专利名称：城市污泥浓缩脱水、干化及水质净化一体式处理方法
技术领域：
本发明涉及环保行业城市污泥治理技术领域，具体涉及一种城市污泥浓缩脱水、 干化、水质净化一体式工艺。
背景技术：
近年来，随着城市污水处理产业的迅速发展，城市污泥总量以每年10%的速率递增。不断累积的城市污泥不仅占用大量的土地，而且污泥中含有各种有毒有害物质如重金属、有机污染物、病原菌、寄生虫卵及臭气等严重威胁了城市的环境与生态构成，因此必须对城市污泥进行合理的处置。目前常规的城市污泥处置工艺流程分为四个阶段，即污泥浓缩一污泥消化一污泥脱水一污泥处置，使污泥经处理后达到减量化、稳定化、无害化及资源化。污泥浓缩工艺是城市污泥处理的重要环节之一，其目的主要是为了减少污泥的体积、减轻后续构筑物或处理单元的压力，其主要方法有重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩等。 重力浓缩具有工艺技术、构造和运行管理简单等优点，如专利公开号为CN 1179898C的发明专利公开的重力浓缩工艺，但其占地面积大、卫生条件较差；气浮浓缩具有占地面积小， 可防止污泥释磷、腐化等优点，如专利公开号为CN 101117253B的发明专利公开的活性污泥浓缩方法，但其污泥中含有大量气泡，影响了脱水效率，且需要较高的管理水平。机械浓缩一般用于污泥浓缩脱水一体化设备的浓缩段，具有工艺流程简单、适应性强、操作简单及过程可调节性强等特点。城市污泥中含有较高的悬浮物，由于水分与污泥颗粒结合的特性，污泥表面有大量的表面水与毛细水，即束缚水。这类水被外围强大的负电荷吸附或包裹着，采用传统的脱水工艺处理具有一定的限制，只有脱去部分的自由水，含水率一般只能处于709Γ80%之间， 不利于污泥的后续处理利用。传统的城市污泥处置的方式有土地填埋、焚烧处理及水体消纳等。但土地填埋的渗出液和产生的气体会破坏环境，污染空气与水源；焚烧处理时产生的二噁英及污泥中的重金属会对环境造成二次污染；而水体消纳易造成海洋污染，并未从根本上解决问题。因此，在全球资源紧张的大背景下，改变传统的城市污泥处理和利用方式，减少城市污泥处理过程中产生的二次污染，发展污泥资源化、减量化利用技术，已成为环保界广泛关注的课题之一。
发明内容
本发明的目的是为解决现有城市污泥处理工艺中构建物占用面积大、传统污泥浓缩脱水效率低且含水率高、机械脱水效率低且泥饼含水率高、易产生二次污染等问题，提供一种新的城市污泥浓缩脱水、干化、水质净化一体式处理方法，使城市污泥达到有效处理，从而实现城市污泥资源化，应用于污水处理工艺中，解决城市污水处理厂污泥处理难的问题。本发明的技术方案是采用如下步骤(1)城市污泥经泵提升至污泥浓缩池，在污泥浓缩池中进行浓缩；(2)浓缩后的下沉污泥由污泥浓缩池底部通过污泥进料泵及管道输入卧螺离心机；同时加药箱中的聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂由加药计量泵计量经所述管道投入卧螺离心机，聚丙烯酰胺投加量为每公斤下沉污泥干泥投加2 3g，下沉污泥中固体颗粒粘结形成颗粒团，使固液分离形成上清液和泥饼；(3)所述泥饼由无轴螺旋输送机输送至污泥处置处，所述上清液通过澄清液管道由水泵回流输送至污泥浓缩池中；(4)污泥浓缩池中的上清液由溢流槽通过管道输送至过滤器底部。本发明的有益效果是
1、利用卧螺离心机离心沉降原理，使固液分离，由于设有滤网，不会引起堵塞，在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整，所以可不设专人操作，在离心机内，细小的污泥也能与水分离，所以絮凝剂的投加量较少，从而实现采用较少絮凝剂对不同进料浓度污泥进行处理；且同时利用过滤器内部充填的高截留能力的石英耗滤料为处理介质，充分发挥物理过滤作用及填料的物理吸附作用，实现了城市污泥与其产生的废水的同步处理。2、上清液出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的基本项目目标限值中的三级标准，可直接作为工业生产用水；污泥面积减少，实现了城市污泥的资源化、减量化。3、本发明具有工程投资省，占地少，运行费用低，污泥干化程度高，对浓缩后上清液及离心所得滤液直接处理，可作为优质生态肥料，为我国城市污水处理厂污泥的处理开辟了新的途径。
