CN216614387U - 一种采用高效物理破壁的城镇污泥减量化集成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用高效物理破壁的城镇污泥减量化集成系统，出泥含水率达60%以下；所述系统具有污泥浓缩池、物理破壁装置、缓冲池、污泥进料泵、压滤系统、清洗系统、空压机系统、隔膜挤压系统、加药装置等。该系统的特征在于采用高效物理破壁装置杀灭并破坏微生物和藻类的细胞壁，在不投加石灰和铁盐的情况下，通过压滤机将市政污泥含水率降低到60%以下。该系统达到了污泥减量化、稳定化、无害化的目的，为后续资源化提供基础条件，同时脱水效率高，运维运管成本低。

Description

一种采用高效物理破壁的城镇污泥减量化集成系统

技术领域

本实用新型涉及城镇污泥深度脱水技术领域，具体来讲涉及的是一种高效物理破壁的城镇污泥减量化集成系统。

背景技术

随着我国污水处理率的不断提高，城镇污泥的产量也呈上升趋势，据统计2020年我国城镇污泥的产生量已超过7000万吨。

长期以来污水处理设施存在“重水轻泥”的现象，污泥的处理方式是外运、简单填埋或堆放，而污泥的成分很复杂,其中含有大量的水分、多种微生物，还有难降解的有机物以及病原微生物和寄生虫卵等，简单的填埋会造成二次污染。

国家规划提出：着重破解污泥处置难点，实现无害化推进资源化。故污泥处理前端的减量化、无害化、稳定化必须为后续的资源化服务。

随着国家政策明确提出要实现污泥无害化、推进资源化处理，污泥处理前端的减量化、稳定化、无害化必须为后续的资源化提供基础条件。

常规的离心脱水或压滤脱水，无法去除污泥中的毛细结合水以及内部水，要让泥饼的含水率降到60%以下，最重要处理在于对污泥中的微生物破壁。目前破壁主要采用投加生石灰和铁盐对污泥调质，改变污泥颗粒结构、破坏胶体的稳定性，提高污泥的过滤、脱水性能。该方式的主要问题：

1、石灰添加量太多。污泥处理要求减量化，但添加20%的石灰进去，直接提高了绝干污泥量，这是一种隐形的污染。并且添加石灰后，对后续污泥资源化利用造成较大限制。如焚烧、堆肥、厌氧发酵、好氧发酵等。

2、石灰处理污泥程序繁冗。石灰的投加过程、石灰与污泥的搅拌等将污泥处理周期延长,调质期间臭味散发造成大气污染。

3、运行成本高：一是投加石灰和铁盐；二是过程繁冗需要各种辅助设备；三是人力成本高。

目前用于市政污泥减量化的压滤机多为侧杆式隔膜式板框压滤机，泥饼不易掉落，卸料时间长，常需人工辅助，处理一个批次的污泥所需周期长。侧杆式压滤机，结构方面平稳程度不够，容易出现喷浆现象，滤板磨损也偏高。

实用新型内容

为解决上述不足，本实用新型在此提供一种采用高效物理破壁方式的污泥减量化集成系统；操作简便，处理效率高，处理后泥饼含水率至60％以下。

本实用新型是这样实现的，构造一种采用高效物理破壁方式的污泥减量化集成系统，其特征在于：该系统具有污泥浓缩池、物理破壁装置、缓冲池、污泥提升泵、压滤机、清洗系统、空压机系统、隔膜挤压系统、加药装置；所述污泥浓缩池的出口与缓冲池进口连接，物理破壁装置进口与缓冲池一个出口连接，物理破壁装置的出口与缓冲池连接，缓冲池的另一出口与污泥提升泵进口连接，污泥提升泵出口连接压滤机，清洗系统、空压机系统和隔膜挤压系统分别与压滤机的清洗水进口、反吹进口和二次挤压进水口连接，加药装置的出口通过管道连接于缓冲池。

