TWI731230B - 污泥濃縮及調質裝置和利用其對污泥進行處理的方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及污泥濃縮及調質裝置和利用其對污泥進行處理的方法。具體地，提供了一種污泥濃縮及調質裝置，其包括：用於接收和容納污泥的包括主體和蓋的儲存裝置，主體設置出泥口和溢流口，蓋包括排出氣體的出氣口；位於出泥口和溢流口之間的過濾裝置，用於對污泥進行過濾，以實現固液分離；將污泥從過濾裝置的下方輸送到儲存裝置中的進泥裝置；在過濾裝置的下方將添加劑輸送到儲存裝置內的添加劑給送裝置；連接到所述出泥口的出泥裝置，用於排出經濃縮和調質的污泥；以及，濃縮污泥調整裝置，其包括與儲存裝置流體連通且圍繞其設置的調整罐，以按照調質的需要來調節儲存裝置內的濃縮污泥的量。本發明還提供了一種利用該污泥濃縮及調質裝置對污泥進行處理的方法。

Description

污泥濃縮及調質裝置和利用其對污泥進行處理的方法

本發明涉及一種污泥處理裝置，具體地，涉及一種用於對污泥進行濃縮和調質的污泥濃縮及調質裝置，以及還涉及利用所述污泥濃縮及調質裝置對污泥進行濃縮和調質的方法。

污水廠處理污水時，會產生大量的污泥。這些污泥的污泥顆粒在微米量級，含水率很高，一般在99.2%~99.6%，含有大量的有機成分，並大致呈膠體狀。對這種含水率很高的污泥進行運輸和儲存都非常困難，這是因為這種含水率高的污泥的體積通常較大，因此會產生昂貴的運輸和儲存費用。此外，這種污泥在自然存放的條件下難以徹底乾化，而且需要佔用大量寶貴的土地資源來長期存放這些污泥。而且，這些污泥通常都含有重金屬、有害細菌等，使得如果用常規的方式（例如自然存放或者填埋）進行處理的話，往往導致環境的嚴重污染。為了更好地處理處置污泥，需要通過污泥濃縮來降低污泥的含水率，減小污泥的體積，從而一方面可以減少污泥的運輸和儲存費用，另一方面便於對污泥進行後續的加工處理。現有技術中，一般是通過重力濃縮法、氣浮法以及離心濃縮法來對污泥進行濃縮。

重力濃縮法是將污泥輸送到污泥濃縮池，通過自然沉降的方式使污泥沉降至池底，並相應地排出上清液。然而，這種利用自然沉降的重力濃縮方法耗時極長，一般需要長達10小時以上的時間方可完成沉降分離。此外，長的耗時又導致沉降在池底的污泥形成厭氧環境，從而造成脫水後的污泥含磷量較高，達不到排放標準。在中國實用新型專利CN205011601U中提出了一種污泥濃縮池，其通過曝氣和攪拌來增加污泥與氧氣的接觸，從而減少污泥中磷的釋放。但是，由於曝氣和攪拌的作用，使得污泥更加難以通過自然沉降的方式濃縮並相應排出上清液。因此，該方案雖然減少了污泥中磷的釋放，但是卻導致污泥濃縮時間變長，效率變低，而且濃縮後的污泥含水率也較高。

氣浮法和重力濃縮法相反，是使污泥顆粒附上微細氣泡而上浮至水面，然後用刮板將濃縮污泥刮入排泥槽，污泥水則從池底流出。然而，該方法同樣存在耗時較長的問題。此外，該方法對於污泥顆粒度存在要求，即，污泥顆粒度不能太大，否則難以利用氣泡使污泥上浮。離心濃縮法則需要在專門製造的離心濃縮器中進行，其利用污泥中固、液比重不同，存在不同的離心傾向，由此分離泥水，從而達到濃縮的目的。然而，離心濃縮法需要使用複雜且昂貴的專用設備，因而會導致較高的費用。

此外，為了對含水率高的污泥有效地進行處理，除了對污泥進行濃縮之外，還需要針對污泥的特性對污泥進行調質，以便於後續的機械脫水和乾化等處理。這是因為污泥具有很強的親水性，污泥中的水分與污泥顆粒的結合力也非常強。通過投入添加劑，可以改變污泥的性質，破壞污泥膠體的結構，減少與水的親和力，從而可以改善污泥的脫水性能。然而，在現有技術中，在對污泥進行濃縮處理的設備中都不具有針對污泥的特性對污泥進行調質的功能。這嚴重地影響了污泥的後續處理，導致了污泥處理能力的下降，增加了生產成本。

因此，在對污泥進行處理的領域中，一直期望能夠提供一種裝置，其能夠對污泥進行濃縮和調質，並且該裝置占地面積小、能極大地提高濃縮效率並縮短濃縮時間，取得意想不到的效果，同時結構簡單、容易清洗。此外，還期望能夠提供一種對污泥進行濃縮和調質的裝置，其能夠在對污泥進行調質時對濃縮污泥的量進行調整，由此獲得更好的調質效果。

上述目標通過本發明中提出的污泥濃縮及調質裝置得到滿足。

本發明提供了一種污泥濃縮及調質裝置，包括：用於接收和容納污泥的儲存裝置，所述儲存裝置包括主體和蓋，所述主體和所述蓋共同形成了所述儲存裝置的用於接收和容納污泥的內部空間，所述主體上設置有出泥口和溢流口，所述出泥口用於從所述儲存裝置中排出污泥，所述溢流口位於所述出泥口上方，用於排出污泥濃縮過程中產生的濾液；過濾裝置，所述過濾裝置設置在所述儲存裝置內，位於所述出泥口和所述溢流口之間，用於對所述儲存裝置內的污泥進行過濾，以實現固液分離；進泥裝置，所述進泥裝置用於將污泥從所述過濾裝置的下方輸送到所述儲存裝置中；添加劑給送裝置，所述添加劑給送裝置用於在所述過濾裝置的下方將添加劑輸送到所述儲存裝置內，以便與所述污泥混合；出泥裝置，所述出泥裝置連接到所述出泥口，用於從所述儲存裝置中排出經濃縮和調質的污泥；以及濃縮污泥調整裝置，所述濃縮污泥調整裝置包括調整罐，所述調整罐在所述過濾裝置的下面與所述儲存裝置流體連通，所述濃縮污泥調整裝置用於按照調質的需要來調節所述儲存裝置內的濃縮污泥的量，其中，所述調整罐設置成圍繞所述儲存裝置的主體。