图1是城市污泥浓缩脱水、干化、水质净化一体式工艺流程示意图； 图中1-污泥浓缩池；2-加药箱；3-卧螺离心机；4-过滤器。
具体实施例方式参见图1，本发明利用污泥浓缩池1对城市污泥进行浓缩脱水，脱水后的污泥经卧螺离心机3离心分离，进一步干化，所得渣饼含水率小于10%，同时将浓缩脱水后的上清液及离心分离后产生的滤液进行过滤处理，使其达标排放，真正实现脱水分离。污泥浓缩池1 底部通过进料泵及管道连接卧螺离心机3，经卧螺离心机3脱水后的泥饼由无轴螺旋输送机输送至污泥处置处，污泥浓缩池1还通过管道连接过滤器4。在污泥浓缩池1和卧螺离心机3之间设有加药箱2，加药箱2通过计量泵连接污泥浓缩池1和卧螺离心机3之间的管道。卧螺离心机3通过管道连接污泥浓缩池1的进料输入管道。本发明的工艺流程具体如下城市污泥经泵提升至通过进料输入管道，进入污泥浓缩池1，在污泥浓缩池1中进行浓缩。污泥浓缩池1中污泥浓缩时间不小于12h，污泥负荷易采用30 60kg/ Cm2 · d)，有效水深宜为細。浓缩后的下沉污泥由污泥浓缩池1底部通过污泥进料泵及管道输入卧螺离心机3，下沉污泥量由电磁流量计计量；卧螺离心机3选用的型号为LW450，可市购得到。同时加药箱2中的聚丙烯酰胺(PAM)阳离子絮凝剂由加药箱2经加药计量泵计量也投入该管道中。聚丙烯酰胺投加量为下沉污泥的每公斤干泥投加2 3g，全天24h连续运行，运行中不需清洗水。这样，下沉污泥和阳离子絮凝剂一起送入卧螺离心机3的转鼓内混合腔中，使污泥中固体颗粒粘结形成颗粒团，利用固液两相的密度差，并依靠离心力场，使固液分离形成了泥饼，由于卧螺离心机3的转鼓内混合腔中设有滤网，不会引起堵塞，脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整，经卧螺离心机3脱水后的泥饼由无轴螺旋输送机输送至污泥处置处。卧螺离心机 3中的上清液则通过澄清液管道由水泵回流输送至污泥浓缩池1中进行进一步处理经污泥浓缩池1和过滤器4处理。污泥回收率为95%以上，脱水后污泥的含水率为55% 60%。污泥浓缩池1中的上清液由溢流槽通过管道输送至过滤器4底部，过滤器4为市购产品，其自带有隔板、滤芯、滤料层、传动轴、电动排渣阀和反冲管等，内部充填高截留能力的石英砂滤料为处理介质，滤料高度为12cnT40Cm，上清液经隔板上的孔流进滤料层， 滤料层在隔板上围绕传动轴按圆周均布，上清液经过滤器4处理达标后排放，过滤精度彡5 μ m。过滤器4的反冲洗方法是当过滤器4的阻力达到20cm时，电动排渣阀打开，过滤器4上部的清水反向流过滤料层，将随着在滤料层内壁的固体颗粒经排渣反冲管排出， 反冲洗在传动轴的带动下，依次经过各滤料层位置，完成反冲洗过程；反冲洗脱落的污泥等杂质随反冲洗排水管回流至污泥浓缩池1。滤料层充填多棱角、密度大，机械强度高，截污能力强，粒径为0. 5mnT0. 8mm的石英砂滤料，其规格为粒径为0. 5mnT0. 8mm,堆积密度为1. 85 g/cm3,磨损率为0. 3%，破碎率为0. 35%，孔隙率为43%，盐酸可溶率为0. 02%。反冲洗周期为 7cT20d，反冲洗时间为15min，反冲洗强度为4 L/(m2.s) 15 L/(m2 .s)，滤速为25m/h 30m/ h，反洗肿胀率为409Γ50%，温度< 95°C，在此工艺参数下，其对城市污泥中的污泥含水率的平均去除率达到90%以上。以下提供本发明的实施例。
