申请日2012.12.20
公开(公告)日2013.04.24
IPC分类号G01N33/24
摘要
本发明公开一种污泥脱水性能测试系统及方法，其系统包括贮泥塔、高压污泥泵、压力罐、脱水装置和滤液收集罐，贮泥塔、高压污泥泵、压力罐和脱水装置通过污泥管道依次连接，脱水装置和滤液收集罐通过滤液管道连接;高压污泥泵上设有压力调节器，压力罐上设有压力传感器，污泥管道上设有单向阀和污泥流量计，滤液管道上设有开关阀和水流量计;其方法是测量造纸污泥在脱水前的污泥流量和脱水后的滤液流量，同时测量脱水后得到的污泥滤饼的含水率，计算出污泥滤饼的脱水指标，从而得出污泥脱水性能的系列参数。本发明实现污泥脱水性能的标准化测试，形成标准化的数据体系，有利于不同种类污泥脱水性能的比较，从而降低污泥回收再利用的处理成本。
权利要求书
1.污泥脱水性能测试系统，其特征在于，包括贮泥塔、高压污泥泵、压 力罐、脱水装置和滤液收集罐，贮泥塔、高压污泥泵、压力罐和脱水装置通过 污泥管道依次连接，脱水装置和滤液收集罐通过滤液管道连接;高压污泥泵上 设有压力调节器，压力罐上设有压力传感器，压力罐与脱水装置连接的污泥管 道上设有单向阀和污泥流量计，脱水装置和滤液收集罐连接的滤液管道上设有 开关阀和水流量计。
2.根据权利要求1所述的污泥脱水性能测试系统，其特征在于，所述脱 水装置包括机架、脱水组件、滤液收集斗、左油缸和右油缸，脱水组件设于机 架上，脱水组件左右两侧分别设置左油缸和右油缸，滤液收集斗设于脱水组件 下方。
3.根据权利要求2所述的污泥脱水性能测试系统，其特征在于，所述脱 水组件有4组，4组脱水组件并列设于滤液收集斗上方，位于左侧的脱水组件 与左油缸相接触，位于右侧的脱水组件与右油缸相接触;各脱水组件顶部分别 设有进泥口和进气口，进泥口通过污泥管道与压力罐相连接，进气口通过空气 管道外接空气压缩机;各脱水组件底部分别设有滤液出口。
4.根据权利要求3所述的污泥脱水性能测试系统，其特征在于，所述各 脱水组件底部的滤液出口设于滤液收集斗内，各滤液出口处还分别设有开关 阀。
5.根据权利要求2所述的污泥脱水性能测试系统，其特征在于，所述滤 液收集斗为锥形的漏斗状结构，滤液收集斗底部通过滤液管道与滤液收集罐连 接。
6.根据权利要求1所述的污泥 脱水性能测试系统，其特征在于，所述贮 泥塔底部为锥形的漏斗结构，贮泥塔底部还设有搅拌器;
贮泥塔、高压污泥泵、压力罐、脱水装置、压力调节器、压力传感器、单 向阀、污泥流量计、开关阀和水流量计分别外接控制器。
7.通过权利要求1~6任一项所述系统实现一种污泥脱水性能测试方法， 其特征在于，包括以下步骤：
(1)先将造纸污泥贮存于贮泥塔中，并测量其含水率，记为C1;
(2)将标准压强分为低压、中压和高压分别进行测试，对应相应的标准 压强，设定压力传感器的最高值，通过高压污泥泵将造纸污泥泵送至脱水装置， 造纸污泥经过压力罐时，压力传感器检测污泥管道内的压力值，根据压力值调 节压力调节器的设定值;
(3)污泥流量计计量进入脱水装置的污泥量，记为Q1;
(4)当压力传感器检测到的压力值为设定的最高值时，高压污泥泵持续 泵送造纸污泥的时间为t1，然后关闭高压污泥泵，停止泵送造纸污泥;
(5)停止泵送的时间为t2时，水流量计计量脱水装置送出的滤液量，记 为预脱水总量V1;
(6)启动脱水装置，对进入脱水装置的造纸污泥进行脱水，脱水装置内 的保压时间为t3，然后通过水流量计计量脱水装置送出的滤液量，记为V2， 脱水装置内的造纸污泥脱水后形成多个污泥滤饼;
(7)取出各污泥滤饼，并测量各污泥滤饼的含水率C1、C2……Cn和实际 重量M1、M2……Mn，按照以下公式计算各污泥滤饼的脱水指标Kn：
Kn=(Mn/(B×Cn))×V;
其中，B为多个污泥滤饼的绝干污泥质量，B=M1/C1+M2/C2+……+Mn/Cn;
V为压榨脱水量，V=V2-V1;
n为污泥滤饼的个数;
标准压强是工业上常用的压强，即低压为1MPa，中压为3MPa，高压为 5MPa。
