申请日2019.07.17
公开(公告)日2019.09.17
IPC分类号C02F11/14; C02F11/145; B01J19/18; B01J19/00; G05B19/05
摘要
本发明公开了一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置。它包括电控柜、PLC自动控制系统、箱体、底座、电机、搅拌器、液位计、PH测量仪、污泥浓度计、电磁阀;该在线连续调理反应装置，可以投加三种以下的化学药剂，使药剂分别与泥浆在不同反应区进行连续反应，并可根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的信号反馈，通过PLC自动控制系统实现对液位、药剂投加量和搅拌强度及药剂与泥浆的反应时间的自动控制。该装置可取代传统污泥深度脱水工艺中的土建或钢结构的间歇或半间歇式泥浆调理反应池。该装置可有效节省占地和投资，并使污泥的化学药剂调理实现在线监控和调控，实现污泥深度脱水工艺泥浆调理的连续运行。
权利要求书
1.一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置，其特征在于，它包括：电控柜、PLC自动控制系统、箱体、底座、电机、搅拌器、液位计、PH测量仪、污泥浓度计、电磁阀;箱体固设在底座上;箱体上设有电控柜，电控柜上设有PLC自动控制系统;箱体上设有进泥口、出泥口;在与进泥口连接的进料管路上设有进料控制阀，该进料控制阀与PLC自动控制系统的输出端连接;箱体内设有相互隔离的三个反应区，即反应区A、反应区B、反应区C，每个反应区内设有搅拌器，分别与三组独立的变频电机相连，三组独立的变频电机分别与PLC自动控制系统的输出端连接;在反应区设有加药管，加药管上设有电磁阀，该电磁阀与PLC自动控制系统的输出端连接;箱体上设有在线监测仪器液位计、PH测量仪、污泥浓度计，这些在线监测仪器与PLC自动控制系统的输入端连接;该装置可根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的实测信号反馈，通过PLC自动控制系统实现对液位、药剂投加量和搅拌器的搅拌强度以及药剂与泥浆的反应时间的自动控制。
2.如权利要求1所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，在反应区A、反应区B之间设有连接管路;在反应区A、反应区B之间的连接管路上设有控制阀门;该控制阀门与PLC自动控制系统的输出端连接。
3.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，箱体顶部设有多个进泥口，箱体侧面设有出泥口;进泥口与反应区A连通，出泥口与反应区C连通。
4.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，每个反应区均设有一根加药管。
5.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，箱体顶部设有排气口;箱体底部一侧设有污泥排空口。
6.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，反应区B与反应区C之间采用上部溢流连通方式。
7.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，在反应区A、反应区C之间设有连接管路;该连接管路与污泥排空口连通。
8.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，
该装置的运行过程是：
(1)污泥经输送泵送入反应区A，同时，化学调理药剂经药剂输送泵送入反应区A，二者在其中通过搅拌器的作用达到均匀混合;同时，PLC自动控制系统根据设定的控制液位和液位计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度;
(2)当达到反应时间，混合液从反应区A通过反应区A与反应区B之间的连接管路流入反应区B;在反应区B中，药剂输送泵会送入第二种化学调理药剂，使混合液与第二种化学调理药剂在B区搅拌器的搅拌下实现均匀混合;同时，PLC自动控制系统根据设定的污泥浓度和污泥浓度计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度;
