申请日2015.12.28
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号C02F11/12; C02F11/14
摘要
本发明提供一种组合式污泥深度脱水系统及深度脱水工艺，该脱水系统包括污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元，污泥进料单元包括污泥稀释均质池和污泥混合输送组件，污泥稀释均质池通过污泥混合输送组件与污泥调理改性单元连接，污泥调理改性单元与压滤脱水单元连接;该深度脱水工艺包括以下步骤：(1)污泥经污泥进料单元处理，得到含水率在一定范围内的污泥;(2)将步骤(1)得到的污泥送至污泥调理改性单元，加入调理剂进行调理;(3)将步骤(2)得到的污泥送至压滤脱水单元处理。本发明通过优化设计，使整个工艺有较强的适应性，可根据实际进料污泥量及含水率情况，灵活调整系统的运行组数及时间，保证系统稳定运行。
摘要附图
权利要求书
1.一种组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，包括污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元，所述污泥进料单元包括污泥稀释均质池和污泥混合输送组件，所述污泥稀释均质池通过污泥混合输送组件与所述污泥调理改性单元连接，所述污泥调理改性单元与所述压滤脱水单元连接。
2.根据权利要求1所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，所述污泥进料单元还包括污泥均质池、提升泵和机械浓缩机，所述污泥均质池通过提升泵与所述机械浓缩机连接，所述污泥均质池还与所述污泥稀释均质池连接，所述机械浓缩机与所述污泥调理改性单元连接。
3.根据权利要求1所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，所述污泥进料单元还包括污泥均质池，所述污泥均质池与所述污泥稀释均质池连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，还包括以下特征中任一项或多项：
(1)污泥稀释均质池的进料口设有45～60°斜坡;
(2)污泥稀释均质池的进料口设有格网;
(3)污泥稀释均质池的进料口设有液压仓盖;
(4)所述污泥稀释均质池为地埋式，池顶高出地面0.3～0.5m。
5.根据权利要求1至3任一项所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，所述污泥进料单元还包括向所述机械浓缩机加药的加药组件。
6.根据权利要求1至3任一项所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，所述污泥调理改性单元包括污泥调理池、调理剂存储组件和调理剂投加组件，所述调料剂存储组件与所述调理剂投加组件连接。
7.根据权利要求6所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，还包括以下特征中任一项或多项：
(1)所述调理剂存储组件包括石灰料仓和聚合氯化铝储池，所述调理剂投加组件包括石灰投加组件和聚合氯化铝投加组件，所述石灰料仓与所述石灰投加组件连接，所述聚合氯化铝储池与所述聚合氯化铝投加组件连接;
(2)所述污泥调理改性单元还包括破碎机;
(3)所述污泥调理池设有混合搅拌组件。
8.根据权利要求1至3任一项所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，所述压滤脱水单元包括污泥进料泵、压滤机和液压储泥斗，污泥进料泵的进料口与污泥调理池出口连接，污泥进料泵的出料口与所述压滤机连接，所述液压储泥斗与所述压滤机的出口连接。
9.根据权利要求8所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，所述压滤脱水单元还设有隔膜组件和压榨组件。
10.根据权利要求1至3任一项所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，所述组合式污泥深度脱水系统还包括生物除臭单元，污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元的气体出口与所述生物除臭单元连接。
