专利名称：一种高效污泥浓缩脱水系统及其脱水方法
技术领域：
本发明属于污水处理技术领域，具体一种高效污泥浓缩脱水系统及其脱水方法。
背景技术：
在环境工程领域，生化技术处理城市污水和工业废水被众多的设计部门或业主采用，并在装置运行中发挥了重要作用。同时与之相配套的污泥处理系统，一般均配置污泥浓缩池，作为装置剩余污泥处置或浓缩的设施。但是在实际运行操作过程中，污泥浓缩池大部分都作为污泥排放贮存的容器，并未真正起到污泥浓缩去水作用，因此使得现有污泥浓缩池中排放的污泥大多为高含水量的稀污泥(含水> 99. 5% )。这种高含水量的稀污泥如果直接干化(如压滤)则无端加重了污泥干化设备运行负荷，降低了设计运行效率，增加了设备投资和运行成本，也在很大程度上影响了干化污泥含水的指标。不经脱水的污泥量往往数倍于脱水后的污泥量，例如当含水99. 5%的污泥浓缩到含水90%的污泥时，浓缩后的污泥重量仅是原污泥重量的1/20。因此在工程设计中，为保证污泥处理的干化效果，设备选型时，污泥处理量均大于实际污泥产生量，也即污泥干化设备及其配套的工艺设施均放大数倍设计，否则不能保证污水处理装置的正常运行。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种高效污泥浓缩脱水系统，本脱水系统的脱水效果好，能够最大限度地降低污泥的含水量，为后序的污泥脱水干化工序创造条件，并降低了脱水干化的运行费用。为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案一种高效污泥浓缩脱水系统，本系统包括污泥浓缩池，污泥浓缩池的下侧设置有沉淀锥斗；所述的污泥浓缩池上设置有向污泥浓缩池内部输送污泥溶液的污泥输送管，污泥浓缩池上还设置有向污泥浓缩池外部排放清水的清水排放机构以及向污泥浓缩池外部排放污泥的污泥排放机构；本系统还包括一端与所述的沉淀锥斗相连通的溶气泵进口管，溶气泵进口管的另一端与溶气泵的入口相连， 溶气泵的出口管路通向污泥浓缩池的内部，且溶气泵的出口管路位于污泥浓缩池内部的一端设置有溶气水分布器；所述溶气水分布器的出水口高于沉淀锥斗的顶部；所述溶气泵进口管上还设有与其并联的进气管；所述的溶气泵进口管、溶气泵的出口管路以及进气管上均设置有启闭管路的阀门。本高效污泥浓缩脱水系统还可以通过以下方式得以进一步实现所述的清水排放机构包括与污泥浓缩池相连的清水排放管，还包括设置在清水排放管上的阀门。所述的污泥排放机构包括与污泥浓缩池相连的污泥排放管，还包括设置在污泥排放管上的阀门。所述的溶气泵的出口管路上设置有缓冲器，缓冲器设置在溶气泵的出口至污泥浓缩池之间的管路上。
所述的清水排放管沿污泥浓缩池的池体自上而下设置有多个。所述的污泥排放管上设置有污泥排放泵，污泥排放管的处于污泥排放泵入口前的管路为前排管路，前排管路的入口端伸入污泥浓缩池内的沉淀锥斗中；所述的污泥输送管的出口端与前排管路相连通；处于污泥输送管的出口端与污泥排放泵入口之间的前排管路上设置有阀门，污泥输送管上设置有启闭管路的阀门。所述的溶气泵与缓冲器之间的管路上设置有“ η ”型弯折管路，“ η ”型弯折管路的最高端高于污泥浓缩池内的最高液面。