一种超声波联合化学调理深度脱水系统的制作方法

1.本发明涉及超声波调理市政剩余污泥的技术领域，具体涉及一种超声波联合化学调理深度脱水系统。


背景技术：

2.随着经济社会的发展和城市化进程的不断加快，工业用水和居民用水量也不断增加，越来越多的市政污水厂相继建立起来，在处理污水的同时产生了另一种副产物——剩余污泥，污泥产量也不断的提高。随着公众的环保意识有了极大的提高，对污水处理厂产生的剩余污泥的处理、处置问题的关注与日俱增，更有效减量化、无害化、资源化地处理好产生的污泥，以及进一步资源化，将污泥中的一些有机物更好的利用是有研究价值且迫在眉睫的问题。
3.剩余污泥絮体本身是由细菌、原生动物、金属离子、胞外聚合物、无机小颗粒等通过一系列物化作用集合在一起的微生物实体。具有污泥体积大,含水率高(大于95％以上),脱水性能差等特点，即使机械脱水后含水率仍然在80％～90％左右,给后续污泥处置带来困难。深度脱水技术如膜处理、冷冻
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解冻、添加石灰等虽然能改变污泥脱水性质,但是经济效益不高，目前市政污水厂主要通过添加石灰后进脱水设备达到60％以下含水率，同时絮凝剂使用量较大，处理成本高，且产生污泥量大，对后续污泥最终处置也有一定的影响。因此通过合理方式的调理，研究一种经济有效的调理方式，以改变污泥中胞外聚合物和污泥颗粒的絮体分布，降低污泥中水分的结合能，改善污泥脱水性能，以达到脱水后泥饼含水率降低到60％的目的。
4.经学者研究，污泥中的水70
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80％为间隙水，10
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20％为毛细结合水，3
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5％为表面吸附水，2
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3％为内部结合水，其中内部结合水需通过溶胞技术破坏细胞结构，以去除内部结合水，此为脱水极限。本发明一种超声波联合化学调理深度脱水系统主要是通超声波预处理，选定合适的超声频率、声能密度和作用时间，利用超声波本身具有的机械和空化作用来破坏菌胶团的絮体结构，并通过添加化学调理药剂，脱除污泥中大部分的间隙水、毛细结合水和表面吸附水。改善污泥脱水性能，达到降低污泥含水率，减少絮凝调理药剂使用量，不投加石灰，降低外运需处置污泥的量，为市政水厂带来经济效益，同时也为后续污泥最终处置开辟的新途径。


