一種污泥高效脫水方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污泥高效脫水方法，本方法通過自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污泥處理系統(tǒng)自動高效運(yùn)行，首先依靠自然重力場或者機(jī)械產(chǎn)生的人工重力場（采用濃縮或者氣浮方式）對污泥進(jìn)行預(yù)濃縮，在污泥調(diào)質(zhì)階段加無機(jī)調(diào)理劑進(jìn)一步預(yù)處理，并利用壓力較高的壓濾設(shè)備脫水，進(jìn)一步改善脫水效果，實(shí)現(xiàn)城市污水廠污泥高效脫水。本方法能夠顯著降低污泥含水率，減少污泥體積，改善出泥性狀，解決污泥運(yùn)輸和存儲的困難，降低污泥處理處置成本，為污泥的最終處置和利用奠定良好基礎(chǔ)。
【專利說明】一種污泥高效脫水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種城市污水廠污泥處理方法，尤其涉及一種城市污水廠污泥高效脫水的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程加快和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，對于環(huán)境治理的投資力度大大加強(qiáng)，近年來國內(nèi)新建了一大批污水處理廠，污泥產(chǎn)生量逐年提高。到2011年年底，全國已建成污水處理廠3135座，污水處理能力1.36億m3.Cf1 ;預(yù)計未來5年內(nèi)，每年將產(chǎn)生含水80%污泥2700萬噸。污泥是一種成分復(fù)雜的固體廢棄物，如不妥善處理處置，會產(chǎn)生非常大的環(huán)境危害。由于含水率較高的污泥難以滿足堆肥、填埋、熱解、焚燒等后續(xù)處置要求，而且減量化不顯著，增加了運(yùn)輸成本以及難度，因此環(huán)保部辦公廳于2010年出臺的文件《關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》中已明確提出“污水處理廠以貯存為目的將污泥運(yùn)出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下?！?br> 尋求新的污泥深度脫水技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，已經(jīng)成為制約污水處理行業(yè)的瓶頸問題。污泥深度脫水困難的主要原因是由于污泥中生物細(xì)胞及膠體含有大量的“間隙水”無法通過傳統(tǒng)機(jī)械脫水的壓力全部擠出，同時污泥含水率在60% -65%之間時呈粘漿狀，水分子被一層膠體包裹，這個區(qū)域稱之為污泥的“粘膠相區(qū)”，是污泥脫水最難的階段，按傳統(tǒng)的機(jī)械脫水的方法是很難進(jìn)一步脫除的。
[0003]城市污水廠污泥處理已經(jīng)成為市政工程的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。按照因地制宜原則，污泥可選擇的處理處置方案較多，但降低污泥含水率，實(shí)現(xiàn)污泥高效脫水，使含水率降至60%甚至50%以下，已經(jīng)成為污泥處理處置工藝中最重要的環(huán)節(jié)。城市污泥是由親水性、帶負(fù)電性膠體微粒組成，與水親和力強(qiáng)，若不適當(dāng)預(yù)處理，脫水較為困難。
[0004]城市污泥中所含水分大致分為四類:顆粒間的間隙水，約占總水分的70% ;毛細(xì)水，即顆粒間毛細(xì)管內(nèi)的水，約占20%;污泥顆粒吸附水和顆粒內(nèi)部水分約占10 %。濃縮主要降低污泥中的間隙水，機(jī)械脫水主要去除其中的毛細(xì)水，干燥去除污泥中的吸附水與內(nèi)部水。
