專利名稱：一種污泥深度脫水裝置及脫水方法
一種污泥深度脫水裝置及脫水方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生活污泥深度脫水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種污泥深度脫水裝置及脫水方法。
背景技術(shù)：
城鎮(zhèn)污水處理廠的剩余污泥傳統(tǒng)脫水工藝與設(shè)備一般為帶式壓濾機、板框壓濾機和離心式壓濾機等。其中，以帶式壓濾機的應(yīng)用所占比重最大。上述幾種傳統(tǒng)設(shè)備對污泥的脫水效果為70-80%，運輸量較大，運輸過程中易滴漏，達不到現(xiàn)行環(huán)保政策的技術(shù)要求。
機械脫水的種類，按脫水原理可分為真空過濾脫水、壓濾脫水和離心脫水三大類。 真空過濾脫水系將污泥置于多孔性過濾介質(zhì)上，在介質(zhì)另一側(cè)造成真空，將污泥中的水分強行“吸入”，使之與污泥分離，從而實現(xiàn)脫水。常用的設(shè)備有各種形式的真空轉(zhuǎn)鼓過濾脫水機。壓濾脫水系將污泥置于過濾介質(zhì)上，在污泥一側(cè)對污泥施加壓力，強行使水分通過介質(zhì)，使之與污泥分離，從而實現(xiàn)脫水，常用的設(shè)備有各種形式的帶式壓濾脫水機和板框壓濾機。離心脫水系通過水分與污泥顆粒的離心力之差使之相互分離從而實現(xiàn)脫水，常用的設(shè)備有各種形式的離心脫水機。以上幾種脫水設(shè)備都已有一定的使用歷史，但具體使用情況存在很大差別。早期建設(shè)的污水處理廠，大多采用真空過濾脫水機，但由于其泥餅含水率較高、噪聲大、占地大，而其構(gòu)造及性能本身又無較大的改進，二十世紀80年代以來，已很少采用。板框壓濾脫水機泥餅含水率最低，因而一直在采用。但這種脫水機為間斷運行，效率低，且操作麻煩，維護量很大，所以使用并不普遍，僅在要求出泥含水率很低的情況下使用。帶式壓濾機是近幾年常用的脫水設(shè)備，它是把壓力施加在濾布上，用濾布的壓力和張力使污泥脫水，這種設(shè)備需要頻繁清洗濾布，反沖水消耗大、在反沖過程中二次生成的污水加大，且脫水效果并不理想。從了解的一些設(shè)備用戶來看，用戶對該設(shè)備的脫水性能很不滿意。離心脫水設(shè)備的脫水效果比較好，但它耗電量大，噪聲也大。從噪聲的角度講，它是一個較大的聲污染設(shè)備。另外，該設(shè)備最大的缺點是一旦出現(xiàn)故障，維修時難以準確掌握軸平衡，維修難度很大，中軸一旦產(chǎn)生平衡偏差，對設(shè)備的損壞極大?？傮w分析，原來水處理市場中所用的脫水設(shè)備并不理想。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一目的在于提供了一種能降低脫水后的污泥含水率、應(yīng)用簡便的污泥深度脫水裝置。
本發(fā)明的第二目的 在于提供了一種利用上述污泥深度脫水裝置進行脫水的方法。
技術(shù)方案為了解決上述第一目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種污泥深度脫水裝置，包括依次連接的濃縮池、調(diào)理池、隔膜壓濾機，在所述調(diào)理池的上方設(shè)有加藥裝置，所述加藥裝置與所述調(diào)理池相連接。
作為本發(fā)明的改進，所述加藥裝置包括第一加藥裝置、第二加藥裝置和第三加藥裝置，每個加藥裝置均與調(diào)理池相連。
本發(fā)明中，所述第一加藥裝置為PAM (聚丙烯酰胺)加藥裝置；所述第二加藥裝置為裝有氯化鈣、氯化鎂和聚合氯化鋁混合物的加藥裝置；第三加藥裝置為氧化鈣加藥裝置。
作為本發(fā)明中第一加藥裝置的改進，所述第一加藥裝置包括藥劑倉、高位儲罐、混合器和輸送泵，所述高位儲罐的進口與所述輸送泵的出口相連、高位儲罐的出口與所述混合器的進口相連；所述輸送泵的進口與所述藥劑倉相連。
為了促進PAM很容易的進入混合器內(nèi)并且使PAM充分與水混合，上述混合器包括本體，所述本體內(nèi)腔從上至下依次分隔成溶解倉和溶液倉，在所述溶解倉和溶液倉之間連接有液體輸送管；在所述溶解倉上設(shè)有粉料進口，所述高位儲罐通過粉料進口與所述溶解倉相通；在所述本體上外接供水管道，所述供水管道與所述溶解倉相通，在所述溶解倉內(nèi)裝有攪拌器，在所述溶液倉的底部安裝有與所述調(diào)理池相連的出液管。
為了控制加藥速度，在所述出液管和液體輸送管上均安裝有出液閥。