在本發明的又一個實施例中，所述濃縮污泥調整裝置還包括用於泵送濃縮污泥的泵以及用於控制所述調整罐與所述儲存裝置之間的流體連通的控制閥。

在本發明的又一個實施例中，所述儲存裝置的主體是通過地面的下凹區域形成的儲池，所述儲池包括儲池壁和底部，所述出泥口和所述溢流口位於所述儲池壁上。在本發明的又一個實施例中，所述儲存裝置的主體是設置在地面上的容器，其包括殼體形成的側壁和底部，所述出泥口和所述溢流口位於所述側壁上。在本發明的又一個實施例中，所述儲存裝置的主體是設置在地面上的容器，其包括殼體形成的側壁和底部，所述出泥口位於所述底部，所述溢流口位於所述側壁上。

在本發明的又一個實施例中，所述儲存裝置還包括進泥口，所述進泥口位於所述過濾裝置的下面，且在所述主體的側壁或底部上，所述進泥裝置連接到所述進泥口，以便從所述過濾裝置的下方輸送污泥。在本發明的又一個實施例中，所述進泥裝置包括進泥管，所述進泥管在所述儲存裝置內沿著所述主體的側壁從上往下延伸到所述過濾裝置的下面，以便從所述過濾裝置的下方輸送污泥。在本發明的又一個實施例中，所述儲存裝置中的蓋還可包括出氣口，用於排出所述儲存裝置內的氣體。

在本發明的又一個實施例中，所述儲存裝置還包括添加劑入口，所述添加劑入口位於所述過濾裝置的下面，所述添加劑給送裝置連接到所述添加劑入口，以便從所述過濾裝置的下方輸送添加劑。在本發明的又一個實施例中，所述添加劑給送裝置包括添加劑管道，所述添加劑管道在所述儲存裝置內沿著所述主體從上往下延伸到所述過濾裝置的下面，以便從所述過濾裝置的下方輸送添加劑。在本發明的又一個實施例中，所述污泥濃縮及調質裝置還包括攪拌裝置，所述攪拌裝置用於對所述儲存裝置內的污泥進行攪拌。

在本發明的又一個實施例中，污泥濃縮及調質裝置中的所述過濾裝置包括：支撐板，所述支撐板上包括至少一個板孔；過濾組件，所述過濾組件對應地設置在所述支撐板的至少一個板孔處，並且包括：籠架，所述籠架包括固定件和多條過濾柵，所述固定件用於將所述過濾組件接合到所述支撐板的板孔處，所述多條過濾柵中每一個的一端被固定連接到所述固定件，另一端彼此連接；過濾網，所述過濾網固定至所述籠架並且包圍所述籠架。在本發明的又一個實施例中，所述支撐板的至少一個板孔在所述支撐板上被規則地排列。在本發明的又一個實施例中，所述支撐板的至少一個板孔在所述支撐板上被不規則地排列。在本發明的又一個實施例中，所述支撐板的至少一個板孔為圓形、三角形、或者多邊形。在本發明的又一個實施例中，所述支撐板為扁平的板。在本發明的又一個實施例中，所述支撐板具有向上拱曲的上凸形狀、或者向下彎曲的下凹形狀、或者上下起伏彎曲的形狀。在本發明的又一個實施例中，所述過濾網包括網圈和底網，所述網圈和底網彼此連接，以便共同包圍所述籠架。在本發明的又一個實施例中，所述過濾網是一件式的。在本發明的又一個實施例中，所述籠架沿其縱長方向，在所述多條過濾柵的中間位置處設置有加固環。在本發明的又一個實施例中，所述多條過濾柵長度可以根據泥質不同和濃縮要求需要而調整。在本發明的又一個實施例中，所述過濾裝置能夠上下移動，以調節對所述儲存裝置的內部空間的劃分。

在本發明的又一個實施例中，在所述儲存裝置中，在所述過濾裝置下面與其相鄰處設有壓力計，以監測被濃縮的污泥中的壓力。在本發明的又一個實施例中，所述進泥裝置還包括泵，且所述泵的前端或後端設有用於混合添加劑和污泥的混合器，用於對待處理污泥與添加劑進行混合。在本發明的又一個實施例中，所述污泥濃縮及調質裝置還可以包括回泥裝置，用於將從所述污泥濃縮及調質裝置下游的各個設備中回收的污泥送至所述污泥濃縮及調質裝置的儲存裝置中。

本發明還提供了一種利用前述污泥濃縮及調質裝置對污泥進行處理的方法，包括：利用所述進泥裝置將污泥持續輸送到所述儲存裝置中；當所述儲存裝置中的污泥的液面達到過濾裝置的安裝位置處時，通過所述過濾裝置實現對污泥的固液分離，由此實現對污泥的濃縮；根據調質工序的需要，判斷所述儲存裝置中的濃縮污泥的量是否合適，如果濃縮污泥的量過大，那麼通過所述濃縮污泥調整裝置來調節所述儲存裝置內的濃縮污泥的量；利用所述添加劑給送裝置向濃縮的污泥中輸入添加劑，以便實現對污泥的調質；以及在經過濃縮和調質後，利用所示出泥裝置從所述儲存裝置中排出調質後的污泥。

在本發明的又一個實施例中，在利用所示出泥裝置從所述儲存裝置中排出經濃縮和調質的污泥後，將所述調整罐中的未經調質的濃縮污泥返回到所述儲存裝置中，以便進行調質。在本發明的又一個實施例中，所述進泥裝置還包括混合器，用於對待處理污泥進入儲存裝置前與添加劑進行混合，以進一步提高濃縮效率。在本發明的又一個實施例中，還包括將從污泥濃縮及調質裝置下游的各個設備中回收的污泥送至儲存裝置中，從而將回收的污泥與來自污水廠的污泥混合，並對兩者一併進行濃縮和調質處理。