本发明的另一个目的是提供一种脱水方法，其包括如下步骤1)、打开污泥输送管，缓慢地将污泥向污泥浓缩池排放，同时起动溶气泵，并打开和调节设置在进气管上的进气阀以吸入空气，调整溶气泵的循环量，保持持续溶气状况；观察污泥浓缩池内的气泡及气浮状况，并视泥水分层状况调整污泥进入量；2)、当污泥浓缩池内的泥水界面分明，污泥浓缩池内的液位接近高限时，打开清水排放机构向外排水，并使污泥浓缩池内的液面保持稳定；3)、随着气浮运行的持续进行，上浮污泥层逐渐加厚，泥水界面将会下降，此时继续使清水排放机构向外排放清水；当污泥浓缩池内的清水基本排放完毕时，即关闭清水排放机构、污泥输送管和溶气泵，并打开污泥排放机构，将气浮浓缩得到的高浓度污泥向外输送。在运行步骤1)之前，首先向污泥浓缩池中通入清水，启动溶气泵试运行；检查溶气效果、气泡大小及分布状况，并检查污泥浓缩池、阀门以及管线泄漏的情况，确认达到设计要求后，将上部清水排出，保留污泥浓缩池中存有1/2液位的清水，关闭清水排放机构， 然后运行步骤1)。所述的步骤1)、2)、；3)连续操作形成一个污泥浓缩周期，各个污泥浓缩周期连续运行或间断运行。本发明和现有技术相比具有以下有益效果1)、本发明的实施方式有两种一是原始设计，为污水处理生化系统配套；二是对已投入运行的老污水处理生化系统进行改造；两种实施方式大体相同；2)、本发明中的污泥浓缩池可采用钢筋混凝土浇，当污泥浓缩池的容积较小时也可采用钢材或非金属材料制作；3)、本发明采用溶气泵溶气，溶气泵靠近污泥浓缩池安装，便于接管并减少阻力；4)、溶气泵出口处的溶气水经缓冲器缓冲，以达到所需的停留时间，保证较好的气浮效果。5)、清水排放管在污泥浓缩池池体的不同高度上设若干个，有利于在不同的高度排放清水。6)、溶气水通过分布器分布在沉淀锥斗的上方，并均勻地布设在沉淀锥斗的上侧， 以使溶气水与污泥充分混合；7)、本发明中的溶气泵溶气是循环溶气，可不断将水中污泥浮出，使分离后的水变清；当停止气浮，排除清水后，上浮污泥自然落入沉淀锥斗并达到脱水要求，再用污泥排放泵将污泥输送到下道干化工序；8)、本发明在溶气气浮过程中，污泥在溶解氧的作用下，可有效降低污水中BOD5,达到净化水质的作用。
图1是本发明的工艺流程图；图2是本发明的结构示意图。
具体实施例方式如图1、2所示，生化池或二沉池14排放的稀污泥(含水99. 5%以上)自流或泵提升至污泥浓缩池6，在污泥浓缩池6中经过短时间静置，大部分污泥沉入池底的沉淀锥斗 3，如果污泥浓缩池6中的泥水界面分明，则先将下部清水排至调节池15或输送回系统。当清水排出至较为浑浊时即停止排放。启动污泥排放泵11，先不溶气，而将积存于沉淀锥斗3 中的污泥外排；当外排污泥浓度很稀时，即停止外排。然后启动溶气泵9，打开溶气阀门，控制溶气泵9出水的溶气量，使污泥浓缩池6中的稀污泥循环溶气。污泥浓缩池6中的稀污泥在溶气水的作用下，污泥颗粒密度减小，呈上浮趋势。通过一段时间的运行，污泥浓缩池 6中的颗粒污泥逐渐上浮，并形成较为清晰的泥水界面。此时可停止溶气泵9的运行，将污泥浓缩池6中的清水排至调节池15。随着清水的排出，浮泥下降，直到排放的清水变浊时停止排放。这时浮泥落于沉淀锥斗3中，再启动污泥排放泵11将污泥送入污泥脱水干化装置进行后续处理。气浮技术用于污泥浓缩去水，其原理是在加压条件下，将空气溶入水中，产生空气的过饱和溶液，然后在减压条件下使水中的空气释放出来，形成大量微细气泡，微细气泡在浮力和水的静压力等多种力的作用下附着在固体颗粒表面，从而减小了固体颗粒的密度， 并使得固体颗粒的密度小于水，由此固体颗粒上浮到水面上，以实现水和固体物的分离。