程度上节约的成本，具有很高的实际应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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是本实用新型提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置结构示意图。图中，1-主体构筑物；2-电动搅拌器；3-进泥口，4-排泥口，5-排渣口。

具体实施方式

本实用新型提供一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明。

装置实施例

如图1所示，装置由有机玻璃制成，总容积550mL，有效容积500mL。装置主体结构分上下两部分，上部为高度为130mm(含超高30mm)、直径70mm的空心圆柱体；下部为上表面直径70mm、下表面直径35mm、高50mm的棱台。辅助装置为恒速电动搅拌器，装置的理论容积为500mL。装置进泥口位于液面上方10mm处，为内径10mm圆形口；排泥口位于装置上下结构结合处，为内径10mm圆形口；底部设置内径为10mm排渣口。搅拌器叶轮位于液面下100mm处。

下面以采用本实用新型装置对市政污泥进行处理的具体实施例，对本实用新型做进一步介绍：

实施例1：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0g/gTSS，七水合硫酸亚铁0.1g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为22.3s，降低率为12.76％。

实施例2：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0.1g/gTSS，七水合硫酸亚铁0.1g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为14.4s，降低率为43.75％。

实施例3：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0.25g/gTSS，七水合硫酸亚铁0.1g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为12.0s，降低率为53.13％。

实施例4：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0.4g/gTSS，七水合硫酸亚铁0.1g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为12.8s，降低率为50.13％。

实施例5：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0.6g/gTSS，七水合硫酸亚铁0.1g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为13.3s，降低率为48.05％。

实施例6：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0.25/gTSS，七水合硫酸亚铁0g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为25.2s，降低率为1.69％。

实施例7：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0.25/gTSS，七水合硫酸亚铁0.05g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为14.3s，降低率为44.27％。

实施例8：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0.25/gTSS，七水合硫酸亚铁0.25g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为12.2s，降低率为52.21％。

实施例9：

以南山污水处理厂二沉池污泥为原污泥，未处理前该污泥的性质：TSS＝11.94g/L、CST＝25.6s。装置搅拌速率250r/min，辅助化学药剂过硫酸氢钾0.25/gTSS，七水合硫酸亚铁0.4g/gTSS，辅助化学药剂投加后搅拌15min后，CST降为15.7s，降低率为38.67％。

表1 实验例汇总

降低率(％)＝(初始CST—处理后CST)/初始CST*100％

以上实例说明，本实用新型方法在提高污泥脱水性能上具有较好的效果，在装置运行期间CST的降低率最高可以达到50％以上，这对于后期污泥脱水具有重要意义。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，其特征在于：

其中，主体构筑物结构分上下两部分，上部为空心圆柱体；下部为上表面直径大于下表面直的圆台；进泥口位于装置中液面上方；排泥口位于装置上下结构结合处；底部设置排渣口。

2.根据权利要求1所述的一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，其特征在于：装置主体结构分上下两部分，上部为高度为130mm，直径70mm的空心圆柱体；下部为上表面直径70mm、下表面直径35mm、高50mm的圆台。

3.根据权利要求1所述的一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，其特征在于：装置主体构筑物的有效容积为500mL。

4.根据权利要求1所述的一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，其特征在于：装置进泥口位于液面上方10mm处，为内径10mm圆形口；排泥口位于装置上下结构结合处，为内径10mm圆形口；底部设置内径为10mm排渣口。

5.根据权利要求1所述的一种提高污泥氧化调理过程中污泥脱水性能的装置，其特征在于：装置中设置有一台电动搅拌器。