[0005]目前脫水方法通常是在污泥脫水前添加高分子絮凝劑PAM，再通過帶式壓濾或離心機(jī)脫水，脫水后污泥含水率最低可至80%左右，污泥呈半固半液態(tài)，有大量滲濾液產(chǎn)生，存儲、運(yùn)輸?shù)碾y度及成本都比較高，且不利于進(jìn)一步處置或利用。部分污水處理廠采用了較先進(jìn)的先化學(xué)調(diào)質(zhì)再使用板框壓濾機(jī)壓榨污泥的處理方法，但本方法與其他方法相比處理效率更高。以廈門水務(wù)集團(tuán)有限公司的污泥脫水方法為例:一種污泥脫水方法，CN101691272 B，該方法中污泥在重力濃縮池內(nèi)停滯時間較長，化學(xué)調(diào)質(zhì)后的污泥含水率依然高于95%，由于其調(diào)質(zhì)后污泥含水率與本方法比相對較高，若以同樣體積壓濾機(jī)進(jìn)泥量衡量，則該方法產(chǎn)生的相同含水率的污泥量要比本方法要少，即該方法處理污泥效率比本方法要低。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種污泥高效脫水的方法，本方法通過自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)污泥處理系統(tǒng)自動高效運(yùn)行。為滿足實(shí)際工程應(yīng)用需求，首先對污泥進(jìn)行預(yù)濃縮，然后在污泥調(diào)質(zhì)階段加無機(jī)調(diào)理劑進(jìn)一步預(yù)處理，再利用壓力較高的壓濾設(shè)備脫水，進(jìn)一步改善脫水效果，實(shí)現(xiàn)城市污水廠污泥高效脫水。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種污泥高效脫水方法，其步驟為:
1、污泥預(yù)濃縮步驟:含水率99%左右的污泥在預(yù)濃縮池中停留一定時間，添加絮凝劑后，對污泥進(jìn)行自然重力濃縮或機(jī)械濃縮，添加的絮凝劑重量為污泥干重的0.1%-5.0%。；本步驟可以脫除污泥中的部分自由水和間隙水。
[0008]2、污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)步驟:預(yù)濃縮處理后的污泥送入調(diào)劑池，先添加干污泥質(zhì)量3%-12%的FeCl3溶液，調(diào)理一段時間后添加干污泥質(zhì)量10%_30%的石灰進(jìn)行攪拌調(diào)理。
[0009]添加FeCl3和石灰調(diào)理劑，F(xiàn)e3+、Ca2+等陽離子的進(jìn)入會與膠體表面負(fù)電荷進(jìn)行中和，降低污泥膠體間的排斥作用，壓縮污泥顆粒間的雙電層，進(jìn)一步脫除部分間隙水，同時促進(jìn)絮體的形成及沉降；另外，調(diào)理劑加入形成堿性環(huán)境，同時水解放熱，破壞菌體的細(xì)胞壁和酶、酸性RNA、細(xì)胞組織和油脂，從而達(dá)到有效殺菌、使菌體內(nèi)水分流出的目的$冗13同時還起到氧化劑的作用，可使H2S氧化，減少臭氣的產(chǎn)生；離子狀態(tài)的重金屬在堿性環(huán)境中也易形成氫氧化物沉淀，從而降低重金屬離子的活性。調(diào)理劑投加不足會達(dá)不到理想的脫水效果，投加過量同樣也會產(chǎn)生負(fù)面作用。如果生石灰投加量過大，污泥中無機(jī)顆粒將增多，大量的無機(jī)微粒將堵塞濾布微孔，從而影響泥水分離；如果FeCl3投加量過大，混合液較為黏稠，F(xiàn)e3+水解產(chǎn)生氫氧化鐵程度過大，大量的絮體包含了相對大量的水，抽濾時這部分水不易脫除。因而在實(shí) 際操作運(yùn)行過程中，根據(jù)污泥性狀和設(shè)備情況合理設(shè)置調(diào)理劑投加量至關(guān)重要?；瘜W(xué)調(diào)質(zhì)后污泥含水率在91%-95%之間。
[0010]3、污泥壓濾處理步驟:包括壓緊、進(jìn)泥、壓榨、卸泥。壓緊:將高壓雙膜片壓濾機(jī)的濾板壓緊形成保壓狀態(tài)；進(jìn)泥:利用高壓螺桿泵將調(diào)理好的污泥打入壓濾機(jī)內(nèi)；壓榨:通過氣形成的壓力對污泥進(jìn)行壓榨；卸泥:壓榨工序完成后松開濾板，在濾布上會形成含水率為45-55%的塊狀污泥，污泥塊由于重力作用自然墜落，然后由傳送帶傳送至泥棚。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的污泥高效脫水的方法能夠顯著降低污泥含水率，減少污泥體積，改善出泥性狀，解決污泥運(yùn)輸和存儲的困難，降低污泥處理處置成本，為污泥的最終處置和利用奠定良好基礎(chǔ)。