應理解的是，為清楚地顯示其中的內容，本文中的附圖並非按照比例繪製，且相同或相似的附圖標記指示相同或相似的部件或部分。此外，應理解的是，本申請中描述的任何實施方式以及它們所包括的技術特徵都能夠以合適的方式彼此結合。

如圖1所示，其示出了根據本發明的污泥濃縮及調質裝置A的一個實施例。污泥濃縮及調質裝置A包括用於接收和暫時存儲污泥的儲存裝置。在圖1示出的實施例中，該儲存裝置是容器罐1，其包括壁101、底板102和蓋103。壁101、底板102和蓋103共同形成了該容器罐的用於容納污泥的內部空間。該容器罐1可以由任何合適的材料製成，例如金屬材料、或者諸如混凝土之類的建築材料，等等。容易理解的是，容器罐1也可以具有其他任何合適的形式，例如設置在地面下凹中的儲池。相應地，這樣的儲池具有儲池壁、底部、以及用於覆蓋儲池的蓋。在圖1所示的實施例中，容器罐1大致呈圓筒形，然而容器罐1根據需要也可以具有任何合適的其他形狀，例如球體、長方體、正方體等，只要其具有能夠容納污泥的內部空間便可。容器罐1的壁101的下部分別設置有進泥口2和出泥口3。在容器罐1的壁101的上部，位於進泥口2的上方，還設置有溢流口4，用於排出污泥處理過程中產生的濾液。當然，容易理解的是，進泥口2、出泥口3以及溢流口4也可以根據需要設置在容器罐1的其他位置處，只要使溢流口4的位置高於出泥口3的位置便可。溢流口4可以直接與污水廠的汙水處理系統連通，以便將過濾液直接排放。但也可以將溢流口4對空，用於從容器罐1的內部空間中排出氣體。這樣的話，可以省去專用的出氣口。進泥口2和/或出泥口3也可以設置在容器罐1的底板102上。容器罐1的蓋103上可以具有軸孔，該軸孔可供諸如攪拌器之類的裝置的轉動軸穿過。此外，蓋103上還可以設置有出氣口104，出氣口104用於從容器罐1的內部空間中排出氣體。

污泥濃縮及調質裝置A還包括進泥裝置和出泥裝置。如圖1所示，進泥裝置包括進泥管13、泵11和閥裝置9，出泥裝置包括第一控制閥10a和出泥管14。根據需要，出泥裝置也可以包括相應的泵。進泥管13連接到進泥口2，並且泵11可設置在進泥管13中，通過泵11可以將污泥從進泥管13經由進泥口2泵送到容器罐1中。在如圖所示的污泥濃縮和調質裝置A中，閥裝置9用於控制污泥的給送，閥裝置9可以是開關、單向閥、調節閥等閥門或開關。通過進泥裝置上設置的閥裝置9，能夠更好地控制污泥進入到容器罐1中。此外，將進泥口2設置在容器罐1的壁101的下部或容器罐1的底板102中，結合進泥裝置中的閥裝置9，可以有效的防止進入到容器罐1內的污泥反流到進泥管13內。如圖1所示，第一控制閥10a連接到出泥口3，並且第一控制閥10a還連接到出泥管14。通過第一控制閥10a的操作，可以將污泥經由出泥口3通過出泥管14從容器罐1中排出。此外，出泥管14中也可以設置相應的泵，以便通過所述泵和第一控制閥10a的協作，將濃縮後的污泥經由出泥口3通過出泥管14從容器罐1中排出。

如圖1所示，進泥裝置可以包括在泵11右側設置的混合器12。利用混合器12，通過加入添加劑，可以對來自諸如污泥井的待處理污泥進行預混，以使待處理的污泥與添加劑混合均勻。在進行預混後，可以啟動泵11，將已經與添加劑混合後的污泥輸送到容器罐1中。在另一個未示出的實施例中，混合器12可以被設置在進泥口2與泵11之間的位置處。在這種情況下，開啟泵11將待處理污泥輸送到混合器12中，然後通過在混合器12內加入添加劑，使污泥與添加劑混合更加充分。當污泥含水率達到濃縮要求時，可以停止添加劑的給送，將污泥泵入容器罐1內。當然，容易理解的是，混合器12並不是必需的。在一些情況下，進泥裝置可以不包括混合器12。

在圖1所示的污泥濃縮及調質裝置A中還設置有過濾裝置，用於對污泥進行過濾，從而實現固液分離。過濾裝置設置在容器罐1內，位於溢流口4和進泥口2之間，並且靠近溢流口4。在圖1所示的實施例中，過濾裝置包括支撐板5和相應的過濾組件6。過濾組件6中的過濾網61可以由僅限液體通過的濾布製作而成，亦可以是生物薄膜材質、金屬網狀物，或者可以由其他可能使用的材料製作而成。在污泥處理過程中，為了縮短濃縮時間和提高濃縮效率，可以在待處理的污泥中加入添加劑，污泥通過與添加劑進行反應，污泥顆粒在添加劑的作用下不斷的絮凝結團。污泥顆粒本身帶有負電荷，相互之間排斥，再加上由於水合作用而在污泥顆粒表面附著水層，進一步阻礙污泥顆粒間的結合，最終形成一個穩定的膠狀絮體。通過向污泥中投加添加劑，可以對污泥中的污泥粒子起到電性中和或吸附架橋作用，來破壞污泥膠體顆粒的穩定性，使分散的污泥小顆粒之間相互聚集形成大顆粒。當污泥通過進泥口2被持續送入到容器罐1中時，污泥中的液體持續通過過濾裝置，並由溢流口4排出，污泥顆粒則被截流在過濾裝置下方，從而實現了快速的固液分離，進一步縮短濃縮時間。如圖1所示，在容器罐1的壁101上、位於過濾裝置下方且鄰近該過濾裝置的地方設置有壓力計15，用於測量被濃縮的污泥中的壓力。隨著被濃縮的污泥的濃度增加，該壓力也相應增大。因此，通過測量壓力的大小，就能夠獲知當前污泥的濃度狀況。當壓力計15的讀數達到設定值時，就認為容器罐1中的污泥已經達到期望的濃度，由此可關閉進泥裝置中的泵11，停止向容器罐1中再輸入污泥，完成對污泥的濃縮工序。

