一种污水污泥处理系统及其环保再利用方法与流程

本发明涉及一种污水污泥处理系统及其再利用方法，尤其涉及一种污水污泥处理系统及其环保再利用方法，属于污水处理技术领域。

背景技术：

随着工业化、城市化的加速，人们在生产生活中会产生大量的污水污泥，污水污泥直接排入江河湖海会造成很大的污染。污水污泥处理技术发展至今，如何对污水污泥进行环保化处理仍然是技术难点，尤其是要保证处理后的出水水质，同时还能对污水污泥中的能源进行回收利用，并形成有价值的终端产品就显得非常重要。传统的污水污泥的处理大多采用单一的生物发酵、干燥或者膜分离技术，对污水污泥的处理效率非常低，处理周期较长，经济效益不高，难以大规模推广和运用。现有的污水污泥处理所采用的传统生物发酵工艺后沼液和沼渣很难有效分离和再利用，污水和污泥的低成本化有效分离依然是一个技术难点，现有的污水污泥处理后往往难以达到排放标准，仍然会造成一定程度的污染。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的污水污泥的处理设备处理效率较低，处理成本较高，污水和污泥难以低能耗的完成分离，对污水污泥中的能源回收利用率不高，并且处理后的出水水质难以达到排放标准，节能环保效果不佳的缺陷和不足，现提供一种整体性好，处理成本较低，对污水和污泥能够以低能耗完成分离，对污水污泥中的能源回收利用率得到了提高，而且处理后的出水水质达到了排放标准，节能环保效果显著的一种污水污泥处理系统及其环保再利用方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种污水污泥处理系统及其环保再利用方法，包括收集池，其特征在于：所述收集池的底部与污泥处理装置相连接，污泥处理装置的上端设置有活动盖，污泥处理装置的底部通过管路与外界的鼓气机相连接，污泥处理装置的底部设置有排出口，排出口上安装有控制阀，排出口的正下方安装有污泥沉降筒，污泥沉降筒的外侧设置有一个以上的厌氧反应装置，污泥沉降筒与各厌氧反应装置之间设置有电磁阀，厌氧反应装置的上端设置有圆锥形顶盖，圆锥形顶盖的顶部开设有沼气排出管，沼气排出管上安装有负压泵，负压泵与集气装置相连接，厌氧反应装置的底部分别安装有导流筒，导流筒的底部通过管道与反应污泥脱水装置相连接，反应污泥脱水装置的出口通过螺旋输送机与犁刀混合机相连接，犁刀混合机的底部出口与压滤装置相连接，压滤装置与减水成球机相连接，减水成球机的出口端与热风干燥机的入口端相连接，热风干燥机的外侧出口为褐煤出口。

所述污泥处理装置包括圆筒壁、旋转轴、转盘、搅拌杆、弧形板、驱动电机以及喷气孔，圆筒壁的顶部通过轴承座安装有旋转轴，旋转轴的上端同轴安装有驱动电机，旋转轴同轴固定有转盘，旋转轴的外圆周上沿径向对称设置有多根搅拌杆。

所述搅拌杆的末端固定有弧形板，弧形板的内侧面上均匀设置有多个喷气孔，喷气孔朝向旋转轴的方向，喷气孔经管路与鼓气机相连接。

所述污泥沉降筒侧壁相对的两侧且位于液面上的部位开设有漂浮杂质排出口，污泥沉降筒的内侧壁上开设有滑动槽，滑动槽内安装有液面浮升器，液面浮升器上安装有液压泵，液压泵的活动端安装有推杆，推杆的外端铰接有上层过滤栅格，上层过滤栅格底部的1/5-1/4部位浸没在液面以下，上层过滤栅格对应于漂浮杂质排出口设置。

所述上层过滤栅格靠近污泥沉降筒中心的一侧安装有一排液面喷嘴，液面喷嘴朝向另一侧的漂浮杂质排出口，液面喷嘴经输气管与空气压缩机相连接。

所述犁刀混合机的外侧上端安装有添加物混合器，添加物混合器的底部出口与犁刀混合机的内腔相连通。

所述压滤装置的正下方设置有回收槽，回收槽与回收泵组相连接。

一种污水污泥处理环保再利用方法，其特征在于包括以下步骤：

a、首先将收集池内的污水污泥抽入污泥处理装置内，并利用搅拌充气装置对污水污泥进行充分的搅拌曝气，使得污泥的颗粒变小并混合均匀；

b、将均质污泥水通过控制阀排入污泥沉降筒中进行静置沉降，排出多余的气体，利用上层过滤栅格装置清除液面漂浮的杂质，并将沉降后的污泥水放入厌氧反应装置中，利用微生物对污泥水进行厌氧发酵，所产生的沼气通过集气装置收集利用；

