专利名称：一种污泥深度脱水装置及脱水方法
一种污泥深度脱水装置及脱水方法技术领域
本发明属于生活污泥深度脱水技术领域，具体涉及到一种污泥深度脱水装置及脱水方法。
背景技术：
城镇污水处理厂的剩余污泥传统脱水工艺与设备一般为带式压滤机、板框压滤机和离心式压滤机等。其中，以带式压滤机的应用所占比重最大。上述几种传统设备对污泥的脱水效果为70-80%，运输量较大，运输过程中易滴漏，达不到现行环保政策的技术要求。
机械脱水的种类，按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水和离心脱水三大类。 真空过滤脱水系将污泥置于多孔性过滤介质上，在介质另一侧造成真空，将污泥中的水分强行“吸入”，使之与污泥分离，从而实现脱水。常用的设备有各种形式的真空转鼓过滤脱水机。压滤脱水系将污泥置于过滤介质上，在污泥一侧对污泥施加压力，强行使水分通过介质，使之与污泥分离，从而实现脱水，常用的设备有各种形式的带式压滤脱水机和板框压滤机。离心脱水系通过水分与污泥颗粒的离心力之差使之相互分离从而实现脱水，常用的设备有各种形式的离心脱水机。以上几种脱水设备都已有一定的使用历史，但具体使用情况存在很大差别。早期建设的污水处理厂，大多采用真空过滤脱水机，但由于其泥饼含水率较高、噪声大、占地大，而其构造及性能本身又无较大的改进，二十世纪80年代以来，已很少采用。板框压滤脱水机泥饼含水率最低，因而一直在采用。但这种脱水机为间断运行，效率低，且操作麻烦，维护量很大，所以使用并不普遍，仅在要求出泥含水率很低的情况下使用。带式压滤机是近几年常用的脱水设备，它是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，这种设备需要频繁清洗滤布，反冲水消耗大、在反冲过程中二次生成的污水加大，且脱水效果并不理想。从了解的一些设备用户来看，用户对该设备的脱水性能很不满意。离心脱水设备的脱水效果比较好，但它耗电量大，噪声也大。从噪声的角度讲，它是一个较大的声污染设备。另外，该设备最大的缺点是一旦出现故障，维修时难以准确掌握轴平衡，维修难度很大，中轴一旦产生平衡偏差，对设备的损坏极大。总体分析，原来水处理市场中所用的脱水设备并不理想。发明内容
发明目的为了克服现有技术的不足，本发明的第一目的在于提供了一种能降低脱水后的污泥含水率、应用简便的污泥深度脱水装置。
本发明的第二目的 在于提供了一种利用上述污泥深度脱水装置进行脱水的方法。
技术方案为了解决上述第一目的，本发明所采用的技术方案如下一种污泥深度脱水装置，包括依次连接的浓缩池、调理池、隔膜压滤机，在所述调理池的上方设有加药装置，所述加药装置与所述调理池相连接。
作为本发明的改进，所述加药装置包括第一加药装置、第二加药装置和第三加药装置，每个加药装置均与调理池相连。
本发明中，所述第一加药装置为PAM (聚丙烯酰胺)加药装置；所述第二加药装置为装有氯化钙、氯化镁和聚合氯化铝混合物的加药装置；第三加药装置为氧化钙加药装置。
作为本发明中第一加药装置的改进，所述第一加药装置包括药剂仓、高位储罐、混合器和输送泵，所述高位储罐的进口与所述输送泵的出口相连、高位储罐的出口与所述混合器的进口相连；所述输送泵的进口与所述药剂仓相连。
为了促进PAM很容易的进入混合器内并且使PAM充分与水混合，上述混合器包括本体，所述本体内腔从上至下依次分隔成溶解仓和溶液仓，在所述溶解仓和溶液仓之间连接有液体输送管；在所述溶解仓上设有粉料进口，所述高位储罐通过粉料进口与所述溶解仓相通；在所述本体上外接供水管道，所述供水管道与所述溶解仓相通，在所述溶解仓内装有搅拌器，在所述溶液仓的底部安装有与所述调理池相连的出液管。
为了控制加药速度，在所述出液管和液体输送管上均安装有出液阀。