如圖1所示，污泥濃縮及調質裝置A還包括添加劑給送裝置，其用於將添加劑輸送到容器罐1內，以便與完成濃縮後的污泥進行混合，從而對其進行調質。在圖1所示的實施例中，添加劑給送裝置包括第二控制閥10b和添加劑輸送管18。第二控制閥10b連接到容器罐1的壁101上的添加劑接收開口107，該添加劑接收開口107位於過濾裝置的下方，並且位於進泥口2的上方。當輸送到容器罐1中的污泥已經完成濃縮並且已達到期望濃度後，開啟第二控制閥10b，以便將添加劑經添加劑輸送管18、第二控制閥10b和添加劑接收開口107輸送到位於容器罐1內的濃縮污泥中，以便對濃縮後的污泥進行調質。要理解的是，在圖1中僅僅示意性地示出了一條添加劑輸送管18。但本領域的技術人員容易認識到，添加劑給送裝置根據需要，可以包括不止一條的添加劑輸送管，以便將不同的添加劑輸送到儲存裝置中。

在圖1所示的實施例中還設置有攪拌裝置7。攪拌裝置7包括轉動軸702和位於轉動軸702一端的葉片701。在圖示的實施例中，葉片701由多根杆狀部件以合適的方式連接在一起而形成，例如通過焊接、螺栓連接，等等。但容易理解的是，葉片701可以具有任何合適的形式，例如也可以設置成具有槳葉（例如，螺旋槳葉）的形狀。轉動軸702穿過蓋103的軸孔和過濾裝置的支撐板5的中心孔502沿容器罐1的中心縱向軸線設置，並且葉片701在容器罐1中被設置成位於過濾裝置與容器罐1的底板102之間。轉動軸702通過傳動裝置（圖中未示出）與動力裝置（圖中也未示出）相連。當需要進行攪拌時，啟動所述動力裝置以驅動轉動軸702轉動，轉動軸702帶動葉片701轉動，以便對污泥進行攪拌。

通過攪拌裝置7的攪拌，能夠加速污泥與添加劑的反應並使它們均勻混合。攪拌裝置7可以用於在濃縮階段對污泥進行機械攪拌，以有助於對污泥的濃縮，也可以用於在調質階段對污泥進行機械攪拌，以使濃縮後的污泥與添加劑充分反應。待調質完畢後，停止攪拌裝置7。隨後，打開第一控制閥10a，使得經濃縮和調質後的污泥通過出泥口3、第一控制閥10a和出泥管從容器罐1中排出，以便進入污泥儲池或下一道機械脫水工序。但容易理解的是，攪拌裝置7並不是必需的。根據實際情況，在污泥濃縮及調質裝置中也可以不包括攪拌裝置7。此外，攪拌裝置7的葉片的形狀和構造也可以根據實際情況的需要而具有任何合適的其他形式。

還要說明的是，在本申請的未圖示的實施例中，容器罐1的壁101上也可以不設置進泥口2，而是進泥裝置的進泥管13從容器罐1的上方，例如穿過蓋103，並且相應地穿過過濾裝置，以貼靠容器罐1的壁101的方式，延伸到過濾裝置的下方，例如延伸到容器罐1的底板102附近，而進泥口2在這種情況下則是進泥管13延伸至過濾裝置下方的開口端，由此能夠將污泥在過濾裝置的下方輸送到容器罐1中。此外，容器罐1的壁101上也可以不設置添加劑接收開口，而是使添加劑給送裝置的添加劑輸送管18同樣從容器罐1的上方，例如穿過蓋103，並且相應地穿過過濾裝置，以貼靠容器罐1的壁101的方式，延伸到過濾裝置的下方，由此能夠將添加劑在過濾裝置的下方輸送到容器罐1中，而添加劑開口在這種情況下則是添加劑輸送管18延伸至過濾裝置下方的開口端。

圖1中還示出了濃縮污泥調整裝置，所述濃縮污泥調整裝置包括調整罐8、第三控制閥10c、管路16和19、泵16a。調整罐8包括壁801、底板802和頂板803，並且設置成圍繞容器罐1。因此，底板802和頂板803都設置成具有使容器罐1穿過的中心孔。壁801連接在底板802和頂板803之間，從而與底板802和頂板803一起構成調整罐8的容納污泥的內部空間。底板802中具有孔口81，孔口81通過第三控制閥10c和管路16連接到容器罐1的壁101上的開口105。開口105位於壁101的下部。泵16a設置在管路16中，用於將容器罐1中的濃縮污泥泵送到調整罐8中，以及用於將調整罐8中的污泥再返回送至容器罐1中。頂板803中也具有孔口82，孔口82通過管路19連接到位於容器罐1的壁101上的開口106。開口106位於壁101的上部，在過濾裝置的上方。調整罐8中的氣體可以通過孔口82排出。在另一個實施例中，管路19可以省去，由此使得孔口82直接對空，以排出調整罐8中的氣體。調整罐8的壁801上還設置有液位計17，用於測量調整罐8內的污泥的液面。當污泥液面已經抵達液位計71所在的位置時，停止泵16a，同時，關閉第三控制閥10c，從而停止向調整罐8內泵送濃縮後的污泥。