11.根据权利要求1至3任一项所述的组合式污泥深度脱水系统，其特征在于，所述组合式污泥深度脱水系统还包括污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元的PLC控制系统。
12.一种组合式污泥深度脱水工艺，其特征在于，采用权利要求1至11任一项所述的组合式污泥深度脱水系统进行脱水，包括以下步骤：
(1)污泥经污泥进料单元处理，得到含水率在一定范围内的污泥;
(2)将步骤(1)得到的污泥送至污泥调理改性单元，加入调理剂进行调理;
(3)将步骤(2)得到的污泥送至压滤脱水单元处理。
13.根据权利要求12所述的深度脱水工艺，其特征在于，步骤(1)中，含水率78～82%的污泥通过污泥混合输送组件送至污泥稀释均质池处理，得到含水率90～95%的污泥。
14.根据权利要求12所述的深度脱水工艺，其特征在于，步骤(1)中，含水率98.8～99.2%的污泥经污泥均质池处理后一部分通过提升泵送至机械浓缩机进行浓缩，得到含水率93～97%的污泥，另一部分送至污泥稀释均质池，对含水率78～82%的污泥进行稀释;含水率78～82%的污泥通过污泥混合输送组件送至污泥稀释均质池处理，得到含水率90～95%的污泥。
15.根据权利要求12所述的深度脱水工艺，其特征在于，步骤(1)中，含水率98.8～99.2%的污泥经污泥均质池处理后送至污泥稀释均质池，对含水率78～82%的污泥进行稀释;含水率78～82%的污泥通过污泥混合输送组件送至污泥稀释均质池处理，得到含水率90～95%的污泥。
16.根据权利要求14所述的深度脱水工艺，其特征在于，通过加药组件向所述机械浓缩机加药，加药的组分为混凝剂。
17.根据权利要求12至16任一项所述的深度脱水工艺，其特征在于，还包括以下特征中任一项或多项：
(1)所述调理剂包括石灰和聚合氧化铝;
(2)所述深度脱水工艺还包括将污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元产生的气体经生物除臭单元处理。
18.根据权利要求17所述的深度脱水工艺，其特征在于，所述第(1)项中，所述石灰的添加量为污泥干重的20～30%;所述聚合氯化铝的形态为粉剂或液态，粉剂聚合氯化铝的添加量 为污泥干重的5～15%，液态聚合氯化铝的添加量为污泥干重的25～30%。
说明书
一种组合式污泥深度脱水系统及深度脱水工艺
技术领域
本发明涉及污泥深度脱水领域，尤其涉及一种组合式污泥深度脱水系统及工艺。
背景技术
污水处理厂主要有初次沉淀污泥、剩余活性污泥和化学污泥。污泥的含水率一般都很高，初次沉淀池污泥含水率介于95%～97%，剩余活性污泥在99.2%以上，化学污泥的含水率达99.5%以上。污水处理厂产生的剩余活性污泥一般要占污泥总产量的80%以上。活性污泥主要由四部分组成：具有代谢功能的活性微生物群体;微生物内源呼吸和自身氧化的残留物;被污泥絮体吸附的难降解有机物;被污泥絮体吸附的无机物。剩余活性污泥以有机物为主要成分，具有易腐化发臭、颗粒较细、比重较小、含水率高且不易脱水的特性，是呈胶状结构的亲水性物质。污泥中含水分大致分为4类：颗粒间的空隙水，约占总水分的70%;毛细水，即颗粒间毛细管内的水，约占20%;污泥颗粒吸附水和颗粒内部水，约占10%。
污泥浓缩的方法主要有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩。重力浓缩池根据运行方式的不同，可分为连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池两种，按其水流方式又分为竖流式和幅流式两种。连续式重力浓缩池主要有带刮泥机及搅动栅的连续式重力浓缩池和多斗连续式重力浓缩池两种;间歇式污泥浓缩池主要有带中心管和不带中心管两种。机械浓缩是利用污泥中的固体颗粒与液体的比重差，在离心力场所受到的离心力的不同而分离。用于离心浓缩的离心机主要有转盘式离心机和转鼓离心机等。气浮浓缩污泥是先在加压情况下，然后通过减压释放出的大量微气泡附着在污泥颗粒的周围，使污泥颗粒上浮，从而达到浓缩的目的。