c、充分发酵反应后的污泥水通过导流筒排入反应污泥脱水装置中，进行初步脱水操作，减小污泥水的流动性；

d、脱水后的污泥在螺旋输送机的作用下输送到犁刀混合机内进行破碎，同时添加物混合器向粉碎后的污泥颗粒中加入添加物并充分混合；

e、污泥颗粒随后进入到压滤装置中进行挤压滤水，压滤出的污水通过回收槽回收到厌氧反应装置中；

f、然后将污泥块输送到减水成球机中进行除水成球，形成小污泥球，最后将小污泥球投入热风干燥机中进行烘干，并通过褐煤出口排出，形成褐煤。

所述添加物混合器为石灰石、生石灰或酸碱调节剂。

本发明的有益效果是：

1．本发明采用了污泥处理装置对污水污泥进行了充分的搅拌曝气，污水污泥充分混合并形成了泥浆，有利于后续的厌氧发酵，泥浆在污泥沉降筒的作用下静置沉降，并利用上层过滤栅格装置清除了液面漂浮的杂质，处理效率高。

2．本发明利用反应污泥脱水装置进行了初步脱水，减小了污泥水的流动性，污泥颗粒在压滤装置中进行挤压滤水，最后在热风干燥机中进行烘干，实现了多次滤水和脱水，改进了传统单一的脱水干燥方式，对污水和污泥能够以低能耗完成分离。

3．本发明利用污泥浆进行厌氧发酵，所产生的沼气能够回收利用，污泥处理干燥后形成了褐煤，实现了污水污泥的环保处理和再利用，对污水污泥中的能源回收利用率得到了提高，处理后的出水水质达到了排放标准，处理成本较低，节能环保效果显著。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明污泥处理装置的内部结构示意图。

图3是本发明污泥沉降筒的内部结构示意图。

图中：收集池1，污泥处理装置2，活动盖3，鼓气机4，污泥沉降筒5，厌氧反应装置6，控制阀7，集气装置8，沼气排出管9，负压泵10，导流筒11，反应污泥脱水装置12，螺旋输送机13，犁刀混合机14，添加物混合器15，压滤装置16，回收槽17，回收泵组18，减水成球机19，热风干燥机20，褐煤出口21，旋转轴22，转盘23，搅拌杆24，弧形板25，驱动电机26，喷气孔27，液面浮升器28，上层过滤栅格29，推杆30，液压泵31，液面喷嘴32，漂浮杂质排出口33，空气压缩机34。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1至图3，本发明的一种污水污泥处理系统及其环保再利用方法，包括收集池1，其特征在于：所述收集池1的底部与污泥处理装置2相连接，污泥处理装置2的上端设置有活动盖3，污泥处理装置2的底部通过管路与外界的鼓气机4相连接，污泥处理装置2的底部设置有排出口，排出口上安装有控制阀7，排出口的正下方安装有污泥沉降筒5，污泥沉降筒5的外侧设置有一个以上的厌氧反应装置6，污泥沉降筒5与各厌氧反应装置6之间设置有电磁阀，厌氧反应装置6的上端设置有圆锥形顶盖，圆锥形顶盖的顶部开设有沼气排出管9，沼气排出管9上安装有负压泵10，负压泵10与集气装置8相连接，厌氧反应装置6的底部分别安装有导流筒11，导流筒11的底部与反应污泥脱水装置12相连接，反应污泥脱水装置12的出口通过螺旋输送机13与犁刀混合机14相连接，犁刀混合机14的底部出口与压滤装置16相连接，压滤装置16与减水成球机19相连接，减水成球机19的出口端与热风干燥机20的入口端相连接，热风干燥机20的外侧出口为褐煤出口21。

所述污泥处理装置2包括圆筒壁、旋转轴22、转盘23、搅拌杆24、弧形板25、驱动电机26以及喷气孔27，圆筒壁的顶部通过轴承座安装有旋转轴22，旋转轴22的上端同轴安装有驱动电机26，旋转轴22同轴固定有转盘23，旋转轴22的外圆周上沿径向对称设置有多根搅拌杆24。

所述搅拌杆24的末端固定有弧形板25，弧形板25的内侧面上均匀设置有多个喷气孔27，喷气孔27朝向旋转轴22的方向，喷气孔27经管路与鼓气机4相连接。

所述污泥沉降筒5侧壁相对的两侧且位于液面上的部位开设有漂浮杂质排出口33，污泥沉降筒5的内侧壁上开设有滑动槽，滑动槽内安装有液面浮升器28，液面浮升器28上安装有液压泵31，液压泵31的活动端安装有推杆30，推杆30的外端铰接有上层过滤栅格29，上层过滤栅格29底部的1/5-1/4部位浸没在液面以下，上层过滤栅格29对应于漂浮杂质排出口33设置。

