申请日2004.03.30
公开(公告)日2006.05.17
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明提供污泥浓缩的过程及系统，在沉淀的污泥密度变化的情况下，其也可以将污泥传输至脱水装置，并将污泥的密度保持在预定的、适合脱水的范围，于是改善了污泥的处理效率及脱水效率，降低了混凝剂的使用量。在此污泥浓缩的过程及系统中，于混合絮凝罐中安装了自动污泥/水分离及卸载装置。这样，污泥在混合絮凝罐中与混凝剂混合并絮凝，产生絮状物及上清液，而上清液直接排出。此外，控制上清液的数量，以此来保持将要传输至脱水设备的絮状物在理想的密度，于是可以稳定地操作脱水设备。
权利要求书
1.污泥浓缩过程，使用以下设备：顺序安排沉淀池、污泥贮存罐、混凝剂溶解罐、 混合絮凝罐及脱水装置，过程包括以下步骤：将沉淀池中沉淀的污泥输送至污泥贮 存罐;将污泥贮存罐中存贮的污泥输送至混合絮凝罐;将混凝剂从混凝剂溶解罐中 添加至混合絮凝罐中;通过搅拌器将污泥与混凝剂在混合絮凝罐中混合并形成絮凝 物和上清液;将絮凝物输送至脱水装置脱水，其中絮凝剂和上清液在混合絮凝罐中 控制，控制卸载量并保持恒定的密度，而上清液通过从混合絮凝罐延伸出来的排水 管再循环至沉淀池中。
2.如权利要求1所述的污泥浓缩过程，其特征为：经排水管从混合絮凝罐中卸载 的上清液，通过安装在排水管中部的阀门上的ON/OFF操作控制，其建立在通过第二 比重计和第二流量计(安装在排水管中部)测定的上清液密度及流量基础上。同时， 控制从混凝剂溶解罐添加至混合絮凝罐中的混凝剂数量，从而最终控制传输至脱水 装置的污泥密度。
3.如权利要求1所述的污泥浓缩过程，其特征为：从污泥贮存罐输送至混合絮凝 罐的污泥数量通过泵控制，此泵安装在连接污泥贮存罐及混合絮凝罐的污泥传输管 道上。在此条件下，通过排水管卸载并再循环至沉淀池的上清液数量可以保持一致。
4.一种污泥浓缩设备，包括：沉淀池、污泥贮存罐、混凝剂溶解罐、混合絮凝罐 及脱水装置，连接沉淀池及污泥贮存罐的第一传输管道，连接污泥贮存罐及混合絮 凝罐的第二传输管道，安装在第二传输管道中部的二级泵及第一比重计，连接混凝 剂溶解罐及混合絮凝罐的第四传输管道，连接混凝剂溶解罐及脱水装置的第五传输 管道，以及安装在第二传输管道中部第一比重计，其中混合絮凝罐装配有自动污泥/ 上清液分离装置及卸载装置，此装置通过搅拌器将污泥与混凝剂混合，其分别从污 泥贮存罐及混凝剂溶解罐输送至混合絮凝罐，产生絮凝物并将其输送至脱水装置， 并将从絮凝物中分离的上清液排出。
5.如权利要求4所述的污泥浓缩设备，其特征为：自动污泥/上清液分离装置及卸 载装置包括：外套管，其界定了第一空间;从外套管的上部向外延伸至预定长度的 絮凝物卸载管;从外套管底部延伸至预定长度的污泥入口管线及混凝剂入口管线; 纵向安装于自动污泥/上清液分离装置及卸载装置中心的主轴;安装于主轴上部末端 的发动机;一个上部圆盘，一组活动圆盘及一组静止圆盘，其环绕主轴安装;在旋 转杆下方安装一个圆柱支撑结构，上部圆盘，活动圆盘、静止圆盘及圆柱支撑结构 安装为一个整体，形成一个屏幕型结构，其界定了第二空间;水卸载管道从底部支 撑结构的边缘沿半径方向向外延伸至预定长度，穿过第一空间及外套管凸出外部， 并与排水管连接(排水管安装在混合絮凝罐底部)。
6.如权利要求5所述的污泥浓缩设备，其特征为：叶桨搅拌器安装于主轴上，其包 括两片垂直叶桨，其在外套管的纵向延伸，连接垂直叶桨上部末端的水平杆安装于 主轴上，以此来支撑垂直叶桨。屏幕型结构的上部圆盘，活动圆盘及静止圆盘安装 于搅拌器内部，搅拌器通过水平杆安装在主轴上(二者在主轴中部连为一体)，所以 在主轴旋转时，搅拌器沿着主轴旋转方向做同向旋转，并且将污泥与混凝剂在第一 空间混合絮凝。