與其他方法相比，本發(fā)明的絮凝劑、調(diào)理劑的投加量和投加時間，以及壓濾機(jī)的進(jìn)泥時間、擠壓負(fù)荷等參數(shù)均是經(jīng)過長年的中試試驗(yàn)和在實(shí)際工程應(yīng)用中的調(diào)整摸索而得出的。依照本發(fā)明所述方法對污泥進(jìn)行高效脫水，更易在預(yù)濃縮和污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)步驟達(dá)到理想的效果，以利于后續(xù)壓濾步驟的實(shí)施；同時，本方法用時短、用藥省、處理能力高，具有更優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。[0014]如圖1所示，圖1為本發(fā)明的流程示意圖；本實(shí)施例以南京市一大型污水處理廠污泥脫水生產(chǎn)為例，其步驟是:
1、污泥預(yù)濃縮:來自污水廠的污泥，實(shí)測含水率是98.9%，污泥通過污泥泵輸送入污泥濃縮池，通過重力濃縮作用將污泥含水率降至97.4%。
[0015]2、污泥化學(xué)調(diào)質(zhì):濃縮污泥經(jīng)污泥泵A輸送入污泥調(diào)理池A，池體實(shí)際容積約56m3池內(nèi)液位由超聲波液位計測定并將數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸至自控系統(tǒng),當(dāng)池內(nèi)液位高于Im時，自控系統(tǒng)控制調(diào)理池內(nèi)攪拌機(jī)開始攪拌，當(dāng)池中液面高度的液位計測定結(jié)果達(dá)到3.2m并且此高度測定值IOs內(nèi)不出現(xiàn)下降后，由自控系統(tǒng)判定調(diào)理池A中污泥加滿，切換至調(diào)理池B繼續(xù)輸送污泥。此時A池內(nèi)污泥約48m3，自控系統(tǒng)控制調(diào)理劑加藥泵開始向A池內(nèi)加入調(diào)理劑。
[0016]調(diào)理劑投加順序?yàn)橄韧都右簯B(tài)FeCl3溶液，F(xiàn)eCl3含量為38%，后投加固態(tài)石灰調(diào)理劑，CaO含量為70%。FeCl3由儲罐中經(jīng)計量泵打至調(diào)理池中，投加速度維持在0.6±0.04m3/h，投加時間根據(jù)進(jìn)泥含水率設(shè)定為25min，實(shí)際投加量約為絕干污泥重量的11.5%;FeCl3投加結(jié)束后等待15min，再開始經(jīng)螺旋輸送泵加入石灰進(jìn)行調(diào)理，石灰的投加時間為30min，投加量為800kg，約為絕干污泥重量的29.3%。石灰投加結(jié)束后繼續(xù)調(diào)理約15min，調(diào)理結(jié)束，自控系統(tǒng)界面顯示該池調(diào)理完畢，池內(nèi)污泥可以輸送至壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾。調(diào)理后污泥含水率為91.4%。
[0017]3、污泥壓濾:經(jīng)過調(diào)理的污泥經(jīng)螺桿泵壓入高壓雙膜片壓濾機(jī)，泵入過程中污泥受到一定程度上的擠壓，進(jìn)泥時間為90min ;進(jìn)泥結(jié)束后，啟動空壓機(jī)，將壓縮空氣壓入壓濾機(jī)濾板內(nèi)，通過濾板的鼓起變形對腔室內(nèi)的泥餅進(jìn)行反向二次擠壓，擠壓時間為40min，負(fù)荷維持在為12-16kg/cm3 ;二次壓結(jié)束后，對輸泥通道內(nèi)污泥進(jìn)行回吹，卸除系統(tǒng)壓力后，壓濾機(jī)自動打開濾板進(jìn)行卸泥，壓榨后的污泥呈固化塊狀，隨著濾板的打開，污泥由于受重力作用自動從濾布上墜落至底部污泥傳輸帶上，底部的帶式輸送機(jī)將泥餅送出，進(jìn)入泥棚，脫水污泥含水率約為51.8%，污泥重量約5.67噸，折合絕干污泥重量約2.73噸。