气浮过程由气泡产生、气泡的释放和气泡与固体(或液体)颗粒附着及上浮分离等步骤组成。当气浮技术用于污泥浓缩时，必须具备两个条件一是向水中提供足够多的微小气泡；二是使污泥颗粒呈悬浮状态而且具有一定的疏水性。本发明采用溶气泵溶气技术， 具有溶气量大，气泡颗粒小以及附着力强等特点。下面结合图2对本发明的运行过程作进一步说明1、本装置建成或技改后，向污泥浓缩池6中通入清水，启动溶气泵9试运行。检查溶气效果，气泡大小以及气泡分布状况，同时检查全系统污泥池、阀门、管线泄漏等情况，确认达到设计要求后，将清水排出，污泥浓缩池6中保留1/2液位的水体，关闭清水排放管4 上的阀门，即具备污泥去水条件。2、打开由生化池处通来的污泥输送管1上的污泥排放阀，缓慢将污泥向污泥浓缩池6排放，同时起动溶气泵9，溶气泵9通过溶气泵进口管2自沉淀锥斗3吸入污泥，打开和调节进气管上的进气阀12，吸入空气，并调整溶气泵9的循环量，保持持续溶气状况。3、观察污泥浓缩池6内的气泡及气浮状况，并视泥水分层状况调整污泥进入量。4、当泥水界面分明，污泥浓缩池6内的液位接近高限时，试开清水排放管4上的阀门，向外排水，并力求保持污泥浓缩池6液面稳定。5、随着气浮运行的持续进行，上浮污泥7形成的气浮层8逐渐加厚，泥水界面将会下降。关闭污泥浓缩池6池体上侧的清水排放管4上的阀门，开启池体下侧的清水排放管4上的阀门。当排水明显变浑时，即停止排水和污泥进入，关闭溶气泵9，换开污泥排放泵11， 将浮泥和底部污泥向外输送。 6、当池内浮泥和底部的部分沉泥排放完后，即完成一次污泥浓缩周期，用同样的方式进行下一周期。
权利要求
1.一种高效污泥浓缩脱水系统，其特征在于本系统包括污泥浓缩池(6)，污泥浓缩池 (6)的下侧设置有沉淀锥斗(3)；所述的污泥浓缩池(6)上设置有向污泥浓缩池(6)内部输送污泥的污泥输送管(1)，污泥浓缩池(6)上还设置有向污泥浓缩池(6)外部排放清水的清水排放机构以及向污泥浓缩池(6)外部排放污泥的污泥排放机构；本系统还包括一端与所述的沉淀锥斗C3)相连通的溶气泵进口管O)，溶气泵进口管( 的另一端与溶气泵(9) 的入口相连，溶气泵(9)的出口管路通向污泥浓缩池(6)的内部，且溶气泵(9)的出口管路位于污泥浓缩池(6)内部的一端设置有溶气水分布器(5)；所述溶气水分布器(5)的出水口高于沉淀锥斗(3)的顶部；所述溶气泵进口管( 上还设有与其并联的进气管；所述的溶气泵进口管O)、溶气泵(9)的出口管路以及进气管上均设置有启闭管路的阀门。
2.根据权利要求1所述的高效污泥浓缩脱水系统，其特征在于所述的清水排放机构包括与污泥浓缩池(6)相连的清水排放管G)，还包括设置在清水排放管(4)上的阀门。
3.根据权利要求1所述的高效污泥浓缩脱水系统，其特征在于所述的污泥排放机构包括与污泥浓缩池(6)相连的污泥排放管(13)，还包括设置在污泥排放管(1 上的阀门。
4.根据权利要求1所述的高效污泥浓缩脱水系统，其特征在于所述的溶气泵(9)的出口管路上设置有缓冲器(10)，缓冲器(10)设置在溶气泵(9)的出口至污泥浓缩池(6)之间的管路上。
5.根据权利要求2所述的高效污泥浓缩脱水系统，其特征在于所述的清水排放管(4) 沿污泥浓缩池(6)的池体自上而下设置有多个。