為了解決上述第二目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下利用所述的污泥深度脫水裝置進行脫水的方法，該方法包括如下步驟1)將污泥輸送至濃縮池進行預處理；2)將預處理得到的污泥送入調(diào)理池中，然后向調(diào)理池中加入調(diào)理藥劑，攪拌均勻；3)將步驟2)中經(jīng)調(diào)理藥劑處理后的污泥輸送至隔膜壓濾機中進行壓濾，壓濾45 60min后即完成污泥深度脫水工序。
步驟2)中，所述調(diào)理藥劑包括PAM、聚合AlCl3、CaCl2、MgCl2和CaO，其中PAM的添加量為絕干污泥重量的3飛％、聚合AlCl3的的添加量為絕干污泥重量的2 5%、CaCl2的添加量為絕干污泥重量的O. Γ0. 5%、MgCl2的添加量為絕干污泥重量的O. 2^0. 5%,CaO的添加量為絕干污泥重量的O. 2^0. 5%0。上述絕干污泥指的是含水率為0%的污泥。
步驟2)中，首先加入PAM，然后加入聚合AlCl3XaCl2和MgCl2的混合物，最后加入 CaO0
步驟3)中，將經(jīng)調(diào)理藥劑處理后的污泥輸送至隔膜壓濾機的過程中，壓力從O. 6 MPa逐漸升至1. 4MPa。
完成步驟I)至步驟3)的整套工序的時間為6小時。
本污泥深度脫水方法的基本原理如下(I)該脫水方法原理是從機理、藥劑、機械進行匹配。所加藥劑不僅可以通過螯合作用除去水中的金屬離子，還可以通過電中和作用、氫鍵作用和架橋作用將水中的微粒凝聚成較大的絮體而聚沉下來。
(2)藥劑中的無機成分對污泥微粒進行吸附聚沉，其成分中存在著可交換的水合陽離子(如Ca2+、Na+、K+)和層間水等，這種結(jié)構(gòu)特點就決定了它在垂直層面方向上有可膨脹性和較大的內(nèi)、外表面積，使其具有較強的吸附性能和陽離子交換性能，因而對水中的金屬陽離子和微粒均有一定的吸附性，而其納米級的粒徑使其外表面積變大、吸附性能得到很大提高。
(3)污泥加藥后，泥中的膠體結(jié)構(gòu)因加藥發(fā)生化學反應(yīng)，在膠核上形成結(jié)晶和長大，吸附水轉(zhuǎn)化為結(jié)晶結(jié)構(gòu)水，結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成后即實現(xiàn)了生活污水污 泥的固態(tài)化。這種固態(tài)化的過程是不可逆的過程從而保證了改性后污泥不致二次轉(zhuǎn)化，并且污泥形成晶體結(jié)構(gòu)后，其所含水分可被迅速分離。而且，所加改性劑對污泥中部分重金屬有穩(wěn)定化的作用，改性劑的活性成份與污泥中的某些重金屬離子發(fā)生化學反應(yīng)，形成穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)的一部分，形成穩(wěn)定的不溶于水的化合物，從而減少了重金屬離子游離出來造成二次污染。
(4)改性后的污泥以O(shè). 6 1. 4MPa的輸送壓力送入隔膜壓濾機的多塊濾板之間的空隙內(nèi)，在污泥輸送至濾板之間的空隙內(nèi)過程中，即有部分水分被濾出，輸送結(jié)束后，關(guān)閉隔膜壓濾機的進泥閥門，啟動隔膜壓濾機的壓榨泵，由壓榨泵提供2. 4MPa的壓力使濾板之間空隙內(nèi)的污泥再次壓濾，得到含水率為60%以下的半干泥餅。
有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于1)能解決脫水后污泥含水率偏高的問題，采用本裝置脫水后污泥含水率可達到60% (wt)以下，滿足現(xiàn)行環(huán)保政策和未來趨勢的要求；而且還能解決污泥運輸量和運輸過程中滴漏的問題2)為后續(xù)干化和資源化處理處置打下基礎(chǔ)；3)操作簡便；4)本發(fā)明脫水方法中，在污泥調(diào)理階段投加CaO，不僅能夠降低污泥含水率，還能對污泥進行消毒，降低后續(xù)處置對環(huán)境的污染。
圖1為本發(fā)明中污泥深度脫水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明中混合器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干變型和改進，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
