公布日：2023.09.05
申请日：2023.07.05
分类号：C02F11/14(2019.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I;C02F11/147(2019.01)I
摘要
本发明公开了一种污泥处理设备及工艺，所述设备包括：污泥预处理系统，用于对药剂进行制备，并将药剂与待处理污泥混合搅拌，对污泥进行破胶；脱水系统，与所述污泥预处理系统的出泥端衔接，用于将经所述污泥预处理系统处理后的污泥进行脱水；所述污泥预处理系统和所述脱水系统对污泥进行破胶，是通过所述药剂改变污泥中水泡体结构，将污泥中难以破除泡体结构刺破，使得污泥中的结合水和吸附水转变为自由水。本发明采用对污泥进行破胶预处理的方式，通过化学方法改变了污泥的水体结构，即将表面吸附水和毛细结合水改变了存在形式，使它们以自由水的形式存在，自由水可以通过外力轻松排出；再经过脱水系统对污泥的脱水，脱水率大幅度提高。
权利要求书
1.污泥处理设备，其特征在于，包括：污泥预处理系统，用于对包括破胶剂在内的药剂进行制备，并将药剂与待处理污泥混合搅拌，对污泥进行破胶；脱水系统，与所述污泥预处理系统的出泥端衔接，用于将经所述污泥预处理系统处理后的污泥进行脱水，并持续对污泥进行破胶；所述污泥预处理系统和所述脱水系统对污泥进行破胶，是通过所述药剂改变污泥中水泡体结构，将污泥中难以破除泡体结构刺破，使得污泥中的结合水和吸附水转变为自由水。
2.根据权利要求1所述的污泥处理设备，其特征在于，所述污泥预处理系统包括：卸料仓(1)，用于对待处理的污泥进行卸料；污泥储存仓(4)，与所述卸料仓(1)的出泥端相连接，用于对污泥进行存储；药剂生产输送系统，用于对药剂进行制备、输送；搅拌系统，分别与所述污泥储存仓(4)的出泥端及所述药剂生产输送系统出药端相连接；所述搅拌系统用于将污泥、药剂、水混合搅拌，对污泥进行破胶除菌调理；固液分离器(12)，与所述搅拌系统的出泥端相连接，用于将经所述搅拌系统搅拌后的污泥进行固液分离；泥浆罐(14)，与所述固液分离器(12)的出泥端相连接，用于对经过破胶除菌调理的污泥浆进行闷料处理。
3.根据权利要求2所述的污泥处理设备，其特征在于，所述药剂生产输送系统包括：药剂生产装置(7)，用于对能够改变污泥中水泡体结构的药剂进行制备；药剂气力输送管道(8)，与所述药剂生产装置出药端相连接；药剂气力输送泵，设置在所述药剂气力输送管道(8)上；计量斗(10)，位于所述药剂气力输送管道(8)出药端的正下方，用于对药剂进行计量；药剂输送机，其进药端与所述计量斗(10)出药端相衔接，其出药端与所述搅拌系统相衔接。
4.根据权利要求3所述的污泥处理设备，其特征在于，所述药剂生产装置(7)还对无害化药剂进行制备；在所述污泥预处理系统对污水进行预处理过程中和/或所述脱水系统对污泥进行脱水过程中，通过所述无害化药剂对污泥进行杀菌除臭，抑制并降低污泥中重金属的渗出。
5.根据权利要求1所述的污泥处理设备，其特征在于，所述脱水系统包括：初级脱水系统，用于对经预处理后的污泥进行压滤脱水；持续脱水系统，与所述初级脱水系统的出料端相衔接，用于对经所述初级脱水系统处理后的泥饼进行持续脱水。
6.根据权利要求5所述的污泥处理设备，其特征在于，所述持续脱水系统包括：破碎机(18)，用于承接所述初级脱水系统压滤后的泥饼，用于将泥饼破碎成污泥颗粒；混料翻拌机(20)，与所述破碎机(18)的出料端相连接，用于将破碎后的污泥颗粒在混料翻拌机中进行翻拌，以降低污泥颗粒中的含水率。
7.根据权利要求6所述的污泥处理设备，其特征在于，所述混料翻拌机(20)的上方还设置有储料仓(21)；所述储料仓(21)用于存储木屑并将木屑投入所述混料翻拌机(20)。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的污泥处理设备，其特征在于，还包括：造粒机(23)，用于将脱水后的污泥进行造粒。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的污泥处理设备，其特征在于，还包括：废水处理装置(25)，用于将所述脱水系统对污泥处理过程中产生的废水进行收集处理；经所述废水处理装置(25)处理后的水及污泥进行回用。