根据本实用新型所述一种采用高效物理破壁方式的污泥减量化集成系统，其特征在于；所述高效物理破壁装置为水力空化破壁，主要包括泵、均化室、空化室和控制装置，在空化室内设有喷嘴；可根据压滤机出口泥饼含水率，自动控制高效物理破壁装置的破壁循环次数，且整个破壁过程高效物理破壁装置与缓冲池形成一个闭合循环。

根据本实用新型所述一种采用高效物理破壁方式的污泥减量化集成系统，其特征在于；所述压滤机采用高悬梁程控压滤机。

根据本实用新型所述一种采用高效物理破壁方式的污泥减量化集成系统，其特征在于；所述加药装置投加药剂为高分子阳离子絮凝剂。

本实用新型具有如下优点：

优点1：本实用新型提供的脱水工艺简单，投资相对较省，运行成本较低，在整个运转过程中高效稳定、操作简单、环境友好等。

优点2：本实用新型对应的污泥调理过程中，采用水力空化破壁技术，杀灭大多数的微生物并破坏其细胞壁，无需投加石灰和铁盐。

1）减量化：经水力空化破壁后，污泥中的表面吸附水、孔隙水、以及内部水均可经后续的压滤机与污泥分离，实现减量化。

2）稳定化和无害化：污泥富集了污水中的污染物，含有大量的有机物、病毒微生物、寄生虫卵等有毒有害物质，水力空化可以杀灭微生物和寄生虫卵，不会对环境产生二次污染，实现稳定化和无害化。

3）资源化：污泥中含有大量的有机物、氮磷元素，经该系统处理的污泥，后续更适宜资源化利用，解决了污泥脱水时，因投加石灰而引起的泥饼不易焚烧、堆肥、厌氧发酵、好氧发酵等后期的资源化利用问题。

优点3：本实用新型对应的压滤机采用高悬梁程控压滤机，其结构特点为悬梁式压滤机，其中滤板与悬梁形成稳定三角结构，工作时一直保持稳定形势，避免喷浆现象出现，且增大滤板滤布的使用寿命并减小其磨损。

优点4：本实用新型对应的压滤机采用高悬梁程控压滤机，卸料快，滤饼容易脱落，一次可卸多块滤饼。观察视线开阔，便于冲洗滤布，更换滤布，检查滤布有无损伤。能够非常清楚地看到四角进出水的孔是否堵塞，有无漏料等现象发生。

优点5：本实用新型对应的压滤机采用高悬梁程控压滤机，因其卸料快，处理一个批次污泥的周期短，对于同等处理量时，高悬梁压滤机选型较小，配套辅助设备所选型号也相应变小，极大的降低了投资成本。

附图说明

图1为本实用新型所述系统的系统连接示意图。

其中：污泥浓缩池1，物理破壁装置2，缓冲池3，污泥进料泵4，压滤机5，清洗系统6，空压机系统7，隔膜挤压系统8，加药装置9。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

本实用新型通过改进在此提供一种采用高效物理破壁方式的污泥减量化集成系统，如图1所示，可以按照如下方式予以实施；该系统具有污泥浓缩池1、物理破壁装置2、缓冲池3、污泥进料泵4、压滤机5、清洗系统6、空压机系统7、隔膜挤压系统8、加药装置9。

本实用新型实施时；污泥浓缩池1的出口与缓冲池3进口连接，物理破壁装置2进口与缓冲池3一个出口连接，物理破壁装置2的出口与缓冲池3连接，缓冲池3的另一出口与污泥进料泵4进口连接，污泥进料泵4出口连接压滤机5，清洗系统6、空压机系统7和隔膜挤压系统8分别与压滤机5的清洗水进口、反吹进口和二次挤压进水口连接，加药装置9的出口通过管道连接于缓冲池3。

