一种污泥半干化处理工艺的制作方法

本发明涉及一种污泥半干化处理工艺，属于污泥处理技术领域。

背景技术：

据中华人民共和国环境保护部统计，2014年全国投运的污水处理设施4436座，总设计处理量1.71亿立方米/日，平均处理水量1.35亿立方米，污泥产生量超过4000万吨/年。污泥因含水率高、有机物含量高、含重金属和致病微生物等有害物质，且具有强烈的恶臭味道，如不进行妥善处理严重影响生态环境并危及人类的健康。但是一直以来重水轻泥现象造成污泥处理设施建设缓慢，大量的污泥未得到减量化、稳定化、无害化处置，据城乡建设部统计，我国污泥处置率约25％。

环境保护部2010年发布的环办[2010]157号中规定“污水处理厂以贮存为目的将污泥运出厂界的，必须将污泥脱水至含水率50％以下”标准要求。2015年04月16日国务院颁布的《水污染防治行动计划》明确要求“现有污泥处理处置设施应与2017年底前基本完成达标改造，地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90％以上”。

目前，污泥处置技术主要有焚烧、填埋和土地利用，脱水处理是完成最终处置的重要前提。而污泥脱水是目前需要解决的关键难题，目前针对含水率99％的污泥脱水机有转鼓浓缩机、离心浓缩机、带式浓缩机，针对含水95％以下的污泥脱水机有离心脱水机、厢式脱水机、板框脱水机、隔膜脱水机，其中隔膜压滤机可充气或充水进行二次压滤因而脱水效果最好，在投加化学药剂情况下可将污泥含水率降至60％左右，且需添加30％以上(基于绝干污泥量)的FeCl₃和CaO等药剂进行化学调理改性，脱水后泥饼含水率最低60％。如需进一步降低污泥含水率，需增加热干化处理装置，将污泥含水率降低至40％以下。热干化得到的泥饼因高pH、高含钙量、高氯含量而无法进行土地利用或直接焚烧，只能进行混合填埋，限制了污泥的资源化利用。热干化技术依靠天然气、石油等能源，通过燃烧一次热源加热污泥，将污泥中的水分蒸发而与污泥颗粒分离，因此投资成本和运行成本较高，较多水厂无法承担其高额的费用。

现有污泥脱水干化技术现状，污泥脱水投药量大、脱水难，污泥干化投资高、运行费用高等问题；需要污泥浓缩、污泥脱水、污泥干化等三套处理装置，才能实现污泥干化的目的。

技术实现要素：

本发明提供一种污泥半干化处理工艺，仅采用污泥浓缩池和电渗透污泥脱水设备两道处理工序将污泥含水率从99.0％～99.7％降至35％以下。

本发明的技术方案是：

一种污泥半干化处理工艺，其特征在于：包括污泥浓缩装置、电渗透污泥脱水设备脱水处理步骤，其步骤如下：

a浓缩脱水：污水处理厂产生的含水率99.0％～99.7％的污泥经污泥浓缩处理后，得到含水率96％～98％的污泥；

b污泥压滤脱水：含水率96％～98％的污泥投加絮凝剂后经污泥螺杆泵送至电渗透污泥脱水设备，在螺杆泵的进泥压力下进行压滤脱水，待进泥压力达到0.6MPa～1.0MPa时停止进泥，继续依靠电渗透污泥高干脱水设备的液压压力压榨得到含水率88％～92％的泥饼；

c污泥干化脱水：得到含水率88％～92％的污泥后，开启电渗透污泥脱水设备的电源，靠电渗透和液压压力的共同作用去除污泥中的水分，得到含水率35％的泥饼。

进一步地，上述步骤b中采用的絮凝剂为聚丙烯酰胺、天然矿物或生物菌剂中的任意一种，投加量是绝干污泥量的0.1％～5％。

进一步地，上述步骤b、c中均采用的是电渗透污泥脱水设备。

进一步地，上述步骤c中得到的泥饼温度为35℃～60℃，在自然降温过程中，泥饼含水率降低至35％以下。

进一步地，上述污泥干化脱水步骤为：外加液压油缸将各个滤室组件压紧，给滤室内部的低压液压油缸通入液压油，油缸活塞往前缓慢推进，产生的压榨力将泥饼压缩，泥饼中被电渗透出的水透过耐热滤布从液压油前端底部的孔流出，达到再脱水目的。