7.如权利要求6所述的污泥浓缩设备，其特征为：在搅拌器的内部空间，安装有 旋转杆并与主轴165连为一体，其包括一个垂直杆，在外套管的纵向延伸;水平杆， 从垂直杆的上部及下部末端水平延伸，活动圆盘及静止圆盘纵向交替地安装，彼此 通过安装于其间的一组隔板分开，在每一个静止圆盘的径向内表面安装一组连接投 影，并在每一个的中部装配有一个销钉孔，通过以下装置将活动圆盘及静止圆盘安 装为一个整体：一组连接螺母，一组穿过上部圆盘上销钉孔的连接销钉，隔板及静 止圆盘之间的销钉孔，每个活动圆盘及静止圆盘之间界定一个间隔。
8.如权利要求7所述的污泥浓缩设备，其特征为：每一个活动圆盘的径向外表面 装有环形连接投影，而且旋转杆的垂直杆通过上面的孔插入，当主轴旋转时，活动 圆盘随着旋转杆的垂直杆，绕主轴旋转，在某种意义上依靠旋转杆(随主轴旋转) 的垂直杆(插入活动圆盘的环形投影而安装)。这样，旋转杆(随主轴旋转)的垂直 杆与静止圆盘的外表面接触，可除去活动圆盘及静止圆盘上的絮凝物，从而防止了 活动圆盘及静止圆盘之间的间隙被絮凝物阻塞。
9.如权利要求4所述的污泥浓缩设备，其特征为：自动污泥/上清液分离装置及卸 载装置包括：外套管，其界定了第一空间;从外套管的底部向外延伸至预定长度的 上清液卸载管;纵向安装于自动污泥/上清液分离装置及卸载装置中心的主轴;安装 于主轴上部末端的发动机;一个上下部开放的上部支撑结构，一组活动圆盘及一组 静止圆盘，其环绕主轴安装;在旋转杆下方安装一个圆柱支撑结构，上部圆盘，活 动圆盘、静止圆盘及圆柱支撑结构安装为一个整体，形成一个屏幕型结构，其界定 了第二空间并带有预定间隙(G);卸载水管道从底部支撑结构的边缘沿半径方向向 外延伸至预定长度，絮凝物卸载管道从上部支撑结构边壁沿径向延伸，穿过第一空 间及外套管与外部相连;污泥入口管线及混凝剂入口管线均从下部支撑结构的底部 向外延伸。
10.如权利要求9所述的污泥浓缩设备，其特征为：主轴外表面装配有螺旋螺纹， 某种意义上其与主轴为一整体，并且，当螺旋型主轴旋转时，分别通过污泥入口管 线及混凝剂入口管线进入第二空间的污泥及混凝剂，通过主轴的螺旋螺纹混合及絮 凝。
11.如权利要求10所述的污泥浓缩设备，其特征为：活动圆盘及静止圆盘纵向交 替地安装于主轴上，彼此通过安装于其间的一组隔板分开;每一个静止圆盘167a 的径向内表面安装一组连接投影，并在每一个的中部装配有一个销钉孔;通过以下 装置将活动圆盘及静止圆盘安装为一个整体：一组连接螺母，一组穿过上部圆盘上 销钉孔的连接销钉，隔板及静止圆盘之间的销钉孔，通过主轴螺旋螺纹末端，活动 圆盘相对于静止圆盘在离心方向旋转及波动，从而具有了自动清洁功能。
12.如权利要求11所述的污泥浓缩设备，其特征为：在屏幕结构的内部空间，于 主轴上安装有旋转杆，旋转杆包括一个垂直杆，沿平行主轴方向延伸，一个水甲杆， 从垂直杆的上部及下部末端水平延伸，以此支撑垂直杆并安装于主轴上;上部支撑 结构，活动圆盘及静止圆盘彼此连接成整体，旋转杆的垂直杆定位于此整体的内部。
13.如权利要求11所述的污泥浓缩设备，其特征为：活动圆盘的径向内表面安装 一组环形投影;旋转杆安装于屏幕结构的内部空间，与主轴连接成整体，其包括一 个垂直杆，沿平行主轴方向延伸，一个水平杆，从垂直杆的上部及下部末端水平延 伸，以此支撑垂直杆并安装于主轴上，上部支撑结构，活动圆盘及静止圆盘彼此连 接成整体，旋转杆的垂直杆通过活动圆盘环形投影的孔洞插入。
说明书
自动装填混凝剂及自动控制污泥浓缩的系统及过程
技术领域