10.根据权利要求1至7任意一项所述的污泥处理设备，其特征在于，还包括：废气处理装置(26)，用于将所述污泥预处理系统以及所述脱水系统运行过程中产生的废气进行吸收处理。
11.污泥处理工艺，其特征在于，所述工艺基于权利要求1至10任意一项所述的污泥处理设备进行，包括以下步骤：S1.对污泥进行预处理：将配置的药剂与待处理污泥混合搅拌，对污泥进行破胶；S2.对经步骤S1预处理后的污泥进行脱水，并持续对污泥进行破胶；所述步骤S1和所述步骤S2对污泥进行破胶，是通过所述药剂改变污泥中水泡体结构，将污泥中难以破除泡体结构刺破，使得污泥中的结合水和吸附水转变为自由水。
12.根据权利要求11所述的污泥处理工艺，其特征在于，还包括以下步骤：在进行步骤S1过程中和/或进行步骤S2过程中，将配置的无害化药剂与污泥进行搅拌混合，以对污泥进行杀菌除臭，抑制并降低污泥中重金属的渗出。
13.根据权利要求12所述的污泥处理工艺，其特征在于，所述无害化药剂包括沸石、活性氧化镁以及强氧化剂混合剂。
14.根据权利要求11至13任意一项所述的污泥处理工艺，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：S11.药剂的制备；S12.将污泥、药剂、水依次输送至搅拌系统进行混合搅拌；S13.将混合搅拌后的污泥浆输入泥浆罐(14)进行闷料处理。
15.根据权利要求11所述的污泥处理工艺，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：S21.初步脱水工艺步骤：设定初级脱水系统的压滤时间以及压滤压力后，通过初级脱水系统对经预处理后的污泥进行至少一次压滤脱水；S22.持续脱水工艺步骤：将经步骤S21压滤后的泥饼破碎，形成半干的土壤状污泥颗粒；将破碎后的污泥颗粒进行翻拌，并持续对污泥颗粒进行破胶，以使污泥颗粒中的水分持续挥发。
16.根据权利要求15所述的污泥处理工艺，其特征在于，在对污泥翻拌过程中，加入木屑，以助于污泥脱水。
17.根据权利要求11所述的污泥处理工艺，其特征在于，还包括在对污泥脱水后的造粒步骤。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有的污泥的处理方法无法高效地实现对污泥无害化处理的缺陷，从而提供一种污泥处理设备及工艺。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
污泥处理设备，包括：
污泥预处理系统，用于对包括破胶剂在内的药剂进行制备，并将药剂与待处理污泥混合搅拌，对污泥进行破胶；
脱水系统，与所述污泥预处理系统的出泥端衔接，用于将经所述污泥预处理系统处理后的污泥进行脱水，并持续对污泥进行破胶；
所述污泥预处理系统和所述脱水系统对污泥进行破胶，是通过所述药剂改变污泥中水泡体结构，将污泥中难以破除泡体结构刺破，使得污泥中的结合水和吸附水转变为自由水。
进一步优化技术方案，所述污泥预处理系统包括：
卸料仓，用于对待处理的污泥进行卸料；
污泥储存仓，与所述卸料仓的出泥端相连接，用于对污泥进行存储；
药剂生产输送系统，用于对药剂进行制备、输送；
搅拌系统，分别与所述污泥储存仓的出泥端及所述药剂生产输送系统出药端相连接；所述搅拌系统用于将污泥、药剂、水混合搅拌，对污泥进行破胶除菌调理；
固液分离器，与所述搅拌系统的出泥端相连接，用于将经所述搅拌系统搅拌后的污泥进行固液分离；
泥浆罐，与所述固液分离器的出泥端相连接，用于对经过破胶除菌调理的污泥浆进行闷料处理。
进一步优化技术方案，所述药剂生产输送系统包括：
药剂生产装置，用于对能够改变污泥中水泡体结构的药剂进行制备；
药剂气力输送管道，与所述药剂生产装置出药端相连接；
药剂气力输送泵，设置在所述药剂气力输送管道上；
计量斗，位于所述药剂气力输送管道出药端的正下方，用于对药剂进行计量；
药剂输送机，其进药端与所述计量斗出药端相衔接，其出药端与所述搅拌系统相衔接。
进一步优化技术方案，所述药剂生产装置还对无害化药剂进行制备；
在所述污泥预处理系统对污水进行预处理过程中和/或所述脱水系统对污泥进行脱水过程中，通过所述无害化药剂对污泥进行杀菌除臭，抑制并降低污泥中重金属的渗出。
进一步优化技术方案，所述脱水系统包括：
初级脱水系统，用于对经预处理后的污泥进行压滤脱水；
持续脱水系统，与所述初级脱水系统的出料端相衔接，用于对经所述初级脱水系统处理后的泥饼进行持续脱水。