本实用新型实施时；本系统加药方面，仅需投加高分子阳离子絮凝剂。

本实用新型所述系统其工作流程如下：

（1）污泥经过浓缩池浓缩；

（2）浓缩后污泥重力流进入缓冲池；

（3）缓冲池的污泥通过高效物理破壁装置破壁；

（4）通过加药装置向破壁后的污泥缓冲池中投加絮凝剂；

（5）破壁、絮凝后的污泥由污泥进料泵输送到压滤机中；

当污泥填满压滤机后，由隔膜挤压系统的螺杆泵将清水输送到压滤机，完成二次压榨，再由空压机系统存储的压缩空气，将压滤机内部进泥孔中未成形的污泥反吹到缓冲池中；然后卸料，最终获得饼状污泥；整个过程全自动控制。

（6）压滤机完成压榨后，清洗系统准确无误的清洗干净每一块滤板滤布。

对于步骤（3）中，所述污泥进入高效物理破壁装置，污泥首先被抽到均压室内均化，然后再进入空化室，在这里通过精密喷嘴被迫进行高速旋转，在空化区与反向的射流发生对撞,产生几百万的高能、微尺寸的空化气泡，快速的形成并破裂，释放的瞬间局部高能量破坏微生物的细胞壁，便于后续压滤机脱水。

所述高效物理破壁装置进口与缓冲池一个出口连接，可根据压滤机5出口泥饼含水率，自动控制高效物理破壁装置2的破壁循环次数，且整个破壁过程高效物理破壁装置2与缓冲池3形成一个闭合循环。

对于步骤（4）中，在破壁后的污泥池中，仅需投加絮凝剂。

对于步骤（5）中，所述压滤机采用高悬梁程控隔膜压滤机，卸料快，滤饼容易脱落，一次可卸多块滤饼。观察视线开阔，便于冲洗滤布，更换滤布，检查滤布有无损伤。能够非常清楚地看到四角进出水的孔是否堵塞，有无漏料等现象发生。高悬梁程控压滤机处理周期短，对于同等处理量时，高悬梁压滤机选型较小。其结构特点为悬梁式压滤机，其中滤板与悬梁形成稳定三角结构，使其工作时一直保持稳定形势，避免喷浆现象出现，增大滤板滤布的使用寿命并减小其磨损。

本实用新型提供一种采用高效物理破壁方式的污泥减量化集成系统，该系统可提高压滤机的脱水效率，减少污泥体积，降低成本，提高土地使用效率，实现污泥减量化、稳定化、无害化的目标，便于后续资源化处置。

图1为本实用新型的系统连接示意图，运行时，待处理的污泥由管道接入污泥浓缩池1，经由污泥浓缩池1浓缩污泥，浓缩后的污泥直接进入缓冲池3中，污泥填充缓冲池3后，高效物理破壁装置2从缓冲池3的一个出料口将污泥吸入到均化室内，然后进入到空化室，人为制造低压强、高流速的状态，当液体压强小于饱和蒸汽压时，液体中的气泡就会不断膨胀，体积变大。而随着流体运动，气泡到达高压强、低流速区域之后，气泡就会塌缩、爆裂，在急剧崩溃时可释放出巨大的能量，并产生速度约为110m/s、有强大冲击力的微射流，碰撞密度高达1.5kg/cm。气泡在急剧崩溃的瞬间产生局部高温高压(5000K， 1800atm)，这种极端的物理条件足以杀死大多数的微生物并破坏其细胞壁，微生物细胞中平均70%的是水，经水力空化破壁后，污泥中的表面吸附水、孔隙水、以及内部水均易与污泥分离，可大幅度的降低污泥含水率及污泥产量。

破壁后的污泥再进入缓冲池3中，由此高效物理破壁装置2与缓冲池3之间形成一个循环。整个装置可根据泥饼最终含水率，来控制污泥的破壁循环次数，且整个破壁过程高效物理破壁装置2与缓冲池3形成一个闭合循环。

