申请日2016.10.18
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C02F11/14; C02F11/20
摘要
本实用新型涉及一种冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，包括原生污泥池、超声波预处理单元、污泥脱水处理单元、污泥冷冻融解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调理池，所述污泥脱水处理单元包括至少一台污泥离心脱水机和至少一台高压板框压滤机;所述污泥冷冻融解单元包括至少一间污泥冷冻融解室，所述原生污泥池输出的污泥依次进入超声波调理池、至少一台污泥离心脱水机、至少一间污泥冷冻融解室、至少一台高压板框压滤机和泥饼处理单元得到脱水处理完毕的污泥。所述脱水处理系统可选择性地添加少量或不添加絮凝剂减少对药剂依赖的情况下提高污泥的脱水性和沉降性;且处理污泥效果好，成本时间合理，无污染。
摘要附图
权利要求书
1.一种冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，包括原生污泥池、超声波预处理单元、污泥脱水处理单元、污泥冷冻融解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调理池，所述污泥脱水处理单元包括至少一台污泥离心脱水机和至少一台高压板框压滤机，所述污泥冷冻融解单元包括至少一间污泥冷冻融解室;所述原生污泥池输出的污泥依次进入超声波调理池、至少一台污泥离心脱水机、至少一间污泥冷冻融解室、至少一台高压板框压滤机和泥饼处理单元得到脱水处理完毕的污泥。
2.根据权利要求1所述的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，所述超声波预处理单元还包括设置于所述超声波调理池内的搅拌器。
3.根据权利要求1所述的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，所述污泥冷冻融解单元可调节的温度范围为-30℃~ 40℃，所述至少一间污泥冷冻融解室内设置有多个温度测量装置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，所述泥饼处理单元包括混合破碎机和脱水污泥仓，所述混合破碎机的污泥进料口与所述至少一台高压板框压滤机的污泥出料口相连，所述混合破碎机的污泥出料口与所述脱水污泥仓的污泥进料口相连。
5.根据权利要求4所述的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，所述冷冻和超声波联合深度脱水处理系统还包括滤液回收单元，所述滤液回收单元包括滤液集水池和滤液回流泵，由至少一台污泥离心脱水机和至少一台高压板框压滤机产生的滤液均进入至滤液集水池，滤液集水池输出的滤液再经过滤液回流泵输送至污水厂。
6.根据权利要求5所述的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，所述原生污泥池、超声波调理池、污泥冷冻融解室、脱水污泥仓或滤液集水池中的一种或两种以上装置内设有称重模块。
7.根据权利要求4所述的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，所述超声波预处理单元还包括用于加药至超声波调理池的加药装置。
8.根据权利要求7所述的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，所述加药装置包括絮凝剂药罐和絮凝剂控制阀，絮凝剂药罐的出料口与超声波调理池的加料口连接，所述絮凝剂药罐内设有称重模块。
说明书
一种冷冻和超声波联合深度脱水处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，属于废水处理中污泥处理技术领域。
背景技术
污泥是污水生化处理过程中形成的副产物。通常污泥不仅含水率、有机物含量高，同时还含有大量病原菌、寄生虫，和其他如重金属等难降解的有毒有害物质，因此妥善处理污泥一直是当今世界各国十分关注的研究课题。传统的污泥脱水方法是通过添加絮凝剂、助滤剂进行调理，然后通过压滤机或离心脱水机进行机械脱水，再进行干化、碳化等，最后进行焚烧，或外运填埋、制肥等。现用助滤剂，如无机盐类助滤剂，主要是电解质物质在水中离解后电离出大量离子，离子可以中和扩散在水中带电的颗粒，带电颗粒与同极性水分子吸附作用较强，脱水时也就相应更困难，颗粒由于失去电性，同极性分子的作用力就减弱了，脱水变得比较容易。即使不同助滤剂、絮凝剂需要的用量会有所不同，药剂投加量也通常按污泥干重百分比来计量。因此药剂的投入一方面增加的运行成本，同时药剂会残留在污泥中，增加后续工序的污泥处理量。另一方面，药剂的投放较易影响到污泥的理化性质，从而影响后续污泥的资源化利用。因此药剂的使用应合理加以限制，并尽量优化工艺，从而让污泥处置在资源化与减量化中达到平衡。