为了解决上述第二目的，本发明所采用的技术方案如下利用所述的污泥深度脱水装置进行脱水的方法，该方法包括如下步骤1)将污泥输送至浓缩池进行预处理；2)将预处理得到的污泥送入调理池中，然后向调理池中加入调理药剂，搅拌均匀；3)将步骤2)中经调理药剂处理后的污泥输送至隔膜压滤机中进行压滤，压滤45 60min后即完成污泥深度脱水工序。
步骤2)中，所述调理药剂包括PAM、聚合AlCl3、CaCl2、MgCl2和CaO，其中PAM的添加量为绝干污泥重量的3飞％、聚合AlCl3的的添加量为绝干污泥重量的2 5%、CaCl2的添加量为绝干污泥重量的O. Γ0. 5%、MgCl2的添加量为绝干污泥重量的O. 2^0. 5%,CaO的添加量为绝干污泥重量的O. 2^0. 5%0。上述绝干污泥指的是含水率为0%的污泥。
步骤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
步骤3)中，将经调理药剂处理后的污泥输送至隔膜压滤机的过程中，压力从O. 6 MPa逐渐升至1. 4MPa。
完成步骤I)至步骤3)的整套工序的时间为6小时。
本污泥深度脱水方法的基本原理如下(I)该脱水方法原理是从机理、药剂、机械进行匹配。所加药剂不仅可以通过螯合作用除去水中的金属离子，还可以通过电中和作用、氢键作用和架桥作用将水中的微粒凝聚成较大的絮体而聚沉下来。
(2)药剂中的无机成分对污泥微粒进行吸附聚沉，其成分中存在着可交换的水合阳离子(如Ca2+、Na+、K+)和层间水等，这种结构特点就决定了它在垂直层面方向上有可膨胀性和较大的内、外表面积，使其具有较强的吸附性能和阳离子交换性能，因而对水中的金属阳离子和微粒均有一定的吸附性，而其纳米级的粒径使其外表面积变大、吸附性能得到很大提高。
(3)污泥加药后，泥中的胶体结构因加药发生化学反应，在胶核上形成结晶和长大，吸附水转化为结晶结构水，结晶结构形成后即实现了生活污水污 泥的固态化。这种固态化的过程是不可逆的过程从而保证了改性后污泥不致二次转化，并且污泥形成晶体结构后，其所含水分可被迅速分离。而且，所加改性剂对污泥中部分重金属有稳定化的作用，改性剂的活性成份与污泥中的某些重金属离子发生化学反应，形成稳定的晶体结构的一部分，形成稳定的不溶于水的化合物，从而减少了重金属离子游离出来造成二次污染。
(4)改性后的污泥以O. 6 1. 4MPa的输送压力送入隔膜压滤机的多块滤板之间的空隙内，在污泥输送至滤板之间的空隙内过程中，即有部分水分被滤出，输送结束后，关闭隔膜压滤机的进泥阀门，启动隔膜压滤机的压榨泵，由压榨泵提供2. 4MPa的压力使滤板之间空隙内的污泥再次压滤，得到含水率为60%以下的半干泥饼。
有益效果与现有技术相比，本发明的优点在于1)能解决脱水后污泥含水率偏高的问题，采用本装置脱水后污泥含水率可达到60% (wt)以下，满足现行环保政策和未来趋势的要求；而且还能解决污泥运输量和运输过程中滴漏的问题2)为后续干化和资源化处理处置打下基础；3)操作简便；4)本发明脱水方法中，在污泥调理阶段投加CaO，不仅能够降低污泥含水率，还能对污泥进行消毒，降低后续处置对环境的污染。
图1为本发明中污泥深度脱水装置的结构示意图。
图2为本发明中混合器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围内。
实施例1 :如图1和图2所示，一种污泥深度脱水装置，包括浓缩池1、调理池2、隔膜压滤机4，浓缩池I上设有污泥进口和出口，浓缩池I的出口与调理池2的进口通过管道相通，调理池2的出口通过进料泵3与隔膜压滤机4相连；在调理池2的上方设有加药装置，加药装置包括第一加药装置5、第二加药装置6和第三加药装置7，其中第一加药装置5 为PAM加药装置；第二加药装置6为装有氯化钙、氯化镁和聚合氯化铝混合物的加药装置； 第三加药装置7为氧化钙加药装置。