8.根据权利要求7所述的污泥脱水性能测试方法，其特征在于，所述步 骤(2)中，当标准压强为低压1MPa时，设定压力传感器的最高值为0.8Mpa; 当标准压强为中压3MPa时，设定压力传感器的最高值为1.6Mpa;当标准压 强为高压5MPa时，设定压力传感器的最高值为2MPa。
9.根据权利要求7所述的污泥脱水性能测试方法，其特征在于，所述步 骤(4)中，高压污泥泵持续泵送造纸污泥的时间为t1为5min;步骤(5)中， 停止泵送的时间t2为2min;步骤(6)中，脱水装置内的保压时间t3为30min; 步骤(7)中，污泥滤饼的个数n与脱水装置中脱水组件的个数相等。
10.根据权利要求7所述的污泥脱水性能测试方法，其特征在于，所述步 骤(6)中，脱水装置造纸污泥进行脱水的具体过程为：启动脱水装置时，左 油缸和右油缸同时动作，向中间挤压各脱水组件，使各脱水组件内的造纸污泥 脱水并形成污泥滤饼，滤液由滤液收集斗收集后通过滤液管道送至滤液收集 罐。
说明书
污泥脱水性能测量系统及方法
技术领域
本发明涉及造纸污泥处理技术领域，特别涉及一种污泥脱水性能测试系统 及方法。
背景技术
造纸污泥的综合利用主要有土地利用、热量回收利用和建材利用。经过充 分腐熟的造纸污泥含有较多的有机质，含有一定量的N、P、K肥效，腐熟后 的纤维、木素等有助于改善土壤离子交换水平，填料中的钙可很好改善酸性土 壤，有着良好的土地利用价值。干污泥热值在2000~3000Kcal/kg之间，可作 为燃料焚烧进行热量回收利用，其无机部分可作为水泥、砖等建材的原料，还 可进行造纸填料的回收。可见造纸污泥含有的固体成分具有良好的、广泛的利 用价值。
但由于其难以脱水的特性，目前压滤脱水后的泥饼仍含有高达70~80%的 大量水分，其利用价值远不能补偿利用前的干燥脱水成本，因而阻碍了各种综 合利用途径的实际应用。所以造纸污泥的低成本脱水是各种处置和利用方法的 关键技术支撑，是造纸污泥价值回收利用的经济可行性保障。
现有污泥脱水生产流程中，缺乏检测手段，一般只是依靠生产操作的经验 积累，没有形成标准化的数据体系，不利于不同污泥脱水之间的比较和制定标 准的操作工艺，增加的污泥脱水处理的成本。
要实现低成本提高污泥干度，需要建立造纸污泥脱水特性的检测系统，为 不同的造纸污泥脱水特性进行分析研究，并依此选择适宜的脱水设备，制定相 应的脱水工艺及其参数，并为应用造纸污泥提供标准化的技术指标，为低成本 处理造纸污泥、资源化利用造纸污泥提供重要的研究手段。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种污泥脱水性能测试系 统，通过该系统可实现污泥脱水性能的标准化测试，从而降低污泥回收再利用 的处理成本并提供技术支持。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述系统实现的污泥脱水性能测试 方法。
本发明的技术方案为：一种污泥脱水性能测试系统，包括贮泥塔、高压污 泥泵、压力罐、脱水装置和滤液收集罐，贮泥塔、高压污泥泵、压力罐和脱水 装置通过污泥管道依次连接，脱水装置和滤液收集罐通过滤液管道连接;高压 污泥泵上设有压力调节器，压力罐上设有压力传感器，压力罐与脱水装置连接 的污泥管道上设有单向阀和污泥流量计，脱水装置和滤液收集罐连接的滤液管 道上设有开关阀和水流量计。
所述脱水装置包括机架、脱水组件、滤液收集斗、左油缸和右油缸，脱水 组件设于机架上，脱水组件左右两侧分别设置左油缸和右油缸，滤液收集斗设 于脱水组件下方。
作为一种优选方案，所述脱水组件有4组，4组脱水组件并列设于滤液收 集斗上方，位于左侧的脱水组件与左油缸相接触，位于右侧的脱水组件与右油 缸相接触;各脱水组件顶部分别设有进泥口和进气口，进泥口通过污泥管道与 压力罐相连接，进气口通过空气管道外接空气压缩机;各脱水组件底部分别设 有滤液出口。