(3)当达到反应时间，分别与两种药剂进行过充分混合的混合液，从反应区B通过溢流流入反应区C;在反应区C中，药剂输送泵会送入第三种化学调理药剂，使混合液与第三种化学调理药剂在C区搅拌器的搅拌下实现均匀混合;同时，PLC自动控制系统根据设定的污泥浓度和污泥浓度计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度;
(4)当混合液达到反应时间，即可送出在线连续调理反应装置，送入后端脱水系统。
9.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，在整个装置运行过程中，液位计、污泥浓度计和PH测量仪会在线监测泥浆液位、污泥浓度浓度和酸碱度的变化，并反馈给PLC自动控制系统;根据PLC自动控制系统对泥浆液位数据做出的分析，PLC自动控制系统会控制调节反应区A、反应区B之间的连接管路上的控制阀门的开启或关闭，将反应物向下一个反应区传输或自动停止传输;根据PLC自动控制系统对污泥浓度和酸碱度数据做出的分析，PLC自动控制系统会控制调节三组电机，从而实现对搅拌器搅拌强度和搅拌时间的控制，并且，PLC自动控制系统会控制调节加药管上的电磁阀，以控制加药时间，从而改变加药量。
说明书
一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置
技术领域
本发明属于污泥深度脱水技术领域，涉及一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置。
背景技术
城市污水处理厂所产生的生化污泥作为污水处理的副产物，必须经过浓缩、脱水等处理，达到含水率≤60%以后，才可进一步处置。所以污泥深度脱水工艺被广泛应用。在此工艺中，通常是将浓缩池所产生的含水率97%～98%的污泥，或经过机械浓缩到含水率95%左右的污泥，送入到钢结构或土建结构的调理池，直至泥浆充满调理池，再向其中投加化学调理药剂(通常为三氯化铁溶液和石灰)，用以改善泥浆脱水性能。这种调理方式需要体积很大的钢构或土建调理池，投资费用高，占地面积大，操作和检修不便。最重要的两点在于，一方面调理池采用的是间歇或半间歇式运行，使得深度脱水工艺连贯性不够高;另一方面，在同一池体内同时投加三氯化铁和石灰，会使药剂互相影响，降低调理效果，并且，投加过程缺失对污泥性质波动所引起的药剂投加量和反应时间的调节控制难度增大。
在此背景之下，需要一种调理反应装置，可以改善泥浆化学调理形式，使调理过程连续化，化学药剂分别与泥浆进行反应，对泥浆浓度、PH等参数发生的变化，可以在线对药剂投加量，反应强度和时间等进行在线调控。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有污泥深度脱水工艺中泥浆化学调理方式和装置的不足，设计一种在线连续调理反应装置，取代钢结构或土建结构的间歇或半间歇式反应调理池，实现能够将泥浆调理连续化，科学化，并可根据泥浆性质变化而自动调节的功能。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置，它包括：电控柜、PLC自动控制系统、箱体、底座、电机、搅拌器、液位计、PH测量仪、污泥浓度计、电磁阀，以及必要的管阀连接件;箱体固设在底座上;箱体上设有电控柜，电控柜上设有PLC自动控制系统;箱体上设有进泥口、出泥口;在与进泥口连接的进料管路上设有进料控制阀，该进料控制阀与PLC自动控制系统的输出端连接;箱体内设有相互隔离的三个反应区，即反应区A、反应区B、反应区C，每个反应区内设有搅拌器，分别与三组独立的变频电机相连，三组独立的变频电机分别与PLC自动控制系统的输出端连接;在反应区设有加药管，加药管上设有电磁阀，该电磁阀与PLC自动控制系统的输出端连接;箱体上设有在线监测仪器液位计、PH测量仪、污泥浓度计，这些在线监测仪器与PLC自动控制系统的输入端连接;该装置可根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的实测信号反馈，通过PLC自动控制系统实现对液位、药剂投加量和搅拌器的搅拌强度以及药剂与泥浆的反应时间的自动控制。
