CN213113030U - 一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，沿污泥进料方向依次设有污泥储池、混合器、混合调理槽、深度脱水一体机、脱水污泥缓存仓、低温干化装置、干泥料仓，所述混合器还外接有絮凝剂制备装置，所述深度脱水一体机还外接有改性剂投加装置。本实用新型提供一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，将机械脱水与低温干化相结合，实现污泥减量化、无害化、稳定化处理，满足资源化处置的要求。

Description

一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统

技术领域

本实用新型属于污泥处理的技术领域，涉及一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统。

背景技术

伴随着我国各地污水处理厂的建成投入运行，产生的污泥也大量增加，以含水率80％计，截至2012年底全国年污泥总产生量突破3000万吨。按照预测，到2020年污泥量将突破年6000万吨。由于废水中所含的有机物、重金属、致病微生物等有害物质在处理后可能立即被浓缩于污泥中，若污泥未能获得良好处置，必然会对环境造成更严重的污染。另外，在污水生物处理过程中，微生物群与污水中的有机物接触，摄取水中生物可以分解的成份进行生长繁殖，在该过程中增生的胶羽形成菌会与自身分泌的胞外聚合物、水相中的剩余悬浮固体、丝状菌、真菌、原生动物、以及二价钙、镁离子，共同聚集连结成大小约数百微米的污泥胶羽，其结构疏松，含水率极高，并有巨大表面积与高度亲水性，带有大量结合水，导致污泥处理难度增大。

我国污泥脱水方式以机械脱水为主，包括压力挤压脱水与离心式脱水等。常用的脱水机械包括板框压滤机、带式压滤机、真空过滤机和螺旋压榨脱水机等。经这些常规的机械脱水设备脱水后的污泥含水率一般为80％左右，脱水后的污泥基本上可以形成泥饼。但高含水率的泥饼仍然具有流动性质，不仅污泥减量化程度有限，其后续的处置难度大、成本高，无法达到“稳定化、无害化、减量化、资源化”的要求，仍有待深度处理。

目前，在新建污水厂中，要求在不添加任何药剂的情况下，使污泥含水率从99～95％降低至60％或更低，通常采用的污泥深度处理技术路线为“机械脱水+干化”。机械脱水常采用“叠螺+机械深度脱水”或“离心脱水”，由于机械脱水的原理限制，在不添加石灰或其他固体药剂的前提下，大部分污水处理厂污泥含水率一般降低至75％～85％。“叠螺+机械深度脱水+干化”将叠螺脱水、深度脱水、干化联用，配套设备较多，存在设备控制与维护工作量大的问题；“离心脱水+干化”采用成熟的离心脱水工艺，但是离心脱水后污泥含水率高，污泥粘度增加，增加干化阶段的设备投资及运行费用。

针对以上问题，污泥脱水干化处理系统仍然有如下三个方面需要改进。其一，污泥深度脱水过程较繁琐；其二，污泥深度脱水系统布置不够紧凑，占地面积大；其三，机械脱水后含水率较高，干化阶段能耗高。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，用于解决现有技术中缺乏将污泥药剂改性和机械脱水集于一体的连续、快速污泥深度脱水及干化的问题，实现污泥的减量化、无害化、稳定化、资源化。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，沿污泥进料方向依次设有污泥储池、混合器、混合调理槽、深度脱水一体机、脱水污泥缓存仓、低温干化装置、干泥料仓，所述混合器还外接有絮凝剂制备装置，所述深度脱水一体机还外接有改性剂投加装置。