6.根据权利要求3所述的高效污泥浓缩脱水系统，其特征在于所述的污泥排放管 (13)上设置有污泥排放泵(11)，污泥排放管(1 处于污泥排放泵(11)入口前的管路为前排管路，前排管路的入口端伸入污泥浓缩池(6)内的沉淀锥斗(3)中；所述的污泥输送管 (1)的出口端与前排管路相连通；处于污泥输送管(1)的出口端与污泥排放泵(11)入口之间的前排管路上设置有阀门，污泥输送管(1)上设置有启闭管路的阀门。
7.根据权利要求4所述的高效污泥浓缩脱水系统，其特征在于所述的溶气泵(9)与缓冲器( ο)之间的管路上设置有“η”型管路，“η”型管路的最高端高于污泥浓缩池(6) 内的最高液面。
8.一种根据权利要求1 7任一项所述的污泥浓缩脱水系统的脱水方法，其包括如下步骤1)、打开污泥输送管(1)，缓慢地将污泥向污泥浓缩池(6)输送，同时起动溶气泵(9)， 并打开和调节设置在进气管上的进气阀以吸入空气，调整溶气泵(9)的循环量，保持持续溶气状况；观察污泥浓缩池(6)内的气泡及气浮状况，并视泥水分层状况调整污泥进入量；2)、当污泥浓缩池(6)内的泥水界面分明，污泥浓缩池(6)内的液位接近高限时，打开清水排放机构向外排水，并使污泥浓缩池(6)内的液面保持稳定；3)、随着气浮运行的持续进行，上浮污泥层逐渐加厚，泥水界面将会下降，此时继续使清水排放机构向外排放清水；当污泥浓缩池(6)内的清水基本排放完毕时，即关闭清水排放机构、污泥输送管(1)和溶气泵(9)，并打开污泥排放机构，将气浮浓缩得到的高浓度污泥向外输送。
9.根据权利要求8所述的脱水方法，其特征在于在运行步骤1)之前，首先向污泥浓缩池(6)中通入清水，启动溶气泵(9)试运行；检查溶气效果、气泡大小及分布状况，并检查污泥浓缩池(6)、阀门以及管线泄漏的情况，确认达到设计要求后，将上部清水排出，保留污泥浓缩池(6)中存有1/2液位的清水，关闭清水排放机构，然后运行步骤1)。
10.根据权利要求8或9所述的脱水方法，其特征在于所述的步骤1) 、2) 、3)连续操作形成一个污泥浓缩周期，各个污泥浓缩周期连续运行或间断运行。
全文摘要
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种高效污泥浓缩脱水系统及其脱水方法。本系统在污泥浓缩池的下侧设置有沉淀锥斗；污泥浓缩池上设置有向污泥浓缩池内部输送污泥溶液的污泥输送管，污泥浓缩池上还设置有向污泥浓缩池外部排放清水的清水排放机构以及向污泥浓缩池外部排放浓污泥的污泥排放机构；本系统还包括由溶气泵进口管、溶气泵、缓冲器以及溶气水分布器组成的溶气气浮机构。本发明中的脱水方法通过溶气泵溶气技术不断将水中污泥浮出，使分离后的水变清；当停止气浮，排除清水后，上浮污泥自然落入沉淀锥斗并达到脱水要求。本脱水系统的脱水效果好，能够最大限度地降低污泥的含水量，为后序的污泥脱水干化工序创造条件，并降低了脱水干化的运行费用。
文档编号C02F11/12GK102153263SQ20111010671
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月27日 优先权日2011年4月27日
发明者刘冬薇, 王廷非, 许建, 韩厚强 申请人:安徽南风环境工程技术有限公司