进一步地，在反应区A、反应区B之间设有连接管路;在反应区A、反应区B之间的连接管路上设有控制阀门;该控制阀门与PLC自动控制系统的输出端连接。
进一步地，箱体顶部设有多个进泥口，箱体侧面设有出泥口;进泥口与反应区A连通，出泥口与反应区C连通。
进一步地，每个反应区均设有一根加药管(箱体两侧各设有一根加药管，箱体顶部还设有一个备用加药口可连接一根加药管)。
进一步地，箱体顶部设有排气口;箱体底部一侧设有污泥排空口(用于污泥排空)。
进一步地，反应区B与反应区C之间采用上部溢流连通方式。
进一步地，在反应区A、反应区C之间设有连接管路;该连接管路与污泥排空口连通;该连接管路是在需要排空的情况下使用的。
本发明的在线连续调理反应装置的运行过程如下：
(1)污泥经输送泵送入反应区A，同时，化学调理药剂经药剂输送泵送入反应区A，二者在其中通过搅拌器的作用达到均匀混合;同时，PLC自动控制系统根据设定的控制液位和液位计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度;亦即：根据液位计的实测信号反馈，电控柜内的PLC自动控制系统设定控制，来实现反应时长的控制;
(2)当达到反应时间，混合液从反应区A通过反应区A与反应区B之间的连接管路8流入反应区B;在反应区B中，药剂输送泵会送入第二种化学调理药剂(如需要两种或以上药剂进行调理)，使混合液与第二种化学调理药剂在B区搅拌器的搅拌下实现均匀混合;同时，PLC自动控制系统根据设定的污泥浓度和污泥浓度计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度;
(3)当达到反应时间，分别与两种药剂进行过充分混合的混合液，从反应区B通过溢流流入反应区C;在反应区C中，药剂输送泵会送入第三种化学调理药剂(如需要三种药剂进行调理)，使混合液与第三种化学调理药剂在C区搅拌器的搅拌下实现均匀混合;同时，PLC自动控制系统根据设定的污泥浓度和污泥浓度计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度;
(4)当混合液达到反应时间，即可送出在线连续调理反应装置，送入后端脱水系统。
进一步地，在整个运行过程中，液位计、污泥浓度计和PH测量仪(PH计)会在线监测泥浆液位、污泥浓度浓度和酸碱度的变化，并反馈给PLC自动控制系统;根据PLC自动控制系统对泥浆液位数据做出的分析，PLC自动控制系统会控制调节反应区A、反应区B之间的连接管路上的控制阀门的开启或关闭，将反应物向下一个反应区传输或自动停止传输;根据PLC自动控制系统对污泥浓度和酸碱度数据做出的分析，PLC自动控制系统会控制调节三组电机，从而实现对搅拌器搅拌强度和搅拌时间的控制，并且，PLC自动控制系统会控制调节加药管上的电磁阀，以控制加药时间，从而改变加药量。
本发明的有益效果：
为解决现有泥浆调理反应池的不足，本发明提供了一种污泥深度脱水工艺化学调理药剂的在线连续调理反应装置。该在线连续调理反应装置，针对泥浆性质波动，可以实现对药剂投加量和搅拌强度与搅拌时间的自动调节控制。一体化的钢结构设计，体积小，成本低，能够将泥浆调理从间歇或半间歇变成连续性调理。从而使污泥深度脱水工艺全生产线的连续运行。
通过使用该在线连续调理反应装置，可以投加3种或以下的化学药剂，使药剂分别与泥浆在反应装置内进行连续反应，并根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的信号反馈，经PLC自动控制系统的预设程序控制，而实现药剂与泥浆的反应时间和投加药量。本发明可以有效节省占地和投资，并使污泥的化学药剂调理实现在线监控和调控，实现污泥深度脱水工艺泥浆调理的连续运行。
本发明与现有的污泥深度脱水工艺中间歇或半间歇的调理反应池相比，具有以下优势：
1、结构合理，体积小，节省占地面积和投资。全密闭结构使现场操作环境更加安全和整洁。
2、PLC自动控制系统可根据测量仪器的信号反馈，自动调节药剂投加量，搅拌强度和时长，提高化学药剂调理的效果，控制更加精准。同时可以有效降低人力劳动强度。
3、通过在线连续调理反应装置的使用，可以将间歇调理调整为连续调理。提高污泥深度脱水工艺的运行效率和效果。
4、通过三组反应区的设置，在线连续调理反应装置可以最多使泥浆与3种药剂进行反应。通过药剂的搭配使用，对脱水性能不佳的泥浆具有更广泛适用性。