优选地，所述污泥为含水率95～99％的污泥。

优选地，所述絮凝剂制备装置中采用的絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。

优选地，所述混合器为专利号ZL2019215422555中的污泥调质用高效混合装置。

优选地，所述混合调理槽为专利号ZL201720097132.X中浓缩设备使用的污泥调理罐。

优选地，所述深度脱水一体机为专利号ZL201720097132.X中作为浓缩设备的转鼓式污泥浓缩机中的转鼓式滚筒筛分器或带式污泥浓缩机中的重力浓缩脱水结构。

优选地，所述脱水污泥缓存仓的进泥口设有第一料位计，所述脱水污泥缓存仓的底部设有第一螺旋卸料机，所述脱水污泥缓存仓的出泥口设有插板阀。

优选地，所述干泥料仓的外壳设有保温层，所述干泥料仓的顶部设有排风口和呼吸阀，所述干泥料仓的底部设有第二螺旋卸料机，所述干泥料仓的侧壁上设有多个第二料位计。

优选地，所述改性剂投加装置中改性剂为硫酸亚铁与氯化镁的混合物，所述硫酸亚铁与氯化镁的质量比为8～9.5:5。

优选地，所述混合器经管路分别与污泥储池、混合调理槽、絮凝剂制备装置相连通，所述深度脱水一体机经管路分别与混合调理槽、改性剂投加装置相连通，所述深度脱水一体机与脱水污泥缓存仓、所述低温干化装置与干泥料仓经输送机连接。

更优选地，所述混合器与污泥储池之间的管路上设有污泥投加泵。

更优选地，所述混合器与絮凝剂制备装置之间的管路上设有絮凝剂投加泵。

更优选地，所述输送机选自刮板输送机、皮带输送机、无轴螺旋输送机、管链机中的任意一种或多种组合。

优选地，所述低温干化装置位于脱水污泥缓存仓的出泥口下方

如上所述，本实用新型提供的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，用于解决现有技术中缺乏将污泥药剂改性和机械脱水集于一体的连续、快速污泥深度脱水及干化的问题，其连续运行，减量率高，能够在污水处理厂内实现污泥从含水率95～99％降低至含水率10～60％，减量率高达88％以上，实现减量化、无害化、稳定化处理，满足资源化处置的要求。

(2)本实用新型提供的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，不降低污泥的干基热值，pH保持为6～9，其处理的污泥出路多，最终处置路径广，可与燃煤电厂或垃圾电厂掺烧，用于园林绿化、市政及化工污水处理厂污泥、河湖底泥、危险固体废弃物等方面。

(3)本实用新型提供的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，能耗低，运行费用低，采用除湿热泵热源形式时，本实用新型系统工艺去水量高达117kgH2O/kW·h，整体的能源应用效率极高。相比单独干化，联用工艺的设备投资降低约30％，节约运行费用约30～50％。

(4)本实用新型提供的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，能够实现污泥机械深度脱水与干化设备的联合使用，附属设备少，维护方便。该系统根据占地情况可上下层布置，节约占地。

附图说明

图1显示为本实用新型的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统的结构示意图。

图2为本实用新型的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统中的脱水污泥储存仓的结构示意图。

图3为图2脱水污泥储存仓的剖面结构示意图。

图4为本实用新型的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统中的干泥料仓的结构示意图。

附图标记

1 污泥储池

2 混合器

3 混合调理槽

4 深度脱水一体机

5 脱水污泥缓存仓

501 第一料位计

502 第一螺旋卸料机

503 插板阀

6 低温干化装置

7 干泥料仓

701 排风口

702 呼吸阀

703 第二料位计

704 第二螺旋卸料机

705 保温层

8 絮凝剂制备装置

9 改性剂投加装置

10 污泥投加泵

11 絮凝剂投加泵

12 输送机

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，如图1所示，沿污泥进料方向依次设有污泥储池1、混合器2、混合调理槽3、深度脱水一体机4、脱水污泥缓存仓5、低温干化装置6、干泥料仓7，所述混合器2还外接有絮凝剂制备装置8，所述深度脱水一体机4还外接有改性剂投加装置9。

在本实用新型提供的系统中，所述污泥为含水率95～99％的污泥。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述污泥储池1为常规使用的污泥存储装置。可用于存储污泥。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述絮凝剂制备装置8为常规使用的絮凝剂制备装置。具体来说，所述絮凝剂制备装置8为市售的三厢式絮凝剂制备装置。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述絮凝剂制备装置8中采用的絮凝剂为聚丙烯酰胺(PAM)。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述混合器2为专利号ZL2019215422555中的污泥调质用高效混合装置。能够实现污泥与絮凝剂的充分混合，降低絮凝剂用量，提高污泥的絮凝效果，是高效混合器。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述混合调理槽3为专利号ZL201720097132.X中浓缩设备使用的污泥调理罐。所述混合调理槽3内设有搅拌桨。所述混合调理槽3及搅拌桨的材质为304不锈钢。上述搅拌桨的搅拌转速为60～70r/min。