所述上层过滤栅格29靠近污泥沉降筒5中心的一侧安装有一排液面喷嘴32，液面喷嘴32朝向另一侧的漂浮杂质排出口33，液面喷嘴32经输气管与空气压缩机34相连接。

所述犁刀混合机14的外侧上端安装有添加物混合器15，添加物混合器15的底部出口与犁刀混合机14的内腔相连通。

所述压滤装置16的正下方设置有回收槽17，回收槽17与回收泵组18相连接。

一种污水污泥处理环保再利用方法，其特征在于包括以下步骤：

a、首先将收集池1内的污水污泥抽入污泥处理装置2内，并利用搅拌充气装置对污水污泥进行充分的搅拌曝气，使得污泥的颗粒变小并混合均匀；

b、将均质污泥水通过控制阀排入污泥沉降筒5中进行静置沉降，排出多余的气体，利用上层过滤栅格装置清除液面漂浮的杂质，并将沉降后的污泥水放入厌氧反应装置6中，利用微生物对污泥水进行厌氧发酵，所产生的沼气通过集气装置8收集利用；

c、充分发酵反应后的污泥水通过导流筒11排入反应污泥脱水装置12中，进行初步脱水操作，减小污泥水的流动性；

d、脱水后的污泥在螺旋输送机13的作用下输送到犁刀混合机14内进行破碎，同时添加物混合器15向粉碎后的污泥颗粒中加入添加物并充分混合；

e、污泥颗粒随后进入到压滤装置16中进行挤压滤水，压滤出的污水通过回收槽17回收到厌氧反应装置6中；

f、然后将污泥块输送到减水成球机19中进行除水成球，形成小污泥球，最后将小污泥球投入热风干燥机20中进行烘干，并通过褐煤出口21排出，形成褐煤。

所述添加物混合器15为石灰石、生石灰或酸碱调节剂。

本发明的收集池1与普通收集池一样，用于收集储存污水和污泥，收集池1的底部与污泥处理装置2相连接，污泥处理装置2利用搅拌充气装置对污水污泥进行充分的搅拌曝气，使得污泥的颗粒变小并混合均匀，形成均质污泥水，便于后续处理。污泥处理装置2的底部设置有排出口，排出口上安装有控制阀7，排出口的正下方安装有污泥沉降筒5，污泥沉降筒5为圆柱形筒，搅拌均质的污泥水在污泥沉降筒5内进行静置沉降，排出多余的气体。

为了提高污泥处理装置2的混合和充气效果，本发明的污泥处理装置2包括圆筒壁、旋转轴22、转盘23、搅拌杆24、弧形板25、驱动电机26以及喷气孔27，圆筒壁的顶部通过轴承座安装有旋转轴22，旋转轴22的上端同轴安装有驱动电机26，旋转轴22同轴固定有转盘23，旋转轴22的外圆周上沿径向对称设置有多根搅拌杆24，驱动电机26带动转盘23和搅拌杆24不断搅拌，使得污泥与泥水充分打散混合，污泥形成泥浆，同时还能让不便于生物分解的漂浮物自动浮出液面。搅拌杆24的末端固定有弧形板25，弧形板25的内侧面上均匀设置有多个喷气孔27，喷气孔27朝向旋转轴22的方向，喷气孔27经管路与鼓气机4相连接，在搅拌的同时喷气孔27不断向泥浆充气，喷气的方向科学合理，沿旋转径向朝着轴心喷射，进一步提高了混合和曝气效果。

污泥沉降筒5作为污泥水静置沉降装置，传统的污水处理中对液面漂浮物的处理方式不太科学，清除效果不佳，而且不利于在静置沉降过程中对液面漂浮物进行收集和移除。本发明在污泥沉降筒5侧壁相对的两侧且位于液面上的部位开设有漂浮杂质排出口33，污泥沉降筒5的内侧壁上开设有滑动槽，滑动槽内安装有液面浮升器28，液面浮升器28用于安装漂浮物清除设备，并且液面浮升器28能够根据液面的高度变化而调整漂浮的高度。液面浮升器28上安装有液压泵31，液压泵31的活动端安装有推杆30，推杆30的外端铰接有上层过滤栅格29，上层过滤栅格29底部的1/5-1/4部位浸没在液面以下，上层过滤栅格29对应于漂浮杂质排出口33设置，液压泵31能够推动上层过滤栅格29将液面漂浮物全部推向漂浮杂质排出口33，实现了漂浮物的高效清除。另外，为了避免出现上层过滤栅格29的清理死角，以及遗漏直径过小的漂浮物，本发明还在上层过滤栅格29靠近污泥沉降筒5中心的一侧安装有一排液面喷嘴32，液面喷嘴32朝向另一侧的漂浮杂质排出口33，漂浮杂质排出口33的位置可以进行上下活动调节，液面喷嘴32经输气管与空气压缩机34相连接，这样就使得在利用上层过滤栅格29清理液面漂浮物的同时，液面喷嘴32能够将遗漏的直径过小的漂浮物吹离，极大地提高了清理效果，还不会对污泥水静置沉降产生干扰。