本发明涉及污泥浓缩的过程及系统，在其混合絮凝罐中安装了自动卸载装置， 以此在污泥脱水过程之前自动将上清液与污泥分离。这样，即使在沉淀的污泥密度 变化的情况下，其也可以将污泥传输至脱水装置，并将污泥的密度保持在预定的、 适合高效脱水的范围，于是改善了污泥的处理效率及脱水效率，降低了混凝剂的使 用量，并且节省了劳动力。
背景技术
近年来废水数量迅速增加，废水引发的环境污染日益严重。对于有效处理废水 的方法已进行了研究。
通常，对于含有重金属污染物的高污泥含量的工业废水，采用物理/化学处理技 术。此技术中，利用化学或聚合混凝剂的变化，将含有重金属污染物的污泥从水中 分离。然后，利用不同的脱水装置将污泥脱水，从而制得污泥饼经干燥、掩埋及燃 烧处理。同时，污泥中分离的上清液利用生物或物理/化学技术处理。
在污水处理设备中，有通过生物处理技术熟练操作的典型例子。为了改善生存 标准，污水的BOD浓缩已得到广泛应用。这样，污水中污泥的微生物含量增加，抑 制了污泥的沉淀。此外，近年来，新污水管道(雨水与污水通过分离的管道分别流 动)取代了之前的旧管道(污水、雨水不经分离一起流动)。由于这种新管道的使用， 对于需经污水处理装置处理的污水，其中污泥的无机固体含量降低，这样污泥沉淀 减少，并导致污泥密度降低。
于是，在污水处理装置中，脱水装置及污泥蒸煮器(用于减少污泥的数量)的 操作性能下降。
图12为传统的污泥浓缩系统结构图。
如图12所示，从污水的沉淀污泥中分离的水，由于液固比重的不同从沉淀池 11中排出;同时沉淀的污泥通过一级泵21，经第一传输线31输送至污泥贮存罐12 中。在上述过程中，输送至污泥贮存罐12中的污泥密度随以下条件的变化而变化： 温度、污泥含量、季节变化、污泥传输周期等。
然后，输送至污泥贮存罐12中的污泥通过二级泵22，经第二传输线32输送至 混合絮凝罐13中。在上述过程中，通过第一搅拌器41，在混凝剂溶解罐14中将混 凝剂(用于将水从污泥中分离)溶解于水中，之后通过三级泵23，经第三传输线33 将其填充至混合絮凝罐13中。
在混合絮凝罐13中，污泥及混凝剂经第二搅拌器42一起混合产生絮凝物。之 后将此絮凝物经第四传输线34传输至脱水装置15，并在其中进行脱水处理。为确 保脱水装置15的稳定操作及自动化，絮凝污泥需保持在预定的密度及湿含量条件 下，使得污泥进入脱水装置15之前固体可充分于液体分离。
然而，由于变量的变化，如污泥含量及温度变化导致的污泥尺寸变化，季节变 化，及微生物的活性状态(尤其是在污泥的生物沉淀情况下)，向传输至混合絮凝罐 13的污泥中加入混凝剂的用量无法适当地控制。此外，传输至污泥贮存罐12中的 污泥密度也会随下列条件变化而变化，如污泥传输周期(将沉淀的污泥从沉淀池11 传输至污泥贮存罐12中)变化，沉淀池11中污泥沉淀状态的季节性变化等。于是， 从混合絮凝罐传输至脱水装置15的絮凝污泥，其密度的过度变化可能导致脱水装置 15的操作性能降低，从而阻碍其适当的操作。
图13为另一种装置的传统污泥浓缩系统的结果图。
如图13所示，沉淀池51中沉淀的污泥通过一级泵61，经第一传输线71输送 至离心浓缩装置52，此装置将污泥浓缩至预期水平。然后将浓缩的污泥通过二级泵 62，经第二传输线72输送至污泥贮存罐53。
再通过三级泵43，经第三传输线73将污泥输送至混合絮凝罐55中。上述过程 中，将比重计57安装在第三传输线73的中部以测量传输污泥的密度。
此外，通过第一搅拌器81将一部分混凝剂于混凝剂溶解罐54中溶解，并通过 四级泵64，经第四传输线74将其填充至混合絮凝罐55中。
在上述过程中，混凝剂的添加量通过反馈控制法控制，其添加量建立在比重计 57测定的污泥密度基础上。