技术实现要素：

5.为解决市政污泥处理处置难的问题，本实用新型提供一种超声波联合化学调理深度脱水系统，通过超声波调理，改善污泥脱水性能，降低化学调理药剂使用量，实现污泥减量。
6.一种超声波联合化学调理深度脱水系统，包括污泥收集池、污泥动力单元、超声波预处理单元、污泥脱水处理单元、化学药剂调理单元和泥饼处理单元；其中，所述超声波预处理单元包括超声波反应器，所述污泥脱水处理单元包括一台高压板框压滤机、污泥泵，所
述化学药剂调理单元包括两套化学药剂添加装置，所述污泥收集池输出的污泥依次进入污泥螺杆泵、超声波反应器、pac及pam化学调理池、高压板框压滤机和泥饼处理单元得到处理后污泥含水率低于60％的泥饼，按国家相关标准进行处理或资源化利用。
7.具体地，本实用新型所采用的技术方案是：一种超声波联合化学调理深度脱水系统，该系统包括依次连接的污泥浓缩池1、污泥螺杆泵2、电磁阀3、超声波反应器4、污泥调理池11、污泥进料泵12、高压板框压滤机13、螺旋输送机14，污泥调理池11分别通过pac加药泵6、pam加药泵8与pac储罐5和 pam配药箱7连接；污泥调理池11上还设有污泥调理池搅拌机9、超声波液位计10；所述超声波反应器 4包括超声波换能器41、超声波反应釜42，超声波换能器41在超声波反应釜42上呈对称布置；超声波反应器两端分别为污泥进口和污泥出口，所述污泥进口与污泥螺杆泵2出口相连接，所述污泥出口至污泥调理池11内。
8.经过超声波预处理后的污泥在污泥调理池中再进行化学药剂调理，先添加pac，再投加pam，经调理搅拌机调理后，通过污泥进料泵输送至高压板框脱水机，处理后污泥含水率低于60％，按国家相关标准进行处理或资源化利用。
9.本实用新型中，一种超声波联合化学调理深度脱水系统，所述系统设置污泥浓度计、污泥泵、流量计、液位控制器与控制系统协同工作，确保超声波污泥调理系统的作用效果；
10.本实用新型中，所述的pac加药泵与pam加药泵加药管出口至污泥调理池，超声波调理设置于化学调理之前；
11.本实用新型中，所述的污泥调理池搅拌机设置变频可调节转速桨叶搅拌机，控制范围50
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100r/min，调理前期搅拌机转速控制在80
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100r/min，调理后期搅拌机转速控制在50
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80r/min；
12.本实用新型中，超声波调理在超声波反应器的反应釜中进行，主要利用超声波的机械和空化作用，在特定的区域内发生作用。
13.本实用新型中，所述的超声波反应器污泥入口设置阀门，超声波换能器的频率为20khz～40khz，声能密度控制在0.1
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0.65w/ml，污泥停留时间6s
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90s的工作条件下运行。污泥调理区域在超声波空化区域内完成，破坏聚团胶体为分布均匀的胶体，改变胞外聚合物中水分布形态，同时不破坏污泥细胞壁，提高脱水性能；
14.本实用新型中，所述的超声波反应器的反应釜上均匀布置4～32只超声波换能器，对称布置，能均匀的作用于进料污泥，不易堵塞，便于维修、更换；
15.本实用新型中，高压板框压滤机用于脱水，卸料泥饼采用螺旋输送机至污泥料仓。
16.本实用新型相比传统脱水系统具有以下优势：
17.(1)此超声波反应器，自动化程度高，占地更面积小，作用污泥更加均匀，利用超声波机械和空化作用，改变污泥性状，提高污泥脱水性能；
18.(2)此超声波反应器，处理泥量灵活，可以通过组装超声波反应器数量及时变换处理量；
19.(3)在达到相同要求60％含水率的条件下，化学调理药剂使用量降低，降低药剂使用成本；
20.(4)在达到相同要求60％含水率的条件下，未添加石灰调理，降低药剂使用成本同时，减少了最终污泥绝干产量，达到污泥减量的效果；
21.(5)超声波联合絮凝剂化学调理后脱水的泥饼，更有利于污泥最终处置，拓宽了污泥最终处置的出路。
附图说明
22.图1是本发明所述一种超声波联合化学调理深度脱水系统在污泥处理系统工程应用流程图。一种超声波调理的高效污泥脱水系统工程应用工艺示意图。
23.图2是本发明所述一种超声波联合化学调理深度脱水系统的超声波反应器示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明作进一步说明。
25.本发明系统具体流程如图1：将污泥浓缩池1的污泥(含水率大于95％)通过污泥螺杆泵2提升至超声波反应器内，通过电磁阀3控制进入超声波反应器4的流量，控制超声波作用时间，调节频率20
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40khz，声能密度控制在0.1
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0.65w/ml，通过污泥调理池11上的超声波液位计10，自动控制污泥螺杆泵2和超声波反应器4的关闭；通过pac加药泵6和pam加药泵8投加化学调理药剂，先投加pac调理剂，通过投加流量和时间控制加药量，调节污泥调理搅拌机9控制搅拌机转速80
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100r/min，搅拌时间15min，再投加 pam调理剂，通过投加流量和时间控制加药量，调节污泥调理搅拌机9控制搅拌机转速50
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80r/min，搅拌时间5min后开始启动污泥进料泵12，调理后的污泥进入污泥板框脱水机13，完成后的脱水后的泥饼通过螺旋输送机14输送至污泥料仓，之后可由卸泥车15运走。
26.实施例1
27.台州黄岩某处理厂，采用活性污泥法处理，剩余污泥排入浓缩池内浓缩后含水率95.3％，原脱水调理为投加三氯化铁与石灰，其中有效含量的三氯化铁吨绝干污泥投加量为3.6％，有效含量的石灰绝干污泥投加量16％，污泥经隔膜压榨脱水后含水率58.4％。采用超声波调理，设置超声波频率20khz，声能密度 0.2w/ml，停留时间15s，化学调理药剂有效含量pac吨绝干污泥投加量为4％，有效含量pam绝干污泥投加量2
‰
，污泥经隔膜压榨脱水后含水率57.5％，在含水率接近的情况下，减少了化学药剂使用量，同时减少了污泥绝干量。