冷冻技术又称冻融，污泥冷冻过程中，污泥颗粒逐渐下压收缩浓集，而污泥的水分则向冷冻界面移动。由于冷冻层的迅速形成，有一部分污泥颗粒妨碍了水的流动，因而在新的冷冻界面重新冷冻，使得浓集后的污泥颗粒被关闭在冷冻层中间，浓集污泥固体层中的水分由于引力而脱水。冷冻融解后，胶体性质完全被破坏，污泥颗粒得以迅速凝集沉降。冻融会造成细胞破裂，使得污泥的脱水性和沉降性有了很大的提高。由于通常需对污泥进行多次的冷冻和解冻，因此该过程的能量、时间的消耗较大，且若污泥含水率过大，由于水的比热容很大，与含水率低的污泥相比，能耗和时间消耗也进一步加大。
超声波处理能够改变和破坏污泥的絮体结构，适当功率的超声波可以使菌胶团性质发生明显变化，从而改善污泥的脱水性和沉降性，是一种有效的污泥预处理技术。
实用新型内容
针对上述不足，本实用新型的目的在于提供一种冷冻、超声波联合深度脱水处理系统，该系统具有处理污泥效果好，处理成本、时间合理，无环境污染等特点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种冷冻和超声波联合深度脱水处理系统，其特征在于，包括原生污泥池、超声波预处理单元、污泥脱水处理单元、污泥冷冻融解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调理池，所述污泥脱水处理单元包括至少一台污泥离心脱水机和至少一台高压板框压滤机，所述污泥冷冻融解单元包括至少一间污泥冷冻融解室;所述原生污泥池输出的污泥依次进入超声波调理池、至少一台污泥离心脱水机、至少一间污泥冷冻融解室、至少一台高压板框压滤机和泥饼处理单元得到脱水处理完毕的污泥。
按上述方案，优选地，当所述至少一台污泥离心脱水机的数量为两台或以上时，所述两台或以上污泥离心脱水机并列设置;当所述至少一间污泥冷冻融解室的数量为两间或以上时，所述两间或以上污泥冷冻融解室并列设置;当所述至少一台高压板框压滤机的数量为两台或以上时，所述两台或以上高压板框压滤机并列设置。
按上述方案，优选地，所述超声波预处理单元还包括设置于所述超声波调理池内的搅拌器。所述搅拌器可调节搅拌速率的范围是0-80r/min，所述超声波调理池可调节的超声波频率范围是20-30KHz，超声波密度范围是0.1-1W/mL。
按上述方案，优选地，所述超声波调理池内还设置有多个温度测量装置，可监控内部不同区域的污泥温度
按上述方案，优选地，所述污泥冷冻融解单元可调节的温度范围为-30℃～40℃，所述至少一间污泥冷冻融解室内设置有多个温度测量装置，可监控内部不同区域的污泥温度。
按上述方案，优选地，所述泥饼处理单元包括混合破碎机和脱水污泥仓，所述混合破碎机的污泥进料口与所述至少一台高压板框压滤机的污泥出料口相连，所述混合破碎机的污泥出料口与所述脱水污泥仓的污泥进料口相连。
按上述方案，优选地，所述冷冻和超声波联合深度脱水处理系统还包括滤液回收单元，所述滤液回收单元包括滤液集水池和滤液回流泵，由至少一台污泥离心脱水机和至少一台高压板框压滤机产生的滤液均进入至滤液集水池，滤液集水池输出的滤液再经过滤液回流泵输送至污水厂。
按上述方案，优选地，所述原生污泥池、超声波调理池、冷冻/融解室、脱水污泥仓或滤液集水池中的一种或两种以上装置内设有称重模块;所述称重模块的作用是实时了解内部污泥重量。
按上述方案，优选地，所述超声波预处理单元还包括用于加药至超声波调理池的加药装置。
按上述方案，更优选地，所述加药装置包括絮凝剂药罐和絮凝剂控制阀，所述絮凝剂药罐的出料口与超声波调理池的加料口连接，所述絮凝剂药罐内设有称重模块;所述絮凝剂控制阀的作用是控制絮凝剂投加速度，所述称重模块的作用是实时了解内部药物重量。
本实用新型原理如下：
本实用新型首先采用了超声波技术，利用空化作用，即利用超声波在污泥中的液体进行传播，从而使液体微粒剧烈振动，在液体内部产生空洞，空洞的迅速胀大和闭合，导致微粒间的猛烈撞击，从而使水和油发生乳化，以破坏细胞壁，同时可以根据污泥性质与工艺需要，选择性的添加少量或不添加絮凝剂，以最大限度减少对药剂依赖的情况下提高污泥的脱水性和沉降性。将经过一定程度超声波处理后的污泥经过污泥离心脱水机对污泥进行初步脱水工作。经过初步脱水的污泥将会利用冷冻技术破坏污泥胶体性质，污泥颗粒得以迅速凝集沉降。同时污泥中的有机物质和离子影响了污泥的冷冻过程与效果，以进一步破坏细胞壁，从而最大限度地在不使用任何药剂或者使用尽可能少的药剂情况下提高污泥的脱水性和沉降性。
前述使用该类脱水机的原因是：由于后续使用板框压滤，生成的滤饼需要进一步破碎，另一方面，若不进行初步脱水，由于污泥含水率过大，且水的比热容很大，后续冷冻工艺所需的能耗和空间更大，与含水率低的污泥相比，整体工艺的能耗和时间消耗会明显增大，因此从工艺整体考虑，需增加离心脱水的过程。通过多次试验，该污泥最后通过高压板框压滤机之后生成的滤饼可达到令人满意的含水率。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
1、本实用新型提供的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统可以根据污泥性质与工艺需要，选择性的添加少量或不添加絮凝剂，以最大限度减少对药剂依赖的情况下提高污泥的脱水性和沉降性。
2、本实用新型提供的冷冻和超声波联合深度脱水处理系统处理污泥效果好，处理成本、时间合理，无环境污染等特点。