實施例1 :如圖1和圖2所示，一種污泥深度脫水裝置，包括濃縮池1、調(diào)理池2、隔膜壓濾機4，濃縮池I上設(shè)有污泥進口和出口，濃縮池I的出口與調(diào)理池2的進口通過管道相通，調(diào)理池2的出口通過進料泵3與隔膜壓濾機4相連；在調(diào)理池2的上方設(shè)有加藥裝置，加藥裝置包括第一加藥裝置5、第二加藥裝置6和第三加藥裝置7，其中第一加藥裝置5 為PAM加藥裝置；第二加藥裝置6為裝有氯化鈣、氯化鎂和聚合氯化鋁混合物的加藥裝置； 第三加藥裝置7為氧化鈣加藥裝置。
上述第一加藥裝置5包括藥劑倉51、高位儲罐52、混合器和輸送泵53，高位儲罐 52的進口與輸送泵53的出口相連；輸送泵53的進口與藥劑倉51相連。其中混合器包括本體，本體內(nèi)腔從上至下依次分隔成溶解倉54和溶液倉55，所述溶解倉54和溶液倉55之間通過液體輸送管59連通；在溶解倉54上設(shè)有粉料進口，高位儲罐52的出口處連接有粉料進料管57，該粉料進料管57伸入粉料進口中，在本體上外接供水管道，供水管道與溶解倉54相通，溶解倉54內(nèi)裝有攪拌器56，這樣就能將粉料投入至溶解倉54中與水充分溶解了 ；在溶液倉55的底部安裝有與調(diào)理池2相連的出液管58。在出液管58和液體輸送管59 上均安裝有出液閥。同時第二加藥裝置6和第三加藥裝置7也均與調(diào)理池2相連。
利用上述污泥深度脫水裝置的脫水方法，具體步驟如下I)將污泥輸送至濃縮池進行預處理；采用機械濃縮，濃縮時間為6小時，常溫狀態(tài)下運行。
2)將預處理得到的污泥送入調(diào)理池中，然后向調(diào)理池中加入調(diào)理藥劑，攪拌均勻； 其中，所述調(diào)理藥劑包括PAM、聚合A1C13、CaCl2, MgCl2和CaO，加藥順序為首先加入PAM，然后加入聚合A1C13、CaCl2和MgCl2的混合物，最后加入 CaO ;其中PAM的添加量為絕干污泥重量的4%、聚合AlCl3的的添加量為絕干污泥重量的3%、 CaCl2的添加量為絕干污泥重量的O.2%、MgCl2的添加量為絕干污泥重量的O. 3%、CaO的添加量為絕干污泥重量的O.4%;上述絕干污泥指的是需要處理污泥不含水的狀態(tài)。
3)將步驟2)中經(jīng)調(diào)理藥劑處理后的污泥輸送至隔膜壓濾機中進行壓濾，壓力從O.6Mpa逐漸穩(wěn)步升至1.4Mpa將污泥送入隔膜壓濾機的多塊濾板之間的空隙內(nèi)，在污泥輸送至濾板之間的空隙內(nèi)過程中，即有部分水分被濾出，輸送結(jié)束后，關(guān)閉隔膜壓濾機的進泥閥門，啟動隔膜壓濾機的壓榨泵，由壓榨泵提供2. 4MPa的壓力使濾板之間空隙內(nèi)的污泥再次壓濾，壓濾45 60min后得到含水率為60%以下的半干泥餅，即完成污泥深度脫水工序。
完成上述步驟1)至步驟3)的整套工序的時間為6小時。
采用上述方法后，將污泥的含水率處理至60%以下，再經(jīng)2 3d自然風干后含水率可降低至45%;干化后的污泥熱值在600 1500Kcal，可作為低熱值燃料；污泥中的蛔蟲卵、糞大腸菌群等病原體去除率達90%以上；成品污泥抗壓強度好，雨水浸泡難溶蝕，遇水溶解率小于5%。
實施例2 :與實施例1基本相同，所不同的是各藥劑的加入量，具體為PAM的添加量為絕干污泥重量的3%、聚合AlCl3的的添加量為絕干污泥重量的2%、CaCl2的添加量為絕干污泥重量的O.l%、MgCl2的添加量為絕干污泥重量的O.2%、Ca0的添加量為絕干污泥重量的O.2%。按照本實施例的方法，壓濾60min后得到泥餅的含水率為55%。
實施例3 :與實施例1基本相同，所不同的是各藥劑的加入量，具體為PAM的添加量為絕干污泥重量的6%、聚合AlCl3的的添加量為絕干污泥重量的5%、CaCl2的添加量為絕干污泥重量的O.5%、MgCl2的添加量為絕干污泥重量的O.5%、Ca0的添加量為絕干污泥重量的O.5%。按照本實施例的方法，壓濾60min后得到泥餅的含水率為57%。
權(quán)利要求
