一种城市含泥污水的综合处理方法及处理系统与流程

1.本发明涉及环保领域，特别是一种城市含泥污水的综合处理方法及处理系统。


背景技术：

2.随着城市的发展和人口的剧增，城市产生的生活、生产污水、市内景观河、景观湖等产生的污泥的脱水处理、污水的处理再利用，是现代城市亟待解决的技术问题，现有技术中，生活、生产及景观河、景观湖等产生的含泥污水处理首先需要进行污泥脱水处理后在对污水进行处理，污泥脱水处理是采用板框压力机进行脱水，脱水后产生的污泥进行焚烧处理、脱出污泥后的污水在进行净化处理，上述处理的污泥的含水率到达40%后达到技术瓶颈，含水率到达40%的污泥板框脱水和脱水后的污泥焚烧消耗大量的能源，设备投资大、生产效率低、大大增加处理成本，而且占用场地大和造成二次化境污染。


技术实现要素：

3.本发明为解决板框压力机进行含泥污水脱水，脱水后产生的污泥焚烧处理、脱出污泥后的污水需要进行净化处理，能源消耗大，设备投资大、生产效率低、处理成本高、占用场地大和造成二次化境污染的技术问题。本发明公开一种城市含泥污水的综合处理方法及处理系统。
4.本发明实现城市含泥污水的综合处理方法采用的技术方案是：一种城市含泥污水的综合处理方法，该方法包括：污泥的脱水处理和污水的有机物处理。
5.步骤1.将含泥污水进行过滤处理，去除城市污水中大颗粒杂质；步骤2.将步骤1过滤处理后的含泥污水在置换反应罐中与四氯化碳液体搅拌、混合、沉淀后，在置换反应罐内至上而下生成：去除有机物的中水层、含有机物的四氯化碳液体层、含有机物的四氯化碳液和污泥的混合层；步骤3.将步骤2在置换反应罐内生成的中水层进行溢流处理，排除中水，置换反应罐内剩含有机物的四氯化碳液体层、含有机物的四氯化碳液和污泥的混合层；步骤4.对置换反应罐内剩含有机物的四氯化碳液体层、含有机物的四氯化碳液和污泥的混合层实施加热处理，使置换反应罐内升温至60-80
°
的四氯化碳液的汽化温度，使置换反应罐内全部四氯化碳液的汽化；步骤5.对置换反应罐内生成的汽化状态的四氯化碳由风机收集，降温后四氯化碳恢复液态，存储在四氯化碳原料罐中循环使用；步骤6.置换反应罐内剩余无水污泥和经四氯化碳灭活的有机物混合物排出。
6.本发明实现城市含泥污水的综合处理系统采用的技术方案是：一种城市含泥污水的综合处理系统，该系统包括：置换脱水和有机物处理部分、中水处理部分和置换剂回收部分、置换剂上料部分、置换剂原料罐和加热站部分。
7.所述的置换脱水和有机物处理部分包括：置换反应罐，所述的置换反应罐上部设
置有与反应罐内腔连通的置换剂进料口、置换剂收料口、中水溢流口、干污泥进料口和含泥污水进料口，所述的置换剂进料口经置换剂上料泵与置换剂原料罐管路连接，所述的置换剂收料口经置换剂收料风机与置换剂回收部分管路连接，所述的中水溢流口经中水溢流阀与中水处理部分管路连接，所述的置换反应罐的外壁上还设置有加热水套，所述的加热水套内腔经水套加热泵与热加站部分管路连接；所述的中水处理部分包括：中水中间槽、吸附塔和中水槽，所述的中水中间槽上部设置有中水进料口、中水出料口，中水中间槽底部设置有置换剂排放口，所述的中水进料口与置换脱水和有机物处理部分包括中的中水溢流阀管路连接，所述的中水出料口经中水泵与吸附塔的吸附塔进水口管路连接，吸附塔的置换剂出料口与置换脱水和有机物处理部中的置换剂收料口管路连接，吸附塔的吸附塔中水出料口经出水阀与中水槽管路连接，吸附塔的热风进口与热加站部分管路连接；所述的置换剂回收部分包括：包括置换剂冷凝塔，换剂冷凝塔底部经原料罐收料阀与置换剂原料罐管路连接，置换剂冷凝塔气态置换剂进口与置换脱水和有机物处理部分中置换剂收料风机管路连接，置换剂冷凝塔的气态置换剂的溢流口经置换剂的溢流阀与置换脱水和有机物处理部分置换剂收料风机的进风口管路连接。