污泥沉降筒5的外侧设置有一个以上的厌氧反应装置6，污泥沉降筒5与各厌氧反应装置6之间设置有电磁阀，打开电磁阀后，对应的厌氧反应装置6就会流入污泥水。厌氧反应装置6的上端设置有圆锥形顶盖，厌氧反应装置6在利用微生物对污泥水进行生物发酵过程中会产生沼气，沼气会上升不断积聚在圆锥形顶盖内。在圆锥形顶盖的顶部开设有沼气排出管9，沼气排出管9上安装有负压泵10，负压泵10与集气装置8相连接，负压泵10将圆锥形顶盖内的沼气抽向集气装置8内，集气装置8就实现了沼气的收集，并能够将沼气提供给外界用户使用。

厌氧反应装置6的底部分别安装有导流筒11，导流筒11的底部与反应污泥脱水装置12相连接，充分发酵反应后的污泥水通过导流筒11排入反应污泥脱水装置12中，进行初步脱水操作，减小污泥水的流动性，另外，脱水过程产生的污水回收利用。脱水后产生的液体经过多级过滤和沉淀后就能够达到排放标准，也可以采用膜分离技术进行，脱水后产生的液体过滤还可以整合到厌氧发酵工艺中，也就是厌氧发酵工艺与膜分离技术耦合在一起。反应污泥脱水装置12的出口安装有螺旋输送机13，螺旋输送机13将污泥块输送到犁刀混合机14内，犁刀混合机14对污泥块进行粉碎。犁刀混合机14的外侧上端安装有添加物混合器15，添加物混合器15的底部出口与犁刀混合机14的内腔相连通，添加物混合器15为石灰石、生石灰或其它酸碱调节剂，用于调节污泥的酸碱性和成球、成颗粒的性能，还能通过混合添加剂来改善终端产品褐煤的性能。

犁刀混合机14的底部出口与压滤装置16相连接，压滤装置16用于将污泥块含有的大量水份以物理高压方式挤压排出，缩短后续的加工烘干时间。压滤装置16的正下方设置有回收槽17，回收槽17与回收泵组18相连接，回收泵组18将回收水输送至厌氧反应装置6或前端其它工序中再利用。压滤装置16与减水成球机19相连接，减水成球机19对污泥块进行除水成球，形成污泥小球或污泥颗粒。减水成球机19的出口端与热风干燥机20的入口端相连接，热风干燥机20的外侧出口为褐煤出口21，污泥小球或污泥颗粒经过热风干燥机20后形成褐煤，污泥小球或污泥颗粒在实际使用前还可以进一步粉碎和混合。

本发明的污水污泥处理环保再利用方法如下：首先将收集池1内的污水污泥抽入污泥处理装置2内，并利用搅拌充气装置对污水污泥进行充分的搅拌曝气，使得污泥的颗粒变小并混合均匀。将均质污泥水通过控制阀排入污泥沉降筒5中进行静置沉降，排出多余的气体，利用上层过滤栅格装置清除液面漂浮的杂质，并将沉降后的污泥水放入厌氧反应装置6中，利用微生物对污泥水进行厌氧发酵，所产生的沼气通过集气装置8收集利用。充分发酵反应后的污泥水通过导流筒11排入反应污泥脱水装置12中，进行初步脱水操作，减小污泥水的流动性。脱水后的污泥在螺旋输送机13的作用下输送到犁刀混合机14内进行破碎，同时添加物混合器15向粉碎后的污泥颗粒中加入添加物并充分混合。污泥颗粒随后进入到压滤装置16中进行挤压滤水，压滤出的污水通过回收槽17回收到厌氧反应装置6中。然后将污泥块输送到减水成球机19中进行除水成球，形成小污泥球，最后将小污泥球投入热风干燥机20中进行烘干，并通过褐煤出口21排出，形成褐煤。实现了污水污泥的环保处理和再利用，处理效率高，便于工业化运用。