此外，在另一個實施例中，濃縮污泥調整裝置根據實際需要也可以不包括泵16a，而是直接通過使調整罐8相對於容器罐1位於合適的高度，由此使得借助於重力就能實現將濃縮污泥送入到調整罐中以及隨後再將調整罐8中的濃縮污泥排出。例如，使調整罐8的底板802在高度上位於容器罐1內的過濾裝置的下方，例如位於容器罐1的下部。由此，當完成濃縮後，打開第三控制閥10c，容器罐1內的污泥在重力作用下會進入到調整罐8中。當調整罐8內的污泥達到液位計17所在的位置時，可關閉第三控制閥10c。當需要排出調整罐8內的污泥時，可先排空容器罐1內的污泥，隨後打開第三控制閥10c，使調整罐8內的污泥從調整罐8內排出至容器罐1內。在本發明的一個實施例中，容器罐1的位於調整罐8的底板802下方的空間的容量大於或等於調整罐8的容量，使得調整罐8內的污泥能夠全部排至容器罐1內。

參考圖2，其顯示了圖1中的污泥濃縮及調質裝置沿線B-B剖切所得的截面圖。如圖2所示，調整罐8的壁801的橫截面大致呈正方形，並且調整罐8的壁801由四塊板彼此連接構成。然而，容易認識到的是，調整罐8的壁801也可以具有其他形狀的橫截面，例如圓形。調整罐8的壁801可以由任意數量的板構成，或者可以是由一塊板構成的圓筒形，或者調整罐8中的底板802，壁801和頂板803也可以一體形成。調整罐8整體可以是立方體、長方體、球形或圓筒形等其他形狀。此外，調整罐8可以由任何合適的材料製成，例如金屬材料、或者諸如混凝土之類的建築材料，等等。

濃縮污泥調整裝置用於在污泥濃縮及調質裝置A完成對污泥的濃縮後，准許一部分的濃縮污泥進入到調整罐8中，從而按照調質的需要來調節污泥濃縮及調質裝置A的容器罐1中濃縮污泥的量，以便獲得滿意的調質效果。當完成調質後的污泥從出泥口3排出後，濃縮污泥調整裝置的調整罐8中的未調質的污泥可以再次被送入到污泥濃縮及調質裝置A的容器罐1中，以便再次進行調質，或者可以被直接排出。此外，在濃縮污泥進入到調整罐8的過程中，容器罐1中的液面會下降到過濾裝置的下方。在該過程中，一部分未從溢流口4排出的濾液也隨之下降。這些濾液會對過濾裝置中的過濾組件（尤其是濾網）進行沖刷，清除黏附在濾網上的污泥。由此，對過濾裝置起到了一定的清潔作用。

現在參考圖3，其示出了圖1中的污泥濃縮及調質裝置A中的過濾裝置的一個實施例。在該實施例中，過濾裝置包括支撐板5和過濾組件6。支撐板5是具有大致扁平的形狀的板，並且其周緣輪廓設計成適應容器罐1的壁101的內周輪廓，以便能夠放入到容器罐1中。支撐板5中除了具有供攪拌裝置7的轉動軸701穿過的中心孔502之外，還設置有至少一個板孔501，以便在對污泥進行濃縮的過程中，允許過濾後的液體通過。板孔501可以被規則或者不規則地排列，並且可以具有任何合適的形狀，例如圓形、三角形、多邊形等等。對應於支撐板5中的每一個板孔501，相應地設置一個過濾組件6，用於對污泥進行過濾。該過濾組件6包括過濾網61和籠架62。過濾網61可以由僅限液體通過的濾布製作而成，亦可以是生物薄膜材質、金屬網狀物，或者由其他可能使用的材料製作而成。

如圖4所示，過濾網61包括網圈611和底網612，籠架62包括固定件621和至少一條過濾柵622。然而，容易設想到的是，過濾網61也可以是一件式的，或者所述固定件621和過濾柵622也可以是一體形成的，再或者所述過濾網61、固定件621和過濾柵622三者也可以是一體形成的。固定件621用於將過濾組件6接合到支撐板5的板孔501處。固定件621能夠以任何合適的方式被接合到板孔501處，例如，螺栓連接、焊接、利用膠合作用的黏接、利用合適的卡鎖裝置的鎖定，等等。過濾柵622一端固定連接到固定件621上，另一端則通過一個連接環彼此連接在一起。過濾柵622用於支撐和固定過濾網61，防止因為污泥的壓力或衝擊力造成過濾網61折疊、變形或堵塞。本領域的技術人員容易理解，過濾柵622的數量和形狀都可以根據實際需要來加以選擇；此外，所述支撐板5、過濾組件6在本領域技術人員亦可以通過一體製作而成。

在圖4示出的實施例中，過濾柵622的數量是三個。但是，本領域的技術人員可以根據實際情況選擇任何合適的數量以及任何合適的形狀。圖5則示出了過濾組件6的籠架62的另一個實施例。在該實施例中，籠架62包括五根過濾柵622，並且沿該籠架62的縱長方向，在其中間位置處還設置有至少一個加固環623。至少一個加固環623與各個過濾柵固定連接，以增加籠架62的強度。

在本申請的圖3所示的過濾裝置的實施例中，支撐板5是具有圓形形狀的扁平的板。然而，可以想到的是，支撐板5可以具有任何其他合適的形狀，例如，向上拱曲的上凸形狀、向下彎曲的下凹形狀或者上下起伏彎曲的形狀。此外，在一個未圖示的實施例中，過濾柵622的長度可根據泥質不同和濃縮要求而調整，針對不同情況的污泥按照濃縮需要可通過更換不同長度的過濾組件6。

在本申請的一個未圖示的實施例中，污泥濃縮及調質裝置還可以包括回泥裝置。該回泥裝置包括一個或多個回泥入口，回泥出口，氣體出口以及分離裝置。所述一個或多個回泥入口各自在一端連接到所述分離裝置，並且在另一端連接到所述污泥濃縮及調質裝置下游的各設備中的污泥收集裝置，用於將污泥收集裝置從這些設備中回收的污泥送至分離裝置中。例如，利用高壓氣體將這些設備中回收的污泥送至分離裝置中。分離裝置用於分離出被回收的污泥，例如從攜帶污泥的高壓氣體中分離出被回收的污泥。在一個實施例中，分離裝置是旋風分離裝置。在另一個實施例中，分離裝置可以是僅包含設置在氣體流動路徑中的過濾器（例如，濾網）的裝置。在這種情況下，氣體流動通過濾器，而所攜帶的污泥則被過濾器阻攔，從而與氣體分離。回泥出口在一端連接到分離裝置，並且在另一端連接到污泥濃縮及調質裝置的容器罐中，位於過濾裝置的下面。氣體出口的一端連接到分離裝置，另一端則連接到容器罐的上部（在過濾裝置的上方），或者連接到用於回收高壓氣體的氣體循環管路。由此，與污泥分離的氣體則通過氣體出口被排放或者被回收，而被回收的污泥可以被送入到污泥濃縮及調質裝置中進行處理。利用該回泥裝置，使得污泥濃縮及調質裝置不僅可以對來自污水廠的高含水率的污泥進行處理，還能對來自整條污泥處理生產線中處於下游的各個設備的污泥進行處理。由此，無需在污泥處理生產線中再增設另外的污泥回收或處理裝置。這極大地節約了土地、基建以及設備成本等等的費用。