8.本发明的有益效果是：工艺方法简单、安全可靠、处理效率提高大于10倍、成本降低85%，污泥置换脱水后含水率达到5%以下，污泥置换脱水和对污水有机物灭活处理同时完成。
9.下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
10.附图1为本发明综合处理系统示意图。
11.附图中，1.置换反应罐、1-1.置换剂进料口、1-2.置换剂收料口、1-3.中水溢流口、1-4.干污泥出料口、1-5.置换剂上料泵、1-6.置换剂收料风机、1-7.中水溢流阀、1-8.加热水套、1-9.水套加热泵、1-10.搅拌绞龙组件、1-11.污泥绞龙组件、1-12.超声震动棒、1-13.含泥污水进料口、2.置换剂原料罐、2-1原料罐收料阀、3-1.中水中间槽、3-11.中水进料口、3-12.中水出料口、3-13.置换剂排放、3-2.吸附塔、3-22.置换剂出料口、3-23.出水阀、3-24.热风进口、3-25.吸附塔中水出口、3-26吸附塔进水口、3-3.中水槽、3-4.中水泵、4-1.置换剂冷凝塔、4-11.气态置换剂进口、4-12.气态置换剂的溢流口、4-13.气态置换剂水封组件、4-14.溢流阀、5.热加站部分、5-1.余热风机。
具体实施方式
12.一种城市含泥污水的综合处理方法，该方法包括：污泥的脱水处理和污水的有机物处理。
13.步骤1.将含泥污水进行过滤处理，去除城市污水中大颗粒杂质。
14.该步骤的目的是去除大块的漂浮物、金属、石块等。
15.步骤2.将步骤1过滤处理后的含泥污水在置换反应罐中与四氯化碳液体搅拌、混合、沉淀后，在置换反应罐内至上而下生成：去除有机物的中水层、含有机物的四氯化碳液体层、含有机物的四氯化碳液和污泥的混合层。
16.该步骤中，使用的四氯化碳液大于含泥污水中污水体积，由于四氯化碳液的比重大于水的比重，所以含泥污水的水被四氯化碳液置换并漂浮在四氯化碳液面，含泥污水中的有机物同时被四氯化碳溶解、细胞破壁置换出有机物中细胞水，在细胞破壁脱水的同时，细胞灭活杀菌、除臭。
17.步骤3.将步骤2在置换反应罐内生成的中水层进行溢流处理，排除中水，置换反应罐内剩含有机物的四氯化碳液体层、含有机物的四氯化碳液和污泥的混合层。
18.该步骤中，由于四氯化碳液与水不溶的化学特效，所以去除有机物的中水层和含有机物的四氯化碳液体层边界分明，去除有机物的中水层通过溢流的方法即可分离出置换反应罐。
19.步骤4.对置换反应罐内剩含有机物的四氯化碳液体层、含有机物的四氯化碳液和污泥的混合层实施加热处理，使置换反应罐内升温至60-80
°
的四氯化碳液的汽化温度，使置换反应罐内全部四氯化碳液的汽化。
20.步骤5.对置换反应罐内生成的汽化状态的四氯化碳由风机收集，降温后四氯化碳恢复液态，存储在四氯化碳原料罐中循环使用。
21.该步骤中，随着液态四氯化碳全部转换成气态四氯化碳，而由风机收集到四氯化碳原料罐中循环使用。