所述混合调理槽3能够将污泥与絮凝剂进一步充分混合，形成矾花。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述深度脱水一体机4为专利号ZL201720097132.X中作为浓缩设备的转鼓式污泥浓缩机中的转鼓式滚筒筛分器或带式污泥浓缩机中的重力浓缩脱水结构。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述脱水污泥缓存仓5为常规使用的污泥存储仓。可用于临时存储脱水后污泥。

在本实用新型提供的系统中，如图2、3所示，所述脱水污泥缓存仓5的进泥口设有第一料位计501，所述脱水污泥缓存仓5的底部设有第一螺旋卸料机502，所述脱水污泥缓存仓5的出泥口设有插板阀503。

上述第一料位计501为常规使用的雷达料位计。上述第一螺旋卸料机502为常规使用的污泥螺旋卸料机，具体为外接有电机的均料轴，均料轴的主轴上设有双向螺旋均料带。上述插板阀503为常规使用的控制开关的电动阀。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述低温干化装置6为常规使用的低温干化箱。所述低温干化箱内设有空气干燥装置。

在一个优选的实施例中，所述低温干化箱内包括至少2层的输送履带。

具体来说，上述履带为PP链板或由不锈钢网、聚酯网组成的输送链网。

所述空气干燥装置为常规使用的空气干燥装置，所述空气干燥装置采用除湿热泵形式或余热利用换热形式提供热源。履带式低温干化箱与空气干燥装置组成循环密闭的空间。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述干泥料仓7为常规使用的污泥存储仓。可用于存储干化处理后污泥。

在本实用新型提供的系统中，如图4所示，所述干泥料仓7的外壳设有保温层705，所述干泥料仓7的顶部设有排风口701和呼吸阀702，所述干泥料仓7的底部设有第二螺旋卸料机704，所述干泥料仓7的侧壁上设有多个第二料位计703。

具体来说，上述保温层705中采用的保温材料为橡塑、铝箔或石棉。

上述呼吸阀702为常规使用的控制开关的电动阀，上述呼吸阀702可根据排放量用补风口替代。上述第二料位计703为常规使用的雷达料位计。上述第二螺旋卸料机704为常规使用的污泥螺旋卸料机，具体为外接有电机的均料轴，均料轴的主轴上设有双向螺旋均料带。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述改性剂投加装置9为常规使用的改性剂储存料仓。所述改性剂储存料仓内设有精确定量装置和投加螺旋。所述改性剂储存料仓根据场地要求可选固定式大型料仓、小型料仓和吨袋式料仓。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述改性剂投加装置9中改性剂为硫酸亚铁与氯化镁的混合物，所述硫酸亚铁与氯化镁的质量比为8～9.5:5。

在本实用新型提供的系统中，如图1所示，所述混合器2经管路分别与污泥储池1、混合调理槽3、絮凝剂制备装置8相连通，所述深度脱水一体机4经管路分别与混合调理槽3、改性剂投加装置9相连通，所述深度脱水一体机4与脱水污泥缓存仓5、所述低温干化装置6与干泥料仓7经输送机12连接。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述混合器2与污泥储池1之间的管路上设有污泥投加泵10。所述污泥投加泵10为螺杆泵，用于向混合器2添加污泥。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述混合器2与絮凝剂制备装置8之间的管路上设有絮凝剂投加泵11。所述絮凝剂投加泵11为螺杆泵，用于向混合器2添加絮凝剂。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述输送机12选自刮板输送机、皮带输送机、无轴螺旋输送机、管链机中的任意一种或多种组合。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述低温干化装置6位于脱水污泥缓存仓5的出泥口下方。用于接收脱水污泥进行低温干化。