另外，在本申請的未圖示的另一些實施例中，過濾裝置在儲存裝置或容器罐中的位置可以是上下可調節的，由此可以調節儲存裝置中由過濾裝置和儲存裝置的底部限定的空間的大小（或者說，可以調節過濾裝置對儲存裝置的內部空間的劃分）。該空間的大小能夠影響從開始輸送污泥到完成污泥濃縮所需花費的時間。該空間越大，所需的時間越多，該空間越小，則所需的時間也會相應減少。當然，完成濃縮的污泥的量也會減少。因此，使用過程中可以根據需要來調節過濾裝置在儲存裝置中的位置。此外，在本發明的另一個實施例中，過濾裝置也可以僅僅是濾網。

利用本發明的過濾裝置，能夠極大地降低過濾裝置的製造難度和維護成本。例如，支撐板5能夠在容器罐1的整個橫截面積上提供足夠的強度，以抵抗污泥在濃縮過程中施加的壓力和衝擊力，以避免支撐板變形或受損。接合在支撐板5的板孔501處的過濾組件具有籠架62，其為過濾組件6提供了足夠的強度，以便防止來自容器罐1內的污泥對過濾組件的衝擊和壓力導致過濾組件變形或者折疊。過濾網61包括圍繞籠架62的網圈611和底網612。由此，過濾組件6在縱長方向上具有一定的延伸部分，從而確保了足夠的過濾面積，提高了過濾的效率，縮短了濃縮所需的時間。當過濾組件損壞或者根據實際的工作情況需要更換過濾組件時，僅需要從支撐板5上拆除相應的過濾組件並進行維修或者更換，無需更換整個過濾裝置。這極大地降低了維護成本。

現在參考圖6，其示出了利用根據本發明的如圖1所示的污泥濃縮及調質裝置對污泥進行濃縮和調質處理的方法300的一個優選實施例。根據該實施例的污泥濃縮和調質方法300可以按如下方式進行。

在方框301，通過啟動進泥裝置的進泥管13中的泵11和閥裝置9，將來自於諸如污泥井的待處理污泥沿進泥管13經進泥口2泵送至容器罐1中；隨著污泥從進泥管13通過進泥口2向容器罐1不斷進行輸送，容器罐1內的污泥不斷增多，使得污泥的液面逐漸升高。

在方框302處，當污泥的液面達到過濾裝置的安裝位置處時，例如過濾裝置的過濾組件6的安裝位置時，繼續保持輸送污泥到容器罐1中，該過濾裝置的過濾網61僅允許液體通過，從而將污泥阻擋在過濾網61外，形成固液分離，通過上部過濾形成的過濾液則通過溢流口4直接排出。隨著待處理污泥從進泥口2連續進泥，從而實現了在容器罐1內對污泥的連續濃縮，無需等待泥水分層，直接通過上部過濾，排出過濾液。當設置在容器罐1的殼體101上的壓力計15的讀數達到設定數值，從而表明污泥的濃度已經達到對應的期望濃度時，則關閉進泥管13上的泵11和閥裝置9，此時濃縮工序完成。

在方框303處，打開第三控制閥10c，並且在泵16a的作用下或者僅經由重力的作用，將容器罐中的濃縮後的污泥經由端口105、管路16、第三控制閥10c和孔口81送入到濃縮污泥調整裝置中的調整罐8中，直到容器罐1中的濃縮污泥量滿足要求為止。由此，實現對容器罐1中的濃縮污泥的量進行調整。當完成對濃縮污泥的該調整後，關閉第三控制閥10c。

在方框304處，進行調質工序。在調質工序中，開啟添加劑管道18上的第二控制閥10b以向容器罐1內定量地加入用於濃縮污泥調質的添加劑，同時視需要還可以啟動攪拌裝置7，可以用於濃縮後污泥在調質階段進行機械攪拌，以使濃縮污泥與添加劑充分反應。當污泥達到調質效果後，關閉第二控制閥10b和攪拌裝置7，此時調質工序完成。

在方框305處，當整個濃縮和調質工序都完成後，打開出泥管上的第一控制閥10a，以便將容器罐1內的經濃縮和調質後的污泥從出泥口3排放到諸如污泥池中暫存，或直接將污泥輸送至未示出的機械脫水工序。隨後，關閉出泥管上的第一控制閥10a，打開第三控制閥10c，以便將調整罐8中儲存的濃縮污泥排放到容器罐1中。隨後針對這部分的濃縮污泥，可以經由出泥口3排出，或者可以再進行調質工序。

此外，在本發明的一個實施例中，污泥濃縮和調質方法300還可以包括下述步驟，即：將從所述污泥濃縮及調質裝置下游的各個設備中回收的污泥送至容器罐1中，將回收的污泥與來自污水廠的污泥混合，並對兩者一併進行濃縮和調質處理。

此外，要指出的是，還可以在濃縮工序完成之後並且在調質工序開始之前進行絮凝濃縮。這主要是由於污泥具有很強的親水性，污泥中的水分與污泥顆粒結合力強，通過投加添加劑（例如，絮凝劑）可以改變污泥的性質，破壞污泥膠體的結構，減少與水的親和力，從而可以改善污泥的脫水性能，使泥水分離更加透徹。因此，當濃縮工序的濃縮效果不理想時，可以開啟添加劑管道18上的第二控制閥10b向容器罐1內投入諸如絮凝劑之類的添加劑，同時視需要啟動攪拌裝置，以便在攪拌裝置的不斷攪拌下，使添加劑與污泥充分反應，從而進行絮凝濃縮。通過進行絮凝濃縮，令污泥達到了期望的濃度後，再進行上述調質工序。