破壁后的污泥在缓冲池3中依次通过加药系统9添加絮凝剂，絮凝剂为聚丙烯酰胺，投加比例约0.3%，在缓冲池3进行搅拌，搅拌时间约30-50分钟，以便使药剂与污泥充分的结合。再经由污泥进料泵4，先用大流量低扬程快速填满压滤机所有腔室，后采用低流量高扬程进料，进一步填实压滤机5的所有腔室。整个进泥过程通过控制系统精确控制压滤机5的进泥过程和总量。

完成压滤机5进料后，进入二次压榨阶段，压榨方式采用液体（清水）压榨，由隔膜挤压系统8中的变频三级螺杆泵将清水输送到压滤机5中，压力10-16bar，完成二次压榨。压榨完成之后，由空压机系统中存储好的压缩空气，将压滤机内部进泥孔中未成形的污泥反吹到缓冲池3中，之后便可进入卸料过程。其中压滤水以密闭管道输送至污水处理系统集中处理。

使用清洗系统6对压滤机5的滤板滤布进行清洗时，高压清洗泵工作压力为110bar，清水通过清洗系统细密的滤嘴将清水以水雾状态清洗滤布，清水在该水压下形成的水雾，既能清洗干净滤板滤布也不会损伤滤板滤布。整套流程显著提高压滤机的脱水效率，使污泥含水率降低至60%以下，最终获得含水率≤60%的饼状污泥。

上述脱水后的污泥直接排入输送机，输送是一个全自动处理过程，在运行时与脱水机联动，确保不会出现积泥、溢泥，过载时具备自动反转功能，并带报警指示灯，最终进入污泥储存设施，以便后续深度处理或最终处置。

综上所述，本污泥深度脱水的工艺和系统存在如下技术优点：

系统占地小，操作简单、密封性好，灵活可调可控，过滤效果好、能耗低,稳定可靠，维护方便。

采用高效物理破壁技术使污泥中微生物破壁，清洁无污染，与最终实现资源化处置相吻合，符合污泥处置的政策要求。

污泥脱水机采用高悬梁程控隔膜压滤机，结构稳定、处理效率高，安全环保。

脱水后污泥含水率降至60%以下，脱水后的泥饼稳定性好，无二次污染。

整个系统具有自动化程度高，运维费用低。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种采用高效物理破壁的城镇污泥减量化集成系统，其特征在于；该系统具有污泥浓缩池（1）、物理破壁装置（2）、缓冲池（3）、污泥进料泵（4）、压滤机（5）、清洗系统（6）、空压机系统（7）、隔膜挤压系统（8）和加药装置（9）；所述污泥浓缩池（1）的出口与缓冲池（3）进口连接，物理破壁装置（2）进口与缓冲池（3）一个出口连接；同时，物理破壁装置（2）的出口与缓冲池（3）连接，缓冲池（3）的另一出口与污泥进料泵（4）进口连接，污泥进料泵（4）出口连接压滤机（5），所述清洗系统（6）、空压机系统（7）和隔膜挤压系统（8）分别与压滤机（5）的清洗水进口、反吹进口和二次挤压进水口连接，加药装置（9）的出口通过管道连接于缓冲池（3）。

2.根据权利要求1所述一种采用高效物理破壁的城镇污泥减量化集成系统，其特征在于；所述高效物理破壁装置（2）为水力空化破壁，主要包括泵、均化室、空化室和控制装置，在空化室内设有喷嘴；能够根据压滤机（5）出口泥饼含水率，自动控制高效物理破壁装置（2）的破壁循环次数，且整个破壁过程高效物理破壁装置（2）与缓冲池（3）形成一个闭合循环。

3.根据权利要求1所述一种采用高效物理破壁的城镇污泥减量化集成系统，其特征在于；所述压滤机（5）采用高悬梁程控隔膜压滤机。

4.根据权利要求1所述一种采用高效物理破壁的城镇污泥减量化集成系统，其特征在于；所述加药装置（9）投加药剂为高分子阳离子絮凝剂。

Images