污泥的脱水是指将流态污泥(经过或未经过浓缩)转化为固态的湿污泥。污泥脱水的方法主要有自然脱水、机械脱水和造粒脱水。自然脱水主要构筑物是污泥干化场，主要依靠下渗和蒸发降低污泥的含水量。机械脱水法又分为过滤法和离心法两种。过滤法是将湿污泥用滤层(多孔性材料如滤布、金属丝网)过滤，使水分(滤液)渗过滤层，脱水污泥(滤饼)则被截留在滤层上。离心法是借污泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。过滤法用的设备有真空转鼓过滤机、板框压滤机和带式过滤机。机械脱水污泥的含水率和污泥性质及预处理方法有关。
典型的污泥处理工艺流程，包括四个阶段：第一阶段为污泥浓缩，主要目的是使污泥初步减容，缩小后续处理构筑物的容积或设备容量;第二阶段为污泥消化，使污泥中的有机物分解;第三阶段为污泥脱水，使污泥进一步减容;第四阶段为污泥处置，采用某种途径将最 终的污泥予以消纳。污水处理厂污泥通过以上四个阶段的处理，达到减量化、稳定化、无害化、资源化的目的。
目前的污泥脱水工艺在处理剩余活性污泥的过程中，主要存在脱水后的泥饼含水率高，泥饼产量低，加药量大，滤布清洗不干净，分离液含固量高，固体回收率低等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种组合式污泥深度脱水系统及深度脱水工艺，该脱水系统包括污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元，污泥进料单元包括污泥稀释均质池和污泥混合输送组件，污泥稀释均质池通过污泥混合输送组件与污泥调理改性单元连接，污泥调理改性单元与压滤脱水单元连接;该深度脱水工艺包括以下步骤：(1)污泥经污泥进料单元处理，得到含水率在一定范围内的污泥;(2)将步骤(1)得到的污泥送至污泥调理改性单元，加入调理剂进行调理;(3)将步骤(2)得到的污泥送至压滤脱水单元处理。本发明通过优化设计，使整个工艺有较强的适应性，可根据实际进料污泥量及含水率情况，灵活调整系统的运行组数及时间，保证系统稳定运行。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明第一方面提供一种组合式污泥深度脱水系统，包括污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元，所述污泥进料单元包括污泥稀释均质池和污泥混合输送组件，所述污泥稀释均质池通过污泥混合输送组件与所述污泥调理改性单元连接，所述污泥调理改性单元与所述压滤脱水单元连接。
优选的，所述污泥进料单元还包括污泥均质池、提升泵和机械浓缩机，所述污泥均质池通过提升泵与所述机械浓缩机连接，所述污泥均质池还与所述污泥稀释均质池连接，所述机械浓缩机与所述污泥调理改性单元连接。
优选的，所述污泥进料单元还包括污泥均质池，所述污泥均质池与所述污泥稀释均质池连接。
优选的，还包括以下特征中任一项或多项：
(1)污泥稀释均质池的进料口设有45～60°斜坡;
(2)污泥稀释均质池的进料口设有格网;
(3)污泥稀释均质池的进料口设有液压仓盖;
(4)所述污泥稀释均质池为地埋式，池顶高出地面0.3～0.5m。
优选的，所述污泥进料单元还包括向所述机械浓缩机加药的加药组件。
优选的，污泥污泥稀释均质池分两格。更优选的，单格有效池容满足后续间歇运行的1～2个批次的进料要求。
优选的，所述污泥调理改性单元包括污泥调理池、调理剂存储组件和调理剂投加组件，所述调料剂存储组件与所述调理剂投加组件连接。
更优选的，还包括以下特征中任一项或多项：
(1)所述调理剂存储组件包括石灰料仓和聚合氯化铝储池，所述调理剂投加组件包括石灰投加组件和聚合氯化铝投加组件，所述石灰料仓与所述石灰投加组件连接，所述聚合氯化铝储池与所述聚合氯化铝投加组件连接;
(2)所述污泥调理改性单元还包括破碎机;
(3)所述污泥调理池设有混合搅拌组件。
进一步更优选的，所述污泥调理改性单元多层竖向设置有石灰与聚合氯化铝投加组件、破碎机和混合搅拌组件。
优选的，所述压滤脱水单元包括污泥进料泵、压滤机和液压储泥斗，污泥进料泵的进料口与污泥调理池出口连接，污泥进料泵的出料口与所述压滤机连接，所述液压储泥斗与所述压滤机的出口连接。
更优选的，所述污泥进料泵为螺杆泵。
更优选的，所述压滤脱水单元还设有隔膜组件和压榨组件。所述隔膜组件设置在压滤机的滤板与滤布之间，所述压榨组件与所述压滤机连接。所述压榨组件包括压榨水泵、洗布泵和空压系统。
优选的，所述组合式污泥深度脱水系统还包括生物除臭单元，污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元的气体出口与所述生物除臭单元连接。