在根據本發明的污泥濃縮及調質裝置以及濃縮和調質工序中，污泥的輸送和濾液的排出在濃縮的過程是連續進行的，無需等待污泥與清水的分層沉澱，而通過將污泥持續輸送至儲池內，加快了污泥的絮凝結團或濃縮。此外，利用容器罐1上部設置的過濾裝置，通過持續地輸送污泥並由此進行上部過濾的方式，使得污泥的濃縮由現有技術中常用的自然沉澱的被動方式轉變成通過過濾裝置的固液分離和持續進泥實現的主動的污泥濃縮過程，從而極大地縮短了污泥濃縮所需的時間，達到了意想不到的技術效果。例如，通過本發明的裝置和方法，污泥濃縮所需的時間由原先的10小時以上降調到2小時之內。此外，由於污泥具有很強的親水性，污泥中的水分與污泥顆粒結合力強，通過投加添加劑以改變污泥的性質，破壞污泥膠體的結構，減少與水的親和力，從而可以改善污泥的脫水性能，使泥水分離更加透徹。此外，濃縮污泥調整裝置的採用，使得可以在調質過程開始前按照調質的需要來調節污泥濃縮及調質裝置A的容器罐1中濃縮污泥的量，以便獲得滿意的調質效果。濃縮污泥調整裝置中的調整罐8的圍繞容器罐1的設置，使得根據本發明的污泥濃縮及調整裝置能夠具有緊湊的結構和較小的占地面積。這對於根據本發明的污泥濃縮及調質裝置的實施無疑是非常有利的。

至此，本領域技術人員應認識到，以上實施例的描述僅是例舉了本發明的優選方案，而非本發明的全部方案，其中，基於本發明上述實施例的任何形式的變型或改變都將落入到本發明的構思範圍之內。

A‧‧‧污泥濃縮及調質裝置1‧‧‧容器罐2‧‧‧進泥口3‧‧‧出泥口4‧‧‧溢流口5‧‧‧支撐板6‧‧‧過濾組件7‧‧‧攪拌裝置8‧‧‧調整罐9‧‧‧閥裝置10a‧‧‧第一控制閥10b‧‧‧第二控制閥10c‧‧‧第三控制閥11‧‧‧泵12‧‧‧混合器13‧‧‧進泥管14‧‧‧出泥管15‧‧‧壓力計16‧‧‧管路16a‧‧‧泵17‧‧‧液位計18‧‧‧添加劑輸送管19‧‧‧管路61‧‧‧過濾網62‧‧‧籠架81‧‧‧孔口82‧‧‧孔口101‧‧‧壁102‧‧‧底板103‧‧‧蓋104‧‧‧出氣口105‧‧‧開口106‧‧‧開口107‧‧‧添加劑接收開口300‧‧‧方法301‧‧‧方框302‧‧‧方框303‧‧‧方框304‧‧‧方框305‧‧‧方框501‧‧‧板孔502‧‧‧中心孔611‧‧‧網圈612‧‧‧底網621‧‧‧固定件622‧‧‧過濾柵623‧‧‧加固環701‧‧‧葉片702‧‧‧轉動軸801‧‧‧壁802‧‧‧底板803‧‧‧頂板

下面將結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細的描述，以便對本發明的上述以及其他目的、特徵和優點具有更加充分的認識和理解。在附圖中： 　　圖1示出了根據本發明的污泥濃縮及調質裝置的一個實施例； 　　圖2是沿著圖1中的線B-B剖切的截面圖； 　　圖3示出了圖1中的過濾裝置； 　　圖4是圖3中的過濾裝置中的過濾組件的分解圖； 　　圖5是過濾組件中的籠架的另一種實施例； 　　圖6是示出了利用根據本發明的污泥濃縮及調質裝置對污泥進行濃縮和調質處理的方法的一個實施例。

A‧‧‧污泥濃縮及調質裝置

1‧‧‧容器罐

2‧‧‧進泥口

3‧‧‧出泥口

4‧‧‧溢流口

5‧‧‧支撐板

6‧‧‧過濾組件

7‧‧‧攪拌裝置

8‧‧‧調整罐

9‧‧‧閥裝置

10a‧‧‧第一控制閥

10b‧‧‧第二控制閥

10c‧‧‧第三控制閥

11‧‧‧泵

12‧‧‧混合器

13‧‧‧進泥管

14‧‧‧出泥管

15‧‧‧壓力計

16‧‧‧管路

16a‧‧‧泵

17‧‧‧液位計

18‧‧‧添加劑輸送管

19‧‧‧管路

81‧‧‧孔口

82‧‧‧孔口

101‧‧‧壁

102‧‧‧底板

103‧‧‧蓋

104‧‧‧出氣口

105‧‧‧開口

106‧‧‧開口

107‧‧‧添加劑接收開口

501‧‧‧板孔

502‧‧‧中心孔

701‧‧‧葉片

702‧‧‧轉動軸

801‧‧‧壁

802‧‧‧底板

803‧‧‧頂板

Claims (20)