22.本发明实施例中，采用负压风机会进一步降低置换反应罐内的压力，进一步降低四氯化碳的汽化温度，加上汽化时间，在节约能源消耗的基础上缩短处理时间。
23.步骤6.置换反应罐内剩余无水污泥和经四氯化碳灭活的有机物混合物排出。
24.本发明实施例中，对溢流处理得到的中水中含有的四氯化碳残留进行碳吸附处理，得去除四氯化碳残留的中水和含有四氯化碳的碳吸附物，对含有四氯化碳的碳吸附物实施升温至60-80
°
使四氯化碳液的汽化，由风机收集汽化的四氯化碳，降温后四氯化碳恢复液体，存储在四氯化碳原料罐中循环使用。
25.对溢流处理得到的中水中含有的四氯化碳残留进行碳吸附处理的目的1是进一步进化中水，同时回收四氯化碳残留循环使用，降低四氯化碳损耗，降低处理成本。
26.本发明实施例中，该方法步骤5中，对置换反应罐内生成的汽化状态的四氯化碳由风机收集是采用负压风机。
27.本发明采用的上述处理方法，工艺简单，四氯化碳汽化耗能仅为水汽化耗能的1/16，四氯化碳气时间能仅为水汽化时间的1/3，而且获得的干污泥免去焚烧，直接可用于种植使用。
28.本发明的处理成本仅仅是板框脱水、含水40%污泥焚烧的现有处理方法成本的1/10。特别适用于城市产生的生活、生产污水、市内景观河、景观湖等产生的污泥的脱水处理、污水的处理使用。生成的污泥含水率达到5%以下，污水达到中水标准。
29.一种城市含泥污水的综合处理系统，该系统包括：置换脱水和有机物处理部分、中水处理部分和置换剂回收部分、置换剂上料部分、置换剂原料罐和加热站部分。
30.本城市含泥污水的综合处理系统基于上述综合处理方法的工艺路线和工艺理论设计的处理系统。
31.所述的置换脱水和有机物处理部分包括：置换反应罐1，所述的置换反应罐1上部设置有与反应罐内腔连通的置换剂进料口1-1、置换剂收料口1-2、中水溢流口1-3、干污泥
出料口1-4和含泥污水进料口1-13，所述的置换剂进料口1-1经置换剂上料泵1-5与置换剂原料罐2管路连接，所述的置换剂收料口1-2经置换剂收料风机1-6与置换剂回收部分管路连接，所述的中水溢流口1-3经中水溢流阀1-7与中水处理部分管路连接，所述的置换反应罐1的外壁上还设置有加热水套（1-8），所述的加热水套1-8内腔经水套加热泵1-9与热加站部分5管路连接。
32.使用时，关闭置换剂收料风机1-6、中水溢流阀1-7和干污泥出料口1-4，含泥污水经含泥污水进料口1-13、置换剂原料罐2中的置换剂经置换剂上料泵1-5和置换剂进料口1-1进入置换反应罐1的内腔，含泥污水和置换剂上料完成后，关闭含泥污水进料口1-13和置换剂上料泵1-5，置换剂实施对污泥和污水的置换分离级有机物的溶解，在置换反应罐1上而下生成：去除有机物的中水层、含有机物的置换剂液体层、含有机物的置换剂液和污泥的混合层。
33.开启中水溢流阀1-7，去除有机物的中水经中水溢流口1-3进入中水处理部分，进一步进行对置换反应罐1溢流出的中水处理。其处理的是对置换反应罐1溢流出的中水含有的置换剂残留。
34.去除有机物的中水经中水溢流口1-3完成后，关闭水溢流口1-3。开启水套加热泵1-9，热加站部分5产生的热水或热蒸汽通过加热水套1-8实施对置换反应罐1内的含有机物的置换剂液和污泥的混合层进行升温加热，置换剂开始汽化，开启置换剂收料风机1-6，汽化后的置换剂经置换剂收料风机1-6被送入置换剂回收部分，直到置换剂全部汽化送入置换剂回收部分完成后，关闭置换剂收料风机1-6，开启干污泥出料口1-4，清除置换反应罐1内的干污泥，干污泥的含水率在5%以下。上述完成一次含泥污水的置换脱水和有机物处理。进行下一次的上述循环。
