申请日2012.08.06
公开(公告)日2012.11.07
IPC分类号C02F11/12; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种污泥微泡扩增器，包括罐体和设于罐体中的搅拌组件，罐体的下端设有污泥进料口和压缩空气通入口，罐体的上端设有微泡污泥输出口。本发明还公开了一种污泥微泡连续扩增系统及其应用，该污泥微泡连续扩增系统包括依次连接的搅拌装置、杂质筛除装置、污泥输送装置和上述的污泥微泡扩增器;该应用包括污泥调质匀浆、去除杂质、微泡扩增和常温干化的过程。本发明具有微泡扩增速度高、处理能力强、连续性好、运行稳定可靠、不易堵塞、使用范围广等优点。
权利要求书
1.一种污泥微泡扩增器，其特征在于：包括罐体和设于罐体中的搅拌组件，所述罐体的下端设有污泥进料口和压缩空气通入口，所述罐体的上端设有微泡污泥输出口。
2.根据权利要求1所述的污泥微泡扩增器，其特征在于：所述污泥进料口和压缩空气通入口均设有单向阀。
3.根据权利要求1所述的污泥微泡扩增器，其特征在于：所述搅拌组件包括带轴封的搅拌轴和沿轴向依次连接于搅拌轴上的两个以上可拆卸式的搅拌桨，所述搅拌桨包括与搅拌轴连接的骨架和连接于所述骨架上的多根搅拌杆。
4.根据权利要求1所述的污泥微泡扩增器，其特征在于：所述罐体中于微泡污泥输出口的下方设有一层以上滤网。
5.根据权利要求1所述的污泥微泡扩增器，其特征在于：所述污泥进料口和压缩空气通入口相对于搅拌组件的旋转轴线呈中心对称布置，以使污泥和压缩空气进入罐体后同向旋转。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的污泥微泡扩增器，其特征在于：所述罐体上端设有带单向阀的反冲洗入口，所述罐体的底部设有带通断阀的反冲洗出口，所述微泡污泥输出口设有通断阀。
7.一种污泥微泡连续扩增系统，其特征在于：包括依次连接的搅拌装置、杂质筛除装置、污泥输送装置和上述权利要求6所述的污泥微泡扩增器。
8.根据权利要求7所述的污泥微泡连续扩增系统，其特征在于：所述杂质筛除装置为旋振筛，所述污泥输送装置为螺杆泵。
9.一种用上述权利要求7或8所述的污泥微泡连续扩增系统进行污泥干化预处理的应用，所述应用包括以下步骤：
(1)污泥调质匀浆：将污泥置于所述搅拌装置中搅拌至泥浆状，再向搅拌装置中投加生石灰及木质纤维素，搅拌均匀后静置;
(2)去除杂质：采用所述杂质筛除装置将步骤(1)得到的污泥中的长纤维及大颗粒杂质去除;
(3)微泡扩增：将微泡污泥输出口的通断阀打开，反冲洗出口的通断阀关闭，通过所述污泥输送装置将步骤(2)得到的污泥输送至罐体中，同时从压缩空气通入口将压缩空气通入罐体中，启动污泥微泡扩增器的搅拌组件进行搅拌形成微泡污泥，微泡污泥最终从微泡污泥输出口流出;
(4)常温干化：将微泡污泥摊堆于干化温室中，配合适当的翻堆处理，实现污泥常温条件下的快速干化。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述污泥微泡扩增器每连续运行一段时间后进行一次反冲洗，反冲洗时，污泥输送装置停止泵送污泥，反冲洗出口的通断阀打开，微泡污泥输出口的通断阀关闭，从反冲洗入口将水通入罐体，同时使污泥微泡扩增器的搅拌组件反转，冲洗残渣最终随水流从反冲洗出口流出。
说明书
污泥微泡扩增器、污泥微泡连续扩增系统及其应用
技术领域
本发明涉及环保污泥处理领域，具体涉及一种污泥微泡扩增器、污泥微泡连续扩增系统及其应用。
背景技术
近年来，随着我国人口增长和城镇化水平的不断提高，城市污水处理厂的建设步伐日益加快，污水处理能力也得到了大幅提升。而另一方面，污水处理过程中产生的“污泥”的产量也急剧增加。污泥成分十分复杂，含有大量病原菌、重金属和有机污染物等有毒有害物质，极易对地下水、土壤等造成二次污染，降低了污水处理系统的有效处理能力，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
在污泥处理处置过程中，含水率一直是衡量污泥性质的重要指标。由于污泥是通过水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成，结构松散，形状不规则，比表面积与孔隙率高，因此其含水率极高，脱水难度较大。目前污水处理厂常用的脱水方法是将污泥浓缩并经过调理后进行机械脱水。此种方法能在一定程度上实现污泥的减量化，但通过国内外的应用实践表明污泥含水率很难降到65%以下，要实现对污泥的深度脱水，比较可行的方法是引入污泥干化技术，其主要是通过污泥与热媒之间的传热作用进一步脱除污泥中的水分。