[0018]脫水處理后的塊狀污泥在泥棚內(nèi)不會產(chǎn)生滲濾液或臭氣，便于儲存、運(yùn)輸、以填埋或資源化利用 的方式處置；壓濾產(chǎn)生的濾液回收至廠內(nèi)污水處理系統(tǒng)；本方法處理的污泥可安全填埋，或用于制磚、堆肥。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，凡熟悉此項(xiàng)技術(shù)者，運(yùn)用本發(fā)明的原則及技術(shù)特征，所作的各種變更及裝飾，皆應(yīng)涵蓋于本權(quán)利要求書所界定的保護(hù)范疇之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種污泥高效脫水方法，其特征在于，它至少包括以下兩步驟:污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)步驟、污泥機(jī)械壓濾處理步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥高效脫水方法，其特征在于:在污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)步驟前對污泥進(jìn)行預(yù)濃縮，以提高每批次處理污泥干量、縮短化學(xué)調(diào)質(zhì)時間；所述污泥預(yù)濃縮步驟是:含水率99%左右的污泥進(jìn)入污泥濃縮池中，添加絮凝劑后，對污泥進(jìn)行自然重力濃縮或機(jī)械濃縮，添加的絮凝劑重量為污泥干重的0.1% — 5.0%，濃縮后污泥含水率約為91-97%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥高效脫水方法，其特征在于:所述污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)步驟是:預(yù)濃縮處理后的污泥泵入污泥調(diào)理池，先添加干污泥質(zhì)量3%-12%的FeCl3溶液，調(diào)理后添加干污泥質(zhì)量10%-30%的生石灰進(jìn)行攪拌調(diào)理，化學(xué)調(diào)質(zhì)后實(shí)測污泥含水率在90.5%-94.5% 之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥高效脫水方法，其特征在于=FeCl3溶液由儲罐中經(jīng)計量泵打至調(diào)理池中，投加速度為0.6±0.04m3/h，投加時間根據(jù)進(jìn)泥含水率設(shè)定；FeCl3投加結(jié)束后等待0.3-0.6小時左右，再開始經(jīng)螺旋輸送泵加入石灰進(jìn)行調(diào)理，石灰投加結(jié)束后繼續(xù)調(diào)理0.3-0.6小時，調(diào)理結(jié)束，池內(nèi)污泥輸送至壓濾機(jī)中進(jìn)行壓濾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥高效脫水方法，其特征在于:所述污泥壓濾處理步驟包括濾板壓緊、污泥進(jìn)料、二次壓榨、卸料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥高效脫水方法，其特征在于:所述壓緊是指將高壓雙膜片壓濾機(jī)的濾板壓緊形成密閉腔室；所述進(jìn)料是指利用高壓螺桿泵將調(diào)理好的污泥打入壓濾機(jī)內(nèi)；所述壓榨是指通過氣形成的壓力對污泥進(jìn)行壓榨，在濾布上會形成含水率為45-55%的塊狀污泥；所述卸料是指壓榨工序完成后松開濾板，污泥塊由于重力作用自然墜落，并由傳送帶傳送至泥棚。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥高效脫水方法，其特征在于:經(jīng)過調(diào)理的污泥經(jīng)螺桿泵壓入高壓雙膜片壓濾機(jī)，泵入過程中污泥受到一定程度上的擠壓；進(jìn)泥結(jié)束后，啟動空壓機(jī)，將壓縮空氣壓入壓濾機(jī)濾板內(nèi)，通過濾板的鼓起變形對腔室內(nèi)的泥餅進(jìn)行反向二次擠壓；二次擠壓結(jié)束后，對輸泥通道內(nèi)污泥進(jìn)行回吹，卸除系統(tǒng)壓力后，壓濾機(jī)自動打開濾板進(jìn)行卸泥，壓榨后的污泥呈固化塊狀，隨著濾板的打開，污泥由于受重力作用自動從濾布上墜落至底部污泥傳輸帶上，底部的帶式輸送機(jī)將泥餅送出，進(jìn)入泥棚。
【文檔編號】C02F11/14GK103896474SQ201410089726
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】陶先兵, 趙金君, 錢金, 湯偉, 江姝瑤, 程花 申請人:南京道科環(huán)境科技有限公司