上述第一加药装置5包括药剂仓51、高位储罐52、混合器和输送泵53，高位储罐 52的进口与输送泵53的出口相连；输送泵53的进口与药剂仓51相连。其中混合器包括本体，本体内腔从上至下依次分隔成溶解仓54和溶液仓55，所述溶解仓54和溶液仓55之间通过液体输送管59连通；在溶解仓54上设有粉料进口，高位储罐52的出口处连接有粉料进料管57，该粉料进料管57伸入粉料进口中，在本体上外接供水管道，供水管道与溶解仓54相通，溶解仓54内装有搅拌器56，这样就能将粉料投入至溶解仓54中与水充分溶解了 ；在溶液仓55的底部安装有与调理池2相连的出液管58。在出液管58和液体输送管59 上均安装有出液阀。同时第二加药装置6和第三加药装置7也均与调理池2相连。
利用上述污泥深度脱水装置的脱水方法，具体步骤如下I)将污泥输送至浓缩池进行预处理；采用机械浓缩，浓缩时间为6小时，常温状态下运行。
2)将预处理得到的污泥送入调理池中，然后向调理池中加入调理药剂，搅拌均匀； 其中，所述调理药剂包括PAM、聚合A1C13、CaCl2, MgCl2和CaO，加药顺序为首先加入PAM，然后加入聚合A1C13、CaCl2和MgCl2的混合物，最后加入 CaO ;其中PAM的添加量为绝干污泥重量的4%、聚合AlCl3的的添加量为绝干污泥重量的3%、 CaCl2的添加量为绝干污泥重量的O.2%、MgCl2的添加量为绝干污泥重量的O. 3%、CaO的添加量为绝干污泥重量的O.4%;上述绝干污泥指的是需要处理污泥不含水的状态。
3)将步骤2)中经调理药剂处理后的污泥输送至隔膜压滤机中进行压滤，压力从O.6Mpa逐渐稳步升至1.4Mpa将污泥送入隔膜压滤机的多块滤板之间的空隙内，在污泥输送至滤板之间的空隙内过程中，即有部分水分被滤出，输送结束后，关闭隔膜压滤机的进泥阀门，启动隔膜压滤机的压榨泵，由压榨泵提供2. 4MPa的压力使滤板之间空隙内的污泥再次压滤，压滤45 60min后得到含水率为60%以下的半干泥饼，即完成污泥深度脱水工序。
完成上述步骤1)至步骤3)的整套工序的时间为6小时。
采用上述方法后，将污泥的含水率处理至60%以下，再经2 3d自然风干后含水率可降低至45%;干化后的污泥热值在600 1500Kcal，可作为低热值燃料；污泥中的蛔虫卵、粪大肠菌群等病原体去除率达90%以上；成品污泥抗压强度好，雨水浸泡难溶蚀，遇水溶解率小于5%。
实施例2 :与实施例1基本相同，所不同的是各药剂的加入量，具体为PAM的添加量为绝干污泥重量的3%、聚合AlCl3的的添加量为绝干污泥重量的2%、CaCl2的添加量为绝干污泥重量的O.l%、MgCl2的添加量为绝干污泥重量的O.2%、Ca0的添加量为绝干污泥重量的O.2%。按照本实施例的方法，压滤60min后得到泥饼的含水率为55%。
实施例3 :与实施例1基本相同，所不同的是各药剂的加入量，具体为PAM的添加量为绝干污泥重量的6%、聚合AlCl3的的添加量为绝干污泥重量的5%、CaCl2的添加量为绝干污泥重量的O.5%、MgCl2的添加量为绝干污泥重量的O.5%、Ca0的添加量为绝干污泥重量的O.5%。按照本实施例的方法，压滤60min后得到泥饼的含水率为57%。
权利要求
1.一种污泥深度脱水装置，其特征在于，包括依次连接的浓缩池(I)、调理池(2)、隔膜压滤机(4)，在所述调理池(2)的上方设有加药装置，所述加药装置与所述调理池(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的污泥深度脱水装置，其特征在于，所述加药装置包括第一加药装置(5)、第二加药装置(6)和第三加药装置(7)，每个加药装置均与调理池(2)相连。