35.所述的中水处理部分包括：中水中间槽3-1、吸附塔3-2和中水槽3-3，所述的中水中间槽3-1上部设置有中水进料口3-11、中水出料口3-12，中水中间槽3-1底部设置有置换剂排放口3-13，所述的中水进料口3-11与置换脱水和有机物处理部分包括中的中水溢流阀1-7管路连接，所述的中水出料口3-12经中水泵3-4与吸附塔3-2的吸附塔进水口3-26管路连接，吸附塔3-2的置换剂出料口3-22与置换脱水和有机物处理部中的置换剂收料口1-2管路连接，吸附塔3-2的吸附塔中水出料口3-25经出水阀3-23与中水槽3-3管路连接，吸附塔3-2的热风进口3-24与热加站部分5管路连接。
36.使用时，中水溢流口1-3溢出的中水经中水进料口3-11进入中水中间槽3-1，中水中部分置换剂落入中水中间槽3-1底部，经置换剂排放口3-13进入置换剂原料罐2。中水中间槽3-1顶部的中水经中水出料口3-12、中水泵3-4进入吸附塔3-2吸附置换剂后经中水出料口3-25、出水阀3-23进入中水槽3-3。当吸附塔3-2吸附的置换剂饱和时，开启热加站部分5实施对吸附塔3-2加热，吸附的置换剂汽化，汽化的置换剂经置换剂收料风机1-6被送入置换剂回收部分。
37.所述的置换剂回收部分包括：包括置换剂冷凝塔4-1，换剂冷凝塔4-1底部经原料罐收料阀2-1与置换剂原料罐2管路连接，置换剂冷凝塔4-1气态置换剂进口4-11与置换脱水和有机物处理部分中置换剂收料风机1-6管路连接，置换剂冷凝塔4-1的气态置换剂的溢流口4-12经置换剂的溢流阀4-14与置换脱水和有机物处理部分置换剂收料风机1-6的进风口管路连接。
38.使用时，置换剂冷凝塔4-1内的置换剂冷却后成液态置换剂，经原料罐收料阀2-1进入置换剂原料罐2。
39.置换剂冷凝塔4-1内的部分气态置换剂经溢流阀4-14送入置换剂收料风机1-6的进风口进行下一轮冷却处理。
40.本发明实施例中，为加速置换脱水，所述的置换脱水和有机物处理部分的置换反应罐1的内腔上部中，设置有搅拌绞龙组件1-10。搅拌绞龙组件1-10实施对置换反应罐1内的含泥污水与置换剂搅拌。
41.本发明实施例中，为便于置换剂汽化和干污泥排出，所述的置换脱水和有机物处理部分的置换反应罐1的内腔底部中，设置有污泥绞龙组件1-11。污泥绞龙组件1-11正向转到时，置换反应罐1底部污泥向上翻腾，利于污泥中置换剂的汽化，污泥绞龙组件1-11反向转到时，推动干污泥经干污泥出料口1-4排出。
42.本发明实施例中，为加速置换脱水，所述的置换脱水和有机物处理部分的置换反应罐1的内腔中设置有一组超生震动棒1-12。震动棒1-12使含泥污水和置换剂产生振动，加速置换脱水。
43.本发明实施例中，为保持置换剂冷凝塔4-1恒压，所述的置换剂回收部分中的置换剂冷凝塔4-1上设置有气态置换剂水封组件4-13，气态置换剂水封组件4-13与置换剂冷凝塔4-1内腔连通。
44.本发明实施例中，为提高热能利用率和降低成本，所述的热加站部分5为热水锅炉，热水锅炉的热水或热蒸汽出口与置换脱水和有机物处理部分中的水套加热泵1-9管路连接，热水锅炉的余热气体出口经余热风机5-1与吸附塔3-2内腔管路连接。