1. 一種污泥濃縮及調質裝置，包括：用於接收和容納污泥的儲存裝置，所述儲存裝置包括主體和蓋，所述主體和所述蓋共同形成了所述儲存裝置的用於接收和容納污泥的內部空間，所述主體上設置有出泥口和溢流口，所述出泥口用於從所述儲存裝置中排出污泥，所述溢流口位於所述出泥口上方，用於排出污泥濃縮過程中產生的濾液；過濾裝置，所述過濾裝置設置在所述儲存裝置內，位於所述出泥口和所述溢流口之間，用於對所述儲存裝置內的污泥進行過濾，以實現固液分離；進泥裝置，所述進泥裝置用於將污泥從所述過濾裝置的下方輸送到所述儲存裝置中；添加劑給送裝置，所述添加劑給送裝置用於在所述過濾裝置的下方將添加劑輸送到所述儲存裝置內，以便與所述污泥混合；出泥裝置，所述出泥裝置連接到所述出泥口，用於從所述儲存裝置中排出經濃縮和調質的污泥；以及濃縮污泥調整裝置，所述濃縮污泥調整裝置包括調整罐，所述調整罐在所述過濾裝置的下面與所述儲存裝置流體連通，所述濃縮污泥調整裝置用於按照調質的需要來調節所述儲存裝置內的濃縮污泥的量，其中，所述調整罐設置成圍繞所述儲存裝置的主體； 其中，所述儲存裝置的主體是設置在地面上的容器，其包括殼體形成的側壁和底部，所述進泥口和所述出泥口位於所述過濾裝置的下方，所述溢流口位於所述過濾裝置的上方；所述過濾裝置包括支撐板和過濾組件，所述支撐板上包括至少一個板孔，所述過濾組件對應地設置在所述支撐板的所述至少一個板孔處；所述調整罐由壁、頂板、底板構成。
2. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述頂板和底板各自具有使所述儲存裝置的主體穿過的中心孔，所述頂板還具有孔口，其通過管路連接到所述主體的上部，所述底板也具有孔口，所述底板的孔口經由控制閥和管路連接到所述儲存裝置的主體的下部處的開口。
3. 如申請專利範圍第2項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述濃縮污泥調整裝置還包括設置在與所述底板的孔口連通的管路中的泵，所述泵用於泵送濃縮污泥。
4. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述出泥口和所述溢流口位於所述側壁上；或者其中，所述出泥口位於所述底部，所述溢流口位於所述側壁上。
5. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述儲存裝置還包括進泥口，所述進泥口位於所述過濾裝置的下面，且在所述主體的側壁或底部上，所述進泥裝置連接到所述進泥口，以便從所述過濾裝置的下方輸送污泥；或者其中，所述進泥裝置包括進泥管，所述進泥管在所述儲存裝置內沿著所述主體的側壁從上往下延伸到所述過濾裝置的下面，以便從所述過濾裝置的下方輸送污泥。
6. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述儲存裝置中的蓋還包括出氣口，用於排出所述儲存裝置內的氣體。
7. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述儲存裝置還包括添加劑入口，所述添加劑入口位於所述過濾裝置的下面，所述添加劑給送裝置連接到所述添加劑入口，以便從所述過濾裝置的下方輸送添加劑；或者其中，所述添加劑給送裝置包括添加劑管道，所述添加劑管道在所述儲存裝置內沿著所述主體從上往下延伸到所述過濾裝置的下面，以便從所述過濾裝置的下方輸送添加劑。
8. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，還包括攪拌裝置，所述攪拌裝置用於對所述儲存裝置內的污泥進行攪拌。
9. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述過濾組件包括：籠架，所述籠架包括固定件和多條過濾柵，所述固定件用於將所述過濾組件接合到所述支撐板的板孔處，所述多條過濾柵中每一個的一端被固定連接到所述固定件，另一端彼此連接；過濾網，所述過濾網固定至所述籠架並且包圍所述籠架。
10. 如申請專利範圍第9項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述支撐板的至少一個板孔在所述支撐板上被規則地排列；或者其中，所述支撐板的至少一個板孔在所述支撐板上被不規則地排列；或者其中，所述支撐板的至少一個板孔為圓形、三角形、或者多邊形。
11. 如申請專利範圍第9項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述支撐板為扁平的板，或者其中，所述支撐板具有向上拱曲的上凸形狀、或者向下彎曲的下凹形狀、或者 上下起伏彎曲的形狀。
12. 如申請專利範圍第9項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述過濾網包括網圈和底網，所述網圈和底網彼此連接，以便共同包圍所述籠架，或者其中，所述過濾網是一件式的。
13. 如申請專利範圍第9項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述籠架沿其縱長方向，在所述多條過濾柵的中間位置處設置有至少一個加固環。
14. 如申請專利範圍第9項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述多條過濾柵長度可根據泥質不同和濃縮要求而調整，以便針對不同情況的污泥按照濃縮需要採用不同長度的過濾組件。
15. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述過濾裝置能夠根據需要上下移動，以調節對所述儲存裝置的內部空間的劃分。
16. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，在所述儲存裝置中，在所述過濾裝置下面與其相鄰處設有壓力計，以監測被濃縮的污泥中的壓力。
17. 如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置，其中，所述進泥裝置還包括泵，且所述泵的前端或後端設有用於混合添加劑和污泥的混合器，用於對待處理污泥與添加劑進行混合。
18. 一種利用如申請專利範圍第1項所述的污泥濃縮及調質裝置對污泥進行處理的方法，包括：利用所述進泥裝置將污泥持續輸送到所述儲存裝置中；當所述儲存裝置中的污泥的液面達到過濾裝置的安裝位置處時，繼續輸送污泥，以便通過所述過濾裝置實現對污泥的固液分離，由此實現對污泥的濃縮；在完成對污泥的濃縮後，通過所述濃縮污泥調整裝置來調節所述儲存裝置內的濃縮污泥的量，從而降低所述儲存裝置內的濃縮污泥的液面；利用所述添加劑給送裝置向濃縮的污泥中輸入添加劑，以便實現對污泥的調質；以及在經過濃縮和調質後，利用所述出泥裝置從所述儲存裝置中排出調質後的污泥，並且隨後排出所述濃縮污泥調整裝置中存儲的濃縮污泥。
19. 如申請專利範圍第18項所述的方法，所述進泥裝置還包括混合器，用於在待處理污泥進入所述儲存裝置前，使其與添加劑進行混合。
20. 如申請專利範圍第18項所述的方法，在泵的作用下或者僅經由重力的作用，將所述儲存裝置中的濃縮後的污泥經送入到所述濃縮污泥調整裝置中的調整罐中，直到所述儲存裝置中的濃縮污泥量滿足要求為止。

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