在混合絮凝罐55中，污泥及混凝剂经第二搅拌器82一起混合产生絮凝物。之 后将此絮凝物经第五传输线76传输至脱水装置56，并在其中进行脱水处理。
经第一传输线71从沉淀池51中输送的污泥，当其在离心浓缩装置52中进行浓 缩处理时，其过程利用离心力完成，此离心力建立在污泥密度以及沉淀池51中沉淀 的污泥特性基础上。因此，污泥的密度可能过度变化，也可能无法浓缩到需要的水 平。此外，添加至混合絮凝罐55中的混凝剂数量也可能依据上面变化的参数而变化， 其中还包括比重计57测定的污泥密度。所以，比重计57没有充分的利用，以至于 传统的污泥浓缩系统无法实用。
如上所述，由于以上原因，很难自动向混合絮凝罐中添加适量的化学药品。此 外，由于从混合絮凝罐输送至脱水装置的污泥密度变化，脱水装置无法适当地控制。 于是，此系统就根据操作者的感觉操作，结果导致很多问题，如化学药品的过度消 耗，脱水装置的不适当操作，污泥的低效率处理等。
发明内容
本发明牢记上述问题，首要目标是提供污泥浓缩的过程及系统，其可以将污泥 自动卸载至脱水装置，在沉淀的污泥密度变化的情况下，液可以在脱水过程之前将 污泥的密度保持在预定的、适合脱水的范围，于是改善了污泥的处理效率及脱水效 率，降低了混凝剂的使用量。
第二个目标是提供污泥浓缩的过程及系统，在其混合絮凝罐中安装了自动卸载 装置，以此在污泥脱水过程之前自动将上清液与污泥分离。这样，即使在沉淀的污 泥密度变化的情况下，其也可以将污泥传输至脱水装置，并将污泥的密度保持在预 定的、适合高效脱水的范围，于是改善了污泥的处理效率及脱水效率，降低了混凝 剂的使用量。
为完成以上第一个目标，本发明为污泥浓缩提供以下过程，顺序安排沉淀池、 污泥贮存罐、混凝剂溶解罐、混合絮凝罐及脱水装置，包括：将沉淀池中沉淀的污 泥输送至污泥贮存罐;将污泥贮存罐中存贮的污泥输送至混合絮凝罐;将混凝剂从 混凝剂溶解罐中添加至混合絮凝罐中;通过搅拌器将污泥与混凝剂在混合絮凝罐中 混合并形成絮凝物和上清液;将絮凝物输送至脱水装置脱水，其中絮凝剂和上清液 在混合絮凝罐中控制，控制卸载量并保持恒定的密度，而上清液通过从混合絮凝罐 延伸出来的排水管再循环至沉淀池中。
在此过程中，通过排水管从混合絮凝罐中卸载的上清液，通过安装在排水管中 部的阀门上的ON/OFF操作控制，其建立在通过第二比重计和第二流量计(安装在排 水管中部)测定的上清液密度及流量基础上。同时，控制从混凝剂溶解罐添加至混 合絮凝罐中的混凝剂数量，从而最终控制传输至脱水装置的污泥密度。
此外，本过程中，从污泥贮存罐输送至混合絮凝罐的污泥数量通过泵控制，此 泵安装在连接污泥贮存罐及混合絮凝罐的污泥传输管道上。在此条件下，通过排水 管卸载并再循环至沉淀池的上清液数量可以保持一致。
为完成以上第一个目标，本发明为污泥浓缩提供以下设备，包括：沉淀池、污 泥贮存罐、混凝剂溶解罐、混合絮凝罐及脱水装置，连接沉淀池及污泥贮存罐的第 一传输管道，连接污泥贮存罐及混合絮凝罐的第二传输管道，安装在第二传输管道 中部的二级泵及第一比重计，连接混凝剂溶解罐及混合絮凝罐的第四传输管道，连 接混凝剂溶解罐及脱水装置的第五传输管道，以及安装在第二传输管道中部第一比 重计，其中混合絮凝罐装配有自动污泥/上清液分离装置及卸载装置，此装置通过搅 拌器将污泥与混凝剂混合，其分别从污泥贮存罐及混凝剂溶解罐输送至混合絮凝罐， 产生絮凝物并将其输送至脱水装置，并将从絮凝物中分离的上清液排出。
如上所述，本发明提供污泥浓缩的过程及系统，其中在于混合絮凝罐内安装了 自动污泥/水分离及卸载装置。这样，污泥在混合絮凝罐中与混凝剂混合并絮凝，产 生絮状物及上清液，而上清液直接排出。此外，控制上清液的数量，以此来保持将 要传输至脱水设备的絮状物在理想的密度，于是可以稳定地操作脱水设备。