下面结合图1-4，说明本实用新型中一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统的使用过程。

将污泥储池中含水率为95～99％的污泥通过污泥投加泵10经管路投加到混合器2中。同时将作为絮凝剂的PAM由三厢式絮凝剂制备装置8制备后通过絮凝剂投加11泵经管路投加到混合器2中。絮凝剂的投加量为污泥绝干量的0.2～0.5wt％。使污泥与PAM在混合器2中充分混合后，经管路输入混合调理槽3。在混合调理槽3中，污泥与PAM进一步混合，形成稳定的污泥絮体，经管路输入深度脱水一体机4。

在深度脱水一体机4中，污泥絮体在重力作用下去除大部分自由水，形成半流动态污泥，通过污泥改性调理的化学作用，联合机械反复压滤、高压压榨的物理作用，机械压滤压力为0.2～0.3MPa，高压压榨压力为0.5～0.8MPa，污泥中的水分进一步去除，使污泥含水率由95％～99％降低至65～70％。经深度脱水一体机4深度脱水后的污泥形成5-10mm多孔隙薄片状泥饼。同时，通过改性剂投加装置9经管路加入改性剂，改性剂投加量为污泥绝干量的5～10wt％。改性剂为硫酸亚铁与氯化镁的混合物，硫酸亚铁与氯化镁的质量比为8:5或9.5:5。

脱水后的污泥由输送机12输送至脱水污泥缓存仓5暂存，储存时间30min～2h。暂存后的污泥由脱水污泥缓存仓5的出泥口下落至低温干化装置6进行进一步干化处理。根据污水处理厂是否有余热利用，空气干燥装置的热源方式分别采用除湿热泵型或余热利用换热型。

采用除湿热泵型热源时，污泥依靠重力落入输送履带，60～80℃的未饱和空气由输送履带底部以较慢速度上升，与污泥接触的过程中将污泥干化，湿空气则进入空气干燥装置的除湿热泵系统，通过降温的方式使得湿空气温度低于露点，水汽得以冷凝并排出低温干化装置6，通过加热方式使得“脱水”后的空气升温变为热干空气，送入低温干化装置6继续干化污泥，全过程中空气循环利用，封闭处理。

采用余热利用换热型热源时，污泥依靠重力落入输送履带，50～80℃的未饱和空气从输送履带底部与污泥接触，并进行传热和传质，污泥中水分含量降低，而空气含湿量上升，热湿空气进入空气干燥装置由冷却塔驱动的蒸发器，空气中的水蒸气冷凝析出，形成饱和空气，再经过余热冷凝器，空气等湿升温，形成50～80℃不饱和空气，再次进入低温干化装置6。全过程空气处于密闭空间，循环利用。

经过上述低温干化后，污泥含水率由65～70％降低至10～60％。干化后污泥经输送机12输送至带有排风口701的干泥料仓7待运。

具体实例如下：

在某城市污水处理厂，产生含水率98％的污泥1000吨/天，将含水率为98％的污泥存放到污泥储池1中，通过污泥投加泵10经管路投加到混合器2中。同时将作为絮凝剂的PAM由三厢式絮凝剂制备装置8熟化制备后通过絮凝剂投加泵11经管路投加到混合器2中。絮凝剂的投加量为污泥绝干量的0.5wt％。使污泥与PAM在混合器2中充分混合后，经管路输入混合调理槽3。在混合调理槽3中，污泥与PAM进一步混合，形成稳定的污泥絮体，经管路输入深度脱水一体机4。其中，污泥投加泵10的材质为碳钢防腐材料，其采用变频调节，进泥速度为25～30m³/h，可两用一备。三厢式絮凝剂制备装置8的制备量为3000L/h。絮凝剂投加泵11为1000～2000L/h的变频调速螺杆泵。

深度脱水一体机4，采用2m宽深度脱水一体机两套。在深度脱水一体机4中，污泥絮体在重力作用下去除大部分自由水，形成半流动态污泥，通过污泥改性调理的化学作用，联合机械反复压滤、高压压榨的物理作用，机械压滤压力为0.3MPa，高压压榨压力为0.6MPa，污泥中的水分进一步去除，使污泥含水率由99％降低至70％。经深度脱水一体机4深度脱水后的污泥形成6mm多孔隙薄片状泥饼。同时，通过改性剂投加装置9经管路加入改性剂，改性剂的质量g与水的体积按1:5加入，改性剂固体投加量为1.67吨/天，改性剂投加量为污泥绝干量的7.5wt％。改性剂为硫酸亚铁与氯化镁的混合物，硫酸亚铁与氯化镁的质量比为8:5。经深度脱水一体机4处理后含水率70％的污泥量为72.22吨/天，污泥减量率达92.8％。