进一步优化技术方案，所述持续脱水系统包括：
破碎机，用于承接所述初级脱水系统压滤后的泥饼，用于将泥饼破碎成污泥颗粒；
混料翻拌机，与所述破碎机的出料端相连接，用于将破碎后的污泥颗粒在混料翻拌机中进行翻拌，以降低污泥颗粒中的含水率。
进一步优化技术方案，所述混料翻拌机的上方还设置有储料仓；所述储料仓用于存储木屑并将木屑投入所述混料翻拌机。
进一步优化技术方案，还包括：
造粒机，用于将脱水后的污泥进行造粒。
进一步优化技术方案，还包括：
废水处理装置，用于将所述脱水系统对污泥处理过程中产生的废水进行收集处理；经所述废水处理装置处理后的水及污泥进行回用。
进一步优化技术方案，还包括：
废气处理装置，用于将所述污泥预处理系统以及所述脱水系统运行过程中产生的废气进行吸收处理。
污泥处理工艺，所述工艺基于所述的污泥处理设备进行，包括以下步骤：
S1.对污泥进行预处理：
将配置的药剂与待处理污泥混合搅拌，对污泥进行破胶；
S2.对经步骤S1预处理后的污泥进行脱水，并持续对污泥进行破胶；
所述步骤S1和所述步骤S2对污泥进行破胶，是通过所述药剂改变污泥中水泡体结构，将污泥中难以破除泡体结构刺破，使得污泥中的结合水和吸附水转变为自由水。
进一步优化技术方案，还包括以下步骤：
在进行步骤S1过程中和/或进行步骤S2过程中，将配置的无害化药剂与污泥进行搅拌混合，以对污泥进行杀菌除臭，抑制并降低污泥中重金属的渗出。
进一步优化技术方案，所述无害化药剂包括沸石、活性氧化镁以及强氧化剂混合剂。
进一步优化技术方案，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11.药剂的制备；
S12.将污泥、药剂、水依次输送至搅拌系统进行混合搅拌；
S13.将混合搅拌后的污泥浆输入泥浆罐进行闷料处理。
进一步优化技术方案，所述步骤S2包括以下步骤：
S21.初步脱水工艺步骤：
设定初级脱水系统的压滤时间以及压滤压力后，通过初级脱水系统对经预处理后的污泥进行至少一次压滤脱水；
S22.持续脱水工艺步骤：
将经步骤S21压滤后的泥饼破碎，形成半干的土壤状污泥颗粒；
将破碎后的污泥颗粒进行翻拌，并持续对污泥颗粒进行破胶，以使污泥颗粒中的水分持续挥发。
进一步优化技术方案，在对污泥翻拌过程中，加入木屑，以助于污泥脱水。
进一步优化技术方案，还包括在对污泥脱水后的造粒步骤。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的污泥处理设备，采用对污泥进行破胶预处理的方式，通过化学方法改变了污泥的水体结构，即将表面吸附水和毛细结合水改变了存在形式，使它们以自由水的形式存在，自由水可以通过外力轻松排出；再经过脱水系统对污泥的脱水，脱水率大幅度提高。相对于传统机械脱水，经本发明处理后的污泥，含水率更低，对环境污染的程度更小。
2.本发明提供的污泥处理设备，在污泥预处理系统对污水进行预处理过程中和/或脱水系统对污泥进行脱水过程中，通过无害化药剂对污泥进行杀菌除臭，污泥中的病原菌和寄生虫卵去除率可达99％以上，同时抑制并降低重金属的渗出。
3.本发明提供的污泥处理设备，在搅拌系统的下游设置有泥浆罐，通过泥浆罐对混合好的污泥、药剂、水进行闷料，通过闷料使得药剂和污泥破胶反应，同时也消除了污泥中病原菌和有害虫卵。
4.本发明提供的污泥处理设备，脱水系统包括初级脱水系统和持续脱水系统，对污泥进行两次脱水，在两次脱水过程中破胶剂均能够对污泥进行破胶处理，将污泥内部的额外水分迅速挥发，进一步降低了污泥中的含水率。
5.本发明提供的污泥处理工艺，从无害化到资源化过程简单、高效。采用第一步破胶、第二步无害化、第三步快速脱水的市政污泥三步法无害化技术对污泥进行处理，污泥含水率直接从85％－90％减量到35％－40％左右，呈现半干状态。由于污泥中病原菌等有害物质已经去除，无毒性渗出。同时处理后的污泥无需进行其他额外的处理工序，可以直接用于营养土和种植土的资源化利用。改良后污泥不会污染地下水、不会损伤植被根系，也不会导致水土富营养化。三步无害化法是一种更加简单，更加高效的污泥无害化处理技术。
6.本发明提供的污泥处理工艺，在对污泥翻拌过程中，加入了木屑。木屑具有吸水效果，进一步降低含水率；木屑有很好的助燃作用，燃烧利用率高，造粒可用于生物燃料。
（发明人：张国梅;程艳;康春）