本发明相对于现有技术而言的有益效果是：本发明具有以下几个优点效果：

1)、本发明中仅靠“污泥浓缩池+电渗透污泥高干脱水设备”两道工序实现污泥的干化脱水，具有工艺流程简单，操作简便，占地小等优点。

2)本发明中仅需投加绝干污泥量的0.1％～5％絮凝剂，无需投加石灰、三氯化铁等药剂，有利于后续泥饼资源化利用。

3)本发明依靠电渗透实现污泥干化脱水，在电场作用下可去除污泥中间隙水、吸附水、结合水以及部分胞内水。

4)本发明可用于新建污水处理厂或现有污水处理厂改造，对于已建污泥浓缩池的污水厂，在浓缩池后直接衔接电渗透污泥高干脱水设备实现污泥干化脱水。

5)本发明提供的污泥脱水干化方法产生的泥饼可堆肥后土地利用，亦可进行单独焚烧、垃圾协同焚烧或水泥窑协同焚烧等，便于后续资源化利用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的污泥脱水处理工艺的工艺流程图。

图2为本发明实施例提供电渗透污泥高干脱水设备结构示意图；

图3为本发明实施例提供油缸液压压榨滤室组件结构示意图；

图4是图2的右视图；

图5是图3的局部放大图。

图中：1、无轴螺旋输送机 2、储泥罐 3、带喂料器污泥螺杆泵 4、气动三通阀 5、空压机反吹系统 6、高压清洗泵 7、接液翻板 8、机架 9、油缸式圆形压榨滤室组件 10、阳极板 11、配电铜排 12、耐热滤布 13、泥饼 14、高压清洗系统 15、拉板小车 16、液压装置 17、高频整流电源

901、油缸筒体 903、油缸活塞 904、油管接头 905、绝缘板 907、导向筒 908、阴极导电滤网 909、滤盘 910、滤室组件把手。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

结合图1和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：采用本发明的污泥脱水半干化工艺处理某市政污水处理厂的污泥，二沉池产生含水率99.5％的污泥，经重力浓缩后，得到含水率97.3％的浓缩污泥。

投加约占绝干污泥0.3％的阳离子聚丙烯酰胺与浓缩污泥混合均匀后，经污泥螺杆泵输送至电渗透污泥高干脱水设备进行干化脱水。

电渗透污泥高干脱水设备的脱水分三个阶段，第一阶段，在污泥螺杆泵的进泥压力下进行压滤脱水，至进泥压力升高至1.0MPa后停止进泥；第二阶段，在电渗透污泥高干脱水设备的液压作用力下进行压滤脱水；第三阶段，在电渗透污泥高干脱水设备的液压力和电渗透共同作用下实现污泥脱水干化，得到含水率40％～50％的泥饼。

电渗透污泥高干脱水设备处理后泥饼温度约45℃～55℃，在自然降温过程中，泥饼含水率降低至35％以下。

参见图2：一种电渗透污泥高压干化装置

该脱水装置包括：无轴螺旋输送机1接受外来含水率80～90％污泥，输送到储泥罐2中，带喂料器污泥螺杆泵3通过管道泵送污泥到高压干化机进口。在高压液压压滤机机架8上，排列40组钢制圆形滤板9和阳极装置10。每两块相邻钢制圆形滤板9之间由一块内置阳极装置加耐热滤布12与阴极滤盘形成一个均匀圆形空间。污泥泵入后，形成圆形泥饼13。圆形泥饼13被油缸式压榨滤室组件9的缸筒、耐热滤布12和阳极装置10夹着，近似看做是电阻，形成均布电场。阳极装置10引出电鼻，连接到配电铜排11阳极铜排上，通过铜排连接到高频整流电源17阳极上。阴极导电滤网908，安装在耐热滤布后方，引出电鼻，通过电缆连接到配电铜排11的阴极铜排，通过阴极铜排连接到高频整流电源17阴极上。

高频整流电源通过预设程序，根据压力变送器反馈信号，定时发出变电压电流。逐级加载到阴极、阳极上。停留在阳极和阴极之间泥饼发生电渗透作用。污泥本身是带电胶体，电阻大小由污泥电导率决定。液压装置16通过油缸提供外加高压液压力压紧各个滤室。