申请人在前期申请的相关发明中提出了一种污泥干化方法。该方法基于污泥中表面活性物质丰富的特点，通过污泥匀浆除杂、表面活性物质促溶、微泡骨架构建、高速搅拌扩增等步骤形成微泡污泥，以此改变污泥表面性质和持水性能，实现污泥在常温条件下的快速干化。此种方法具有脱水性能好、干化效率高、产品易压缩、产品热值高等优点。但是，在微泡污泥的制备过程中，由于污泥粘度较高且成分复杂，仅以机械搅拌形式向污泥中引入空气的速度较慢。同时，在面对大规模的污泥处理时，此类间歇式的操作方式也严重制约了污泥处理效率的进一步提升。
借鉴目前国内外建筑、材料、食品等相关行业的机械发泡方式，利用压力向含表面活性物质的液体中引入气体最为普遍，无论从泡沫量、泡沫化速度、泡沫均匀度等方面都较传统的机械搅拌方式有明显改善。其中，在泡沫化罐体中通常设置密集的固定金属网格，以尽可能增加液体和气体的接触面积。但是，这一设计仅适用于制备两相泡沫或固料细腻、粒度均匀的三相泡沫，当其面对成分复杂且粒度不均的污泥，固定金属网格极易被堵塞，致使系统无法正常运行，因此，并不直接适用于污泥微泡扩增操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术存在的不足，提供一种微泡扩增速度高、处理能力强、连续性好、运行稳定可靠、不易堵塞、使用范围广的污泥微泡扩增器、污泥微泡连续扩增系统及其应用。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种污泥微泡扩增器，包括罐体和设于罐体中的搅拌组件，所述罐体的下端设有污泥进料口和压缩空气通入口，所述罐体的上端设有微泡污泥输出口。
上述技术方案中，优选的，所述污泥进料口和压缩空气通入口均设有单向阀。
上述技术方案中，优选的，所述搅拌组件包括带轴封的搅拌轴和沿轴向依次连接于搅拌轴上的两个以上可拆卸式的搅拌桨，所述搅拌桨包括与搅拌轴连接的骨架和连接于所述骨架上的多根搅拌杆。
上述技术方案中，优选的，所述罐体中于微泡污泥输出口的下方设有一层以上滤网。
上述技术方案中，优选的，所述污泥进料口和压缩空气通入口相对于搅拌组件的旋转轴线呈中心对称布置，以使污泥和压缩空气进入罐体后同向旋转。
上述技术方案中，优选的，所述罐体上端设有带单向阀的反冲洗入口，所述罐体的底部设有带通断阀的反冲洗出口，所述微泡污泥输出口设有通断阀。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种污泥微泡连续扩增系统，包括依次连接的搅拌装置、杂质筛除装置、污泥输送装置和上述的污泥微泡扩增器。
上述污泥微泡连续扩增系统中，优选的，所述杂质筛除装置为旋振筛，所述污泥输送装置为螺杆泵。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种用上述污泥微泡连续扩增系统进行污泥干化预处理的应用，所述应用包括以下步骤：
(1)污泥调质匀浆：将污泥置于所述搅拌装置中搅拌至泥浆状，再向搅拌装置中投加生石灰及木质纤维素，搅拌均匀后静置;所述生石灰的加入量优选为污泥湿重的5%～10%，所述木质纤维素的投加量优选为所述污泥湿重的2‰～10‰;
(2)去除杂质：采用所述杂质筛除装置将步骤(1)得到的污泥中的长纤维及大颗粒杂质去除;
(3)微泡扩增：将微泡污泥输出口的通断阀打开，反冲洗出口的通断阀关闭，通过所述污泥输送装置将步骤(2)得到的污泥输送至罐体中，同时从压缩空气通入口将压缩空气通入罐体中，启动污泥微泡扩增器的搅拌组件进行搅拌形成微泡污泥(微泡污泥的密度降至待处理污泥密度的40%～60%)，微泡污泥最终从微泡污泥输出口流出;搅拌时的搅拌速度优选为300rpm～600rpm，每次连续搅拌的时间优选为30min～90min;
(4)常温干化：将微泡污泥摊堆于干化温室中，配合适当的翻堆处理，实现污泥常温条件下的快速干化。
上述应用中，优选的，所述污泥微泡扩增器每连续运行一段时间后进行一次反冲洗，反冲洗时，污泥输送装置停止泵送污泥，反冲洗出口的通断阀打开，微泡污泥输出口的通断阀关闭，从反冲洗入口将水通入罐体，同时使污泥微泡扩增器的搅拌组件反转，冲洗残渣最终随水流从反冲洗出口流出。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的污泥微泡扩增器进行污泥微泡扩增时，采用搅拌与压缩空气相结合的方式将空气引入污泥中，能大幅提升污泥微泡扩增的速度，较单独的搅拌引气方式大大缩减了运行的时间，其微泡污泥的处理能力显著提升，极具应用价值和现实意义;本发明的污泥微泡连续扩增系统可对污泥进行搅拌、除杂、泵送、微泡扩增等一系列操作，实现了污泥干化过程中污泥预处理的连续操作，为应对大规模的污泥处理奠定了基础，其可进行大规模的污泥处理，处理能力强，且运行稳定可靠。该污泥微泡连续扩增系统可对高粘度、多杂质、粒度不均的污泥进行处理，其使用范围广。