所述各脱水组件底部的滤液出口设于滤液收集斗内，各滤液出口处还分别 设有开关阀。
所述滤液收集斗为锥形的漏斗状结构，滤液收集斗底部通过滤液管道与滤 液收集罐连接。
所述贮泥塔底部为锥形的漏斗结构，贮泥塔底部还设有搅拌器;
贮泥塔、高压污泥泵、压力罐、脱水装置、压力调节器、压力传感器、单 向阀、污泥流量计、开关阀和水流量计分别外接控制器。
本污泥脱水性能测试系统使用时，其原理是：输送造纸污泥至脱水装置进 行脱水，测量造纸污泥在脱水前的污泥流量和脱水后的滤液流量，同时测量脱 水后得到的污泥滤饼的含水率，计算出污泥的脱水指标，从而得出污泥脱水性 能的系列参数。使污泥的脱水指标形成标准化的原理是：相同的脱水方式(即 板框压滤)时，在相同的压力作用下，相同的作用时间、相同的滤饼厚度、相 同的滤布条件下，测量污泥的脱水效果，这些相同的作用条件，称为污泥脱水 标准化条件，在此标准化条件下得出可比较的脱水性能参数，即标准条件下污 泥脱水所达到的干度，将这些数值作为评价污泥的脱水性指标，即形成标准化 性能参数。
本发明通过上述系统实现一种污泥脱水性能测试方法，包括以下步骤：
(1)先将造纸污泥贮存于贮泥塔中，并测量其含水率，记为C1;
(2)将标准压强分为低压、中压和高压分别进行测试，对应相应的标准 压强，设定压力传感器的最高值，通过高压污泥泵将造纸污泥泵送至脱水装置， 造纸污泥经过压力罐时，压力传感器检测污泥管道内的压力值，根据压力值调 节压力调节器的设定值;
(3)污泥流量计计量进入脱水装置的污泥量，记为Q1;
(4)当压力传感器检测到的压力值为设定的最高值时，高压污泥泵持续 泵送造纸污泥的时间为t1，然后关闭高压污泥泵，停止泵送造纸污泥;
(5)停止泵送的时间为t2时，水流量计计量脱水装置送出的滤液量，记 为预脱水总量V1;
(6)启动脱水装置，对进入脱水装置的造纸污泥进行脱水，脱水装置内 的保压时间为t3，然后通过水流量计计量脱水装置送出的滤液量，记为V2， 脱水装置内的造纸污泥脱水后形成多个污泥滤饼;
(7)取出各污泥滤饼，并测量各污泥滤饼的含水率C1、C2……Cn和实际 重量M1、M2……Mn，按照以下公式计算各污泥滤饼的脱水指标Kn：
Kn=(Mn/(B×Cn))×V;
其中，B为多个污泥滤饼的绝干污泥质量，B=M1/C1+M2/C2+……+Mn/Cn;
V为压榨脱水量，V=V2-V1;
n为污泥滤饼的个数;
标准压强是工业上常用的压强，即低压为1MPa，中压为3MPa，高压为 5MPa。
所述步骤(2)中，当标准压强为低压1MPa时，设定压力传感器的最高 值为0.8Mpa;当标准压强为中压3MPa时，设定压力传感器的最高值为1.6 Mpa;当标准压强为高压5MPa时，设定压力传感器的最高值为2MPa。
所述步骤(4)中，高压污泥泵持续泵送造纸污泥的时间为t1为5min;步 骤(5)中，停止泵送的时间t2为2min;步骤(6)中，脱水装置内的保压时 间t3为30min;步骤(7)中，污泥滤饼的个数n与脱水装置中脱水组件的个 数相等。
所述步骤(6)中，脱水装置造纸污泥进行脱水的具体过程为：启动脱水 装置时，左油缸和右油缸同时动作，向中间挤压各脱水组件，使各脱水组件内 的造纸污泥脱水并形成污泥滤饼，滤液由滤液收集斗收集后通过滤液管道送至 滤液收集罐。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本污泥脱水性能测试系统及方法通过测量造纸污泥在脱水前的污泥流量 和脱水后的滤液流量，同时测量脱水后得到的污泥滤饼的含水率，计算出污泥 滤饼的脱水指标，从而得出污泥脱水性能的系列参数;实现污泥脱水性能的标 准化测试，形成标准化的数据体系，有利于不同种类污泥脱水性能之间的比较 和制定标准的操作工艺，从而降低污泥回收再利用的处理成本。
在造纸污泥的回收利用领域使用本污泥脱水性能测试系统，可实现低成本 提高污泥干度，为应用造纸污泥提供标准化的技术指标，为低成本处理造纸污 泥、资源化利用造纸污泥提供重要的研究手段。