优选的，所述组合式污泥深度脱水系统还包括污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元的PLC控制系统。
本发明第二方面提供一种组合式深度脱水工艺，采用上述任一项所述的组合式污泥深度脱水系统进行脱水，包括以下步骤：
(1)污泥经污泥进料单元处理，得到含水率在一定范围内的污泥;
(2)将步骤(1)得到的污泥送至污泥调理改性单元，加入调理剂进行调理;
(3)将步骤(2)得到的污泥送至压滤脱水单元处理。
优选的，步骤(1)中，含水率78～82%的污泥通过污泥混合输送组件送至污泥稀释均质池处理，得到含水率90～95%的污泥，通过加入水对含水率78～82%的污泥进行稀释。
优选的，步骤(1)中，含水率98.8～99.2%的污泥经污泥均质池处理后一部分通过提升泵送至机械浓缩机进行浓缩，得到含水率93～97%的污泥，另一部分送至污泥稀释均质池，对含水率78～82%的污泥进行稀释;含水率78～82%的污泥通过污泥混合输送组件送至污泥稀释均质池处理，得到含水率90～95%的污泥。
优选的，步骤(1)中，含水率98.8～99.2%的污泥经污泥均质池处理后送至污泥稀释均质池，对含水率78～82%的污泥进行稀释;含水率78～82%的污泥通过污泥混合输送组件送至污泥稀释均质池处理，得到含水率90～95%的污泥。
优选的，通过加药组件向所述机械浓缩机加药，加药的组分为混凝剂，更优选的，混凝剂的添加量为污泥干重的0.2～2‰。
优选的，还包括以下特征中任一项或多项：
(1)所述调理剂包括石灰和聚合氧化铝;
(2)所述深度脱水工艺还包括将污泥进料单元、污泥调理改性单元和压滤脱水单元产生的气体经生物除臭单元处理。
更优选的，所述第(1)项中，所述石灰的添加量为污泥干重的20～30%，进一步更优选的，所述石灰中CaO含量为65～75wt%;所述聚合氯化铝的形态为粉剂或液态，粉剂聚合氯化铝的添加量为污泥干重的5～15%，进一步更优选的，所述粉剂聚合氯化铝中Al2O3含量为28～30wt%，液态聚合氯化铝的添加量为污泥干重的25～30%，进一步更优选的，液态聚合氯化铝中Al2O3含量为9～11wt%。
优选的，步骤(2)中，将步骤(1)得到的污泥送至多层竖向设置有石灰与聚合氯化铝投加组件、破碎机和混合搅拌组件的污泥调理改性单元，加入调理剂进行调理、破碎和匀质。更优选的，破碎后的污泥颗粒粒度<5mm。
本发明的组合式污泥深度脱水系统及深度脱水工艺，至少具有以下有益效果之一：
(1)通过优化设计，使整个工艺流程有较强的适应性，可根据实际的进料污泥量及含水率情况，灵活调整系统的运行组数及时间，保证系统稳定运行;
(2)优化了含水率78～82%污泥的卸料、存储、输送流程;污泥稀释均质池同时兼顾污泥进料、稀释、均质及存储功能;
(3)含水率98.8～99.2%污泥经污泥均质池处理后送至机械浓缩机进行浓缩，使得进入调理改性单元的污泥量大大减少，采用了机械浓缩机，设备成熟、管理简便，处理能力大、可连续操作;
(4)加入石灰和聚合氯化铝进行调理改性，提高了污泥的脱水性能;
(5)污泥调理改性单元集药剂投加、混合反应、破碎、匀质及存储多功能，对充分混合反应的改性污泥进行破碎，控制污泥的颗粒粒度<5mm，性质均匀;兼顾改性污泥的存储功能;
(6)污泥调理改性单元多层竖向布置，钢制设备与框架结构有机结合，减小占地面积，并利用设备自带扶梯和操作平台，构建畅通的巡检通道;
(7)兼顾污泥输送进料、隔膜压榨的系统化高压压滤脱水单元：污泥输送进料可采用螺杆泵，避免颗粒污泥破碎解体，利于压滤脱水;同时采用大小泵切换，可根据污泥压榨情况适时调整压滤机的进泥量;压滤机集自动液压压紧、自动补压、变频电机控制取拉板卸料、中进料、暗流出液、自动高压隔膜压榨、翻板自动开启关闭、自动高压水洗滤布等功能于一体，可根据进泥量大小自动运行;污泥进料泵与高压压滤机、隔膜压榨系统通过必备的仪表联锁控制，高压压滤脱水单元形成系统化的运行机制;
(8)基于生产过程可视化的营运信息系统：污泥进料单元、调理改性单元、高压压滤脱水单元各自均采用PLC自动化程序控制，周期性往复工作，同时各单元之间可实现联锁运行，基本实现生产控制的自动化;各单元运行参数可通过试运行调试输入控制系统，并实时监控，基本实现生产管理的信息化;各单元的主要设备均可远程控制，通过上位机动态模拟，基本实现生产过程的可视化;除加药及清洁卫生需要少量人工外，生产运行过程均为电脑程序控制，基本实现生产现场的无人化。