给油缸式压榨滤室组件9的油缸通入液压油，液压油缸的活塞缓慢前进，给圆形泥饼施加压力，圆形泥饼中被电渗透出的水透过耐热滤布排出，实现泥水分离，达到脱水目的。

开板前吹入高压空气至各滤室，吹出滤室中心未干化稀泥回流到储泥罐中。打开滤室后，从液压油缸前端上部滤布背面通入高压空气，空气将滤布吹向前面，从而使用泥饼脱落。

该电渗透污泥高压干化装置结构简单，牢固，运行可靠、寿命长，能够实现污泥含水率降低到40％以下，比常见隔膜压滤机提高两倍脱水效率，且因滤室间所需压紧力小，可以增加滤室数量，提高压滤机的处理效率和处理能力。

如图3、图4、图5所示：油缸式压榨滤室组件9包括油缸筒体901、耐热滤布12、油缸活塞903、油管接头904、绝缘板905、阳极板10、导向筒907、阴极导电滤网908、滤盘909、滤室组件把手910；其中耐热滤布12、油缸活塞903、绝缘板905、阳极板10、阴极导电滤网908、滤盘909和油缸筒体901的圆形大小相适配。

油缸筒体901单面凹进形成压榨滤室，阴极导电滤网908安装在耐热滤布12和滤盘909之间，引出电鼻，通过电缆连接到配电铜排11的阴极铜排，通过阴极铜排连接到高频整流电源17阴极上。

阳极装置10设置于油缸筒体901的背面，阳极装置10与油缸筒体901之间设有绝缘板905；阳极装置10引出电鼻，连接到配电铜排11阳极铜排上，通过铜排连接到高频整流电源17阳极上。绝缘板905设置在阳极板10和油缸筒体901之间用于防止漏电。

油缸筒体901上设有油管接头904，在滤盘909和油缸筒体901之间还设有油缸活塞903，油管接头904和油缸活塞903相连通，油缸筒体901的中心管上还设有用于对油缸活塞903导向的导向筒907，导向筒907除导向外还是进料通道。

该高干脱水设备主要包括：低压、低压速液压油缸；滤水盘；导电阳极板；绝缘板；阴极导电滤网；耐热滤布；滤室把手；导向筒。

低压液压油缸通过把手安装在机架上。油缸活塞前面是滤水盘，耐腐蚀、耐高温不锈钢阴极导电滤网，固定在滤水盘上，阴极导电从滤盘左右两侧引出电鼻，连接到阴极铜排，通过阴极铜排连接到高频整流电源阴极上。耐热滤布安装在阴极网前面，滤布作业时紧贴阴极网。阳极板安装在油缸筒底板上，与底板间通过绝缘板隔开，防止阳极板与阴极网短路。阳极板从底部两侧引出接线，再连接到配电铜排阳极铜排上，通过阳极铜排连接到高频整流电源阳极上。

带喂料器污泥螺杆泵将污泥打入低压液压油缸的滤室，低压液压油缸组成的相邻两个滤室之间由阳极板加耐热滤布与阴极滤网形成一个均匀封闭空间。污泥在此空间形成的泥饼被阴极网、耐热滤布和阳极夹持，可近似看做是圆形电阻，通直流电后，形成均布电场。污泥本身是带电胶体，电阻大小由污泥电导率决定。

高频整流电源通过预设程序，根据泥饼压力变送器反馈信号，定时发出变电压电流，逐级加载到阴极、阳极上，每相邻两块滤板之间形成均布电场。泥饼在电场作用下发生电渗透作用。外加液压油缸将各个滤室组件压紧，给滤室内部的低压液压油缸通入液压油，油缸活塞往前缓慢推进，产生的压榨力将泥饼压缩，辅以电渗透的作用污泥中的水分向阴极移动，透过滤布和阴极滤网与污泥颗粒分离，，达到脱水目的。

开板前吹入压缩空气进入泥饼中心，吹出未干化稀泥回流到储泥罐中。打开滤室后，从液压油缸前端上部滤布背面通入高压空气，空气将滤布吹向前面，从而使泥饼脱落。

以上所述，仅为本发明较佳具体实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。因此，本发明保护范围应该以权利要求书保护范围为准。