脱水后的污泥由输送机12输送至脱水污泥缓存仓5暂存，储存时间2h，储存容积3m³。暂存后的污泥由脱水污泥缓存仓5的出泥口下落至低温干化装置6进行进一步干化处理。根据污水处理厂是否有余热利用，空气干燥装置的热源方式采用除湿热泵型。

采用除湿热泵型热源时，污泥依靠重力落入输送履带，60～80℃的未饱和空气由输送履带底部以较慢速度上升，与污泥接触的过程中将污泥干化，湿空气则进入空气干燥装置的除湿热泵系统，通过降温的方式使得湿空气温度低于露点，水汽得以冷凝并排出低温干化装置，通过加热方式使得“脱水”后的空气升温变为热干空气，送入低温干化装置6继续干化污泥，全过程中空气循环利用，封闭处理。

其中低温干化装置2套，每套低温干化设备去水量为18.06吨/天。经过上述低温干化后，污泥含水率由70％降低至40％。干化后干泥量为36.11吨/天，干化段减量率为50％。上述低温干化装置6配置一套流量45t/h，温差15℃的冷却塔；配置流量15t/h，扬程18m的冷却水循环泵3台(2用1备)。

可见，经过本实用新型中系统处理，污泥从含水率98％脱水干化至含水率40％，系统减量率为96.39％，可后续进行综合利用。

干化后污泥经输送机12输送至带有排风口701的干泥料仓7待运。干泥料仓设置两套，单套容积30m³，材质选用碳钢防腐，配套排风口701、呼吸阀702、第二螺旋卸料机704、第二料位计703。

综上所述，本实用新型提供一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，将机械脱水与低温干化相结合，实现污泥减量化、无害化、稳定化处理，满足资源化处置的要求。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，其特征在于，沿污泥进料方向依次设有污泥储池(1)、混合器(2)、混合调理槽(3)、深度脱水一体机(4)、脱水污泥缓存仓(5)、低温干化装置(6)、干泥料仓(7)，所述混合器(2)还外接有絮凝剂制备装置(8)，所述深度脱水一体机(4)还外接有改性剂投加装置(9)。

2.根据权利要求1所述的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，其特征在于，所述脱水污泥缓存仓(5)的进泥口设有第一料位计(501)，所述脱水污泥缓存仓(5)的底部设有第一螺旋卸料机(502)，所述脱水污泥缓存仓(5)的出泥口设有插板阀(503)。

3.根据权利要求1所述的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，其特征在于，所述干泥料仓(7)的外壳设有保温层(705)，所述干泥料仓(7)的顶部设有排风口(701)和呼吸阀(702)，所述干泥料仓(7)的底部设有第二螺旋卸料机(704)，所述干泥料仓(7)的侧壁上设有多个第二料位计(703)。

4.根据权利要求1所述的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，其特征在于，所述混合器(2)经管路分别与污泥储池(1)、混合调理槽(3)、絮凝剂制备装置(8)相连通，所述深度脱水一体机(4)经管路分别与混合调理槽(3)、改性剂投加装置(9)相连通，所述深度脱水一体机(4)与脱水污泥缓存仓(5)、所述低温干化装置(6)与干泥料仓(7)经输送机(12)连接。

5.根据权利要求4所述的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，其特征在于，所述混合器(2)与污泥储池(1)之间的管路上设有污泥投加泵(10)。

6.根据权利要求4所述的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，其特征在于，所述混合器(2)与絮凝剂制备装置(8)之间的管路上设有絮凝剂投加泵(11)。

7.根据权利要求1所述的一种深度脱水一体机联用低温干化污泥处理系统，其特征在于，所述低温干化装置(6)位于脱水污泥缓存仓(5)的出泥口下方。

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