实施例本实施例处理含水率为99. 1%-99. 6%的城市污泥，具体实施例步骤首先进泥含水率为99. 19Γ99. 6%的城市污泥经污泥浓缩池1处理，浓缩时间12h，使其含水率降至759Γ80%，上清液经过滤器4过滤后，达标排放，沉降后的污泥通过管道与絮凝剂于卧螺离心机2转鼓内混合，投加量按照每公斤干泥投加2. M g阳离子PAM，使分散的污泥颗粒聚集产生较大的絮凝体，在卧螺离心机2的离心作用下使泥水分离，转鼓转速控制在 2200rpm MOOrpm之间，在保持絮凝剂投加量不变的前提下，通过调整污泥螺杆泵的转速，按照最大流量进泥，从低到高逐渐提高差速，直至上清液完全清澈，上清液经管道输送至污泥浓缩池1进一步处理，经卧螺式离心处理后的出泥含水率可降至10%以下，出水悬浮物含量可降到50mg/L以下。表1采用城市污泥浓缩脱水、干化、水质净化一体式处理方法效果实施例
权利要求
1.一种城市污泥浓缩脱水、干化及水质净化一体式处理方法，其特征是采用如下步骤(1)城市污泥经泵提升至污泥浓缩池，在污泥浓缩池中进行浓缩；(2)浓缩后的下沉污泥由污泥浓缩池底部通过污泥进料泵及管道输入卧螺离心机；同时加药箱中的聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂由加药计量泵计量经所述管道投入卧螺离心机，聚丙烯酰胺投加量为每公斤下沉污泥干泥投加2 3g，下沉污泥中固体颗粒粘结形成颗粒团，使固液分离形成上清液和泥饼；(3)所述泥饼由无轴螺旋输送机输送至污泥处置处，所述上清液通过澄清液管道由水泵回流输送至污泥浓缩池中；(4 )污泥浓缩池中的上清液由溢流槽通过管道输送至过滤器底部。
2.根据权利要求1所述的城市污泥浓缩脱水、干化及水质净化一体式处理方法，其特征是步骤(1)所述污泥浓缩池中污泥浓缩时间不小于12h，有效水深宜为細。
3.根据权利要求1所述的城市污泥浓缩脱水、干化及水质净化一体式处理方法，其特征是步骤(4)所述过滤器内部充填石英砂滤料，石英砂滤料的粒径为0. 5mnT0. 8mm,高度为12cnT40cm，堆积密度为1. 85 g/cm3，孔隙率为43%。
4.根据权利要求1所述的城市污泥浓缩脱水、干化及水质净化一体式处理方法，其特征是步骤(4)所述过滤器的反冲洗方法是当过滤器的阻力达到20cm时，电动排渣阀打开，过滤器上部的清水反向流过滤料层，随着在滤料层内壁的固体颗粒经排渣反冲管排出，反冲洗在传动轴的带动下依次经过各滤料层位置，完成反冲洗过程；反冲洗周期为 7cT20d，时间为15min，强度为4 L/(m2 · s) 15 L/(m2 · s)，滤速为25m/h 30m/h，反洗肿胀率为40% 50%，温度彡95°C。
全文摘要
本发明公开一种城市污泥浓缩脱水、干化及水质净化一体式处理方法，城市污泥在污泥浓缩池中进行浓缩后的下沉污泥输入卧螺离心机；同时加药箱中的聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂投入卧螺离心机，聚丙烯酰胺投加量为每公斤下沉污泥干泥投加2～3g，下沉污泥中固体颗粒粘结形成颗粒团，使固液分离形成上清液和泥饼；泥饼由无轴螺旋输送机输送至污泥处置处，上清液通过澄清液管道由水泵回流输送至污泥浓缩池中；污泥浓缩池中的上清液由溢流槽通过管道输送至过滤器底部；利用卧螺离心机离心沉降原理，使固液分离，采用较少的絮凝剂对不同进料浓度污泥进行处理，充分发挥物理过滤作用及填料的物理吸附作用，实现城市污泥与其产生的废水的同步处理。
文档编号C02F1/00GK102167490SQ20111013239
公开日2011年8月31日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者张文艺, 谭芳媛, 陆丽巧, 陈小亮, 陈嵘, 韩宁 申请人:江苏恒亮离心机制造有限公司