3.根据权利要求1或2所述的污泥深度脱水装置，其特征在于，所述第一加药装置(5) 为PAM加药装置；所述第二加药装置(6)为装有氯化钙、氯化镁和聚合氯化铝混合物的加药装置；第三加药装置(7)为氧化钙加药装置。
4.根据权利要求3所述的污泥深度脱水装置，其特征在于，所述第一加药装置(5)包括药剂仓(51)、高位储罐(52)、混合器和输送泵(53)，所述高位储罐(52)的进口与所述输送泵(53)的出口相连、高位储罐(52)的出口与所述混合器的进口连接；所述输送泵(53)的进口与所述药剂仓(51)相连。
5.根据权利要求4所述的污泥深度脱水装置，其特征在于，所述混合器包括本体，所述本体内腔从上至下依次分隔成溶解仓(54)和溶液仓(55)，在所述溶解仓(54)和溶液仓 (55)之间连接有液体输送管；在所述溶解仓(54)上设有粉料进口，所述高位储罐(52)通过粉料进口与所述溶解仓(54)相通；在所述本体上外接供水管道，所述供水管道与所述溶解仓(54)相通，在所述溶解仓(54)内装有搅拌器(56)，在所述溶液仓(55)的底部安装有与所述调理池(2)相连的出液管，在所述出液管和液体输送管上均安装有出液阀。
6.利用权利要求1-5中任一项所述的污泥深度脱水装置进行脱水的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤1)将污泥输送至浓缩池进行预处理；2)将预处理得到的污泥送入调理池中，然后向调理池中加入调理药剂，搅拌均匀；3)将步骤2)中经调理药剂处理后的污泥输送至隔膜压滤机中进行压滤，压滤后即完成污泥深度脱水工序。
7.根据权利要求6所述的污泥深度脱水装置进行脱水的方法，其特征在于，步骤2)中， 所述调理药剂包括PAM、聚合A1C13、CaCl2, MgCl2和CaO，其中PAM的添加量为绝干污泥重量的3飞％、聚合AlCl3的的添加量为绝干污泥重量的2 5%、CaCl2的添加量为绝干污泥重量的O. Γ0. 5%、MgCl2的添加量为绝干污泥重量的O. 2^0. 5%,CaO的添加量为绝干污泥重量的0.2 O. 5%0。
8.根据权利要求7所述的污泥深度脱水装置进行脱水的方法，其特征在于，步骤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.根据权利要求6所述的污泥深度脱水装置进行脱水的方法，其特征在于，步骤3) 中，将经调理药剂处理后的污泥输送至隔膜压滤机的过程中，压力从0.6 MPa逐渐升至1.4MPa。
10.根据权利要求6所述的污泥深度脱水装置进行脱水的方法，其特征在于，完成步骤I)至步骤3)的整套工序的时间为6小时。
全文摘要
本发明公开一种污泥深度脱水装置及脱水方法，该装置包括依次连接的浓缩池、调理池、隔膜压滤机，在调理池的上方设有加药装置，加药装置与调理池相连接。该脱水方法为先将污泥输送至浓缩池进行预处理；然后送入调理池中通过调理药剂调理，再输送至隔膜压滤机中进行压滤，压滤后即完成污泥深度脱水工序。本发明的优点是能解决脱水后污泥含水率偏高的问题，采用本装置脱水后污泥含水率可达到60%以下，满足现行环保政策和未来趋势的要求；而且还能解决污泥运输量和运输过程中滴漏的问题；为后续干化和资源化处理处置打下基础；操作简便；在污泥调理阶段投加CaO，不仅能够降低污泥含水率，还能对污泥进行消毒，降低后续处置对环境的污染。
文档编号C02F11/14GK103030258SQ201210588958
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者周文军, 刘建军, 张爱均, 栾杰 申请人:南京城建环保水务投资有限公司