1.一種污泥深度脫水裝置，其特征在于，包括依次連接的濃縮池(I)、調(diào)理池(2)、隔膜壓濾機(4)，在所述調(diào)理池(2)的上方設(shè)有加藥裝置，所述加藥裝置與所述調(diào)理池(2)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥深度脫水裝置，其特征在于，所述加藥裝置包括第一加藥裝置(5)、第二加藥裝置(6)和第三加藥裝置(7)，每個加藥裝置均與調(diào)理池(2)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的污泥深度脫水裝置，其特征在于，所述第一加藥裝置(5) 為PAM加藥裝置；所述第二加藥裝置(6)為裝有氯化鈣、氯化鎂和聚合氯化鋁混合物的加藥裝置；第三加藥裝置(7)為氧化鈣加藥裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥深度脫水裝置，其特征在于，所述第一加藥裝置(5)包括藥劑倉(51)、高位儲罐(52)、混合器和輸送泵(53)，所述高位儲罐(52)的進口與所述輸送泵(53)的出口相連、高位儲罐(52)的出口與所述混合器的進口連接；所述輸送泵(53)的進口與所述藥劑倉(51)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥深度脫水裝置，其特征在于，所述混合器包括本體，所述本體內(nèi)腔從上至下依次分隔成溶解倉(54)和溶液倉(55)，在所述溶解倉(54)和溶液倉 (55)之間連接有液體輸送管；在所述溶解倉(54)上設(shè)有粉料進口，所述高位儲罐(52)通過粉料進口與所述溶解倉(54)相通；在所述本體上外接供水管道，所述供水管道與所述溶解倉(54)相通，在所述溶解倉(54)內(nèi)裝有攪拌器(56)，在所述溶液倉(55)的底部安裝有與所述調(diào)理池(2)相連的出液管，在所述出液管和液體輸送管上均安裝有出液閥。
6.利用權(quán)利要求1-5中任一項所述的污泥深度脫水裝置進行脫水的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟1)將污泥輸送至濃縮池進行預處理；2)將預處理得到的污泥送入調(diào)理池中，然后向調(diào)理池中加入調(diào)理藥劑，攪拌均勻；3)將步驟2)中經(jīng)調(diào)理藥劑處理后的污泥輸送至隔膜壓濾機中進行壓濾，壓濾后即完成污泥深度脫水工序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥深度脫水裝置進行脫水的方法，其特征在于，步驟2)中， 所述調(diào)理藥劑包括PAM、聚合A1C13、CaCl2, MgCl2和CaO，其中PAM的添加量為絕干污泥重量的3飛％、聚合AlCl3的的添加量為絕干污泥重量的2 5%、CaCl2的添加量為絕干污泥重量的O. Γ0. 5%、MgCl2的添加量為絕干污泥重量的O. 2^0. 5%,CaO的添加量為絕干污泥重量的0.2 O. 5%0。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥深度脫水裝置進行脫水的方法，其特征在于，步驟2)中， 首先加入PAM，然后加入聚合A1C13、CaCl2和MgCl2的混合物，最后加入CaO。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥深度脫水裝置進行脫水的方法，其特征在于，步驟3) 中，將經(jīng)調(diào)理藥劑處理后的污泥輸送至隔膜壓濾機的過程中，壓力從0.6 MPa逐漸升至1.4MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污泥深度脫水裝置進行脫水的方法，其特征在于，完成步驟I)至步驟3)的整套工序的時間為6小時。
全文摘要
本發(fā)明公開一種污泥深度脫水裝置及脫水方法，該裝置包括依次連接的濃縮池、調(diào)理池、隔膜壓濾機，在調(diào)理池的上方設(shè)有加藥裝置，加藥裝置與調(diào)理池相連接。該脫水方法為先將污泥輸送至濃縮池進行預處理；然后送入調(diào)理池中通過調(diào)理藥劑調(diào)理，再輸送至隔膜壓濾機中進行壓濾，壓濾后即完成污泥深度脫水工序。本發(fā)明的優(yōu)點是能解決脫水后污泥含水率偏高的問題，采用本裝置脫水后污泥含水率可達到60%以下，滿足現(xiàn)行環(huán)保政策和未來趨勢的要求；而且還能解決污泥運輸量和運輸過程中滴漏的問題；為后續(xù)干化和資源化處理處置打下基礎(chǔ)；操作簡便；在污泥調(diào)理階段投加CaO，不僅能夠降低污泥含水率，還能對污泥進行消毒，降低后續(xù)處置對環(huán)境的污染。
文檔編號C02F11/14GK103030258SQ201210588958
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者周文軍, 劉建軍, 張愛均, 欒杰 申請人:南京城建環(huán)保水務(wù)投資有限公司