申请日2020.12.22
公开（公告）日2021.03.26
IPC分类号C02F11/148; C02F11/121; C02F11/13
摘要
本发明公开了一种污泥浓缩处理装置及方法，浓缩处理装置包括储存池、浓缩装置和干燥装置，过滤池一入口端通过管道与储存池连接，过滤池一出口端与过滤池二入口端连接，过滤池一和过滤池二上设置有若干过滤板，过滤池一和过滤池二上的入口端均设置在过滤板下方，过滤池二出口端与搅拌池上部的入口端连接，搅拌池中设置有搅拌装置，搅拌池出口端与沉淀池上部的入口端连接，过滤池一、过滤池二和沉淀池上部均与污水处理装置连接，沉淀池出口端与干燥装置连接。本发明还包括采用上述装置进行污泥浓缩处理的方法。本发明对污泥进行有效的浓缩和脱水，污泥处理效率较高，有效解决了现有技术中减量化效果差、污泥脱水困难和浓缩效果不佳等问题。
权利要求书
1.一种污泥浓缩处理装置，其特征在于，包括顺次连接的储存池(1)、浓缩装置和干燥装置，所述浓缩装置包括过滤池一(5)、过滤池二(6)、搅拌池(7)和沉淀池(8)，所述过滤池一(5)入口端通过管道与储存池(1)连接，所述过滤池一(5)出口端与所述过滤池二(6)入口端连接，所述过滤池一(5)和所述过滤池二(6)上设置有若干过滤板(10)，所述过滤池一(5)和所述过滤池二(6)上的入口端均设置在所述过滤板(10)下方，所述过滤池二(6)出口端与所述搅拌池(7)上部的入口端连接，所述搅拌池(7)中设置有搅拌装置(9)，所述搅拌池(7)出口端与所述沉淀池(8)上部的入口端连接，所述过滤池一(5)、所述过滤池二(6)和所述沉淀池(8)上部均与污水处理装置(11)连接，所述沉淀池(8)出口端与所述干燥装置连接，所述污泥浓缩处理装置还包括储存罐一(2)、储存罐二(3)、储存罐三(4)和控制装置，所述储存罐一(2)、所述储存罐二(3)和所述储存罐三(4)分别与所述过滤池一(5)、所述过滤池二(6)和所述搅拌池(7)的注入口连接，所述污水处理装置(11)、所述浓缩装置和所述干燥装置均与所述控制装置连接；
所述干燥装置包括外筒(12)和内筒(13)，所述内筒(13)转动设置在所述外筒(12)内，所述内筒(13)内设置有若干搅拌桨(18)，所述内筒(13)壁上设置有若干滤水孔(16)，所述外筒(12)壁上设置有若干加热装置(15)，所述外筒(12)下部与所述污水处理装置(11)连接，所述内筒(13)下部与污泥储存装置(17)连接。
2.如权利要求1所述的污泥浓缩处理装置，其特征在于，所述过滤池一(5)和所述过滤池二(6)上的所述注入口在所述过滤板(10)下方，所述搅拌池(7)上的注入口在所述搅拌池(7)顶部。
3.如权利要求1所述的污泥浓缩处理装置，其特征在于，所述搅拌装置(9)包括搅拌杆，所述搅拌杆上设置有若干桨叶，所述搅拌杆与伺服电机传动连接。
4.如权利要求1所述的污泥浓缩处理装置，其特征在于，所述内筒(13)上边沿设置有若干溢流堰(14)。
5.采用权利要求1-4任一项所述的污泥浓缩处理装置进行污泥浓缩处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含水污泥通入过滤池一中，加入聚丙烯酸酯共聚物混合搅匀，然后加入硫酸保持0.5-6h，再将过滤池下段的污泥通入过滤池二中，加入絮凝剂保持0.5-2h，得预处理污泥；
(2)将步骤(1)所得预处理污泥通入反应池中，加入混合物料搅拌反应1-6h，然后通入沉淀池中静置2-20h，再将静置后所得通入干燥装置中，内筒转动加热干燥，最后排出污泥储存装置中，得浓缩污泥。
6.如权利要求5所述的污泥浓缩处理的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚丙烯酸酯共聚物加入量为含水污泥质量的0.1-0.8％；所述硫酸加入量为含水污泥质量的0.05-1％；所述絮凝剂加入量为含水污泥质量的0.08-0.5％。
7.如权利要求5或6所述的污泥浓缩处理的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚丙烯酸酯共聚物通过以下方法制备得到：将丙烯酸酯单体、含羧基烯烃单体、引发剂和乳化剂按质量比60-80:2-8:0.1-0.4:4-9混合，在60-80℃温度下反应2-10h，然后加水稀释至5-7倍，然后依次经氯化钠电解质凝聚、清洗、脱水和干燥，得聚丙烯酸酯共聚物。
8.如权利要求5所述的污泥浓缩处理的方法，其特征在于，所述絮凝剂为阴离子型或阳离子型聚丙烯酰胺；所述硫酸体积浓度为80-98％。
9.如权利要求5所述的污泥浓缩处理的方法，其特征在于，所述混合物料为硅藻土、石灰石和活性炭按质量比1-5:2-4:1混合而成的混合物。
10.如权利要求5所述的污泥浓缩处理的方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中，所述过滤池一、过滤池二、沉淀池和干燥装置中产生的污水均通入污水处理装置中处理。
说明书
一种污泥浓缩处理装置及方法
技术领域
本发明属于污泥浓缩处理技术领域，具体涉及到一种污泥浓缩处理装置及方法。
背景技术
污水处理过程中会产生大量的污泥，其体积大，含水率高，通常高达98-99％，因此污泥的脱水一直是世界性难题。污泥不稳定、易腐败、有恶臭性气味，主要成分除了难降解的有机物和氮、磷等营养物质外，还存在重金属、致病菌和寄生虫(卵)等生物污染源，是一项较难处理的半固态污染物。污泥未经处理或处理不当，会成为严重的环境隐患，对土壤、水源甚至食物链带来污染。污泥处理处置的目标是使污泥减量化、稳定化和无害化，并尽可能使污泥得到综合利用而实现资源化，污泥处理处置已成为当前环境科学研究中的重要课题。
但当采用板框压滤机、带式脱水机或离心脱水机等进行机械脱水或真空脱水等固液分离方法进行脱水时脱水速率慢，脱水时间长。现有的浓缩处理方法成本较高，效果较差，存在浓缩倍数低，减量化效果差等问题，其浓缩后污泥体积仍然巨大，有的污泥甚至难以泥水分层浓缩，污泥脱水困难。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种污泥浓缩处理装置及方法，对污泥进行有效的浓缩和脱水，污泥处理效率较高，有效解决了现有技术中减量化效果差、污泥脱水困难和浓缩效果不佳等问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种污泥浓缩处理装置，包括顺次连接的储存池、浓缩装置和干燥装置，浓缩装置包括过滤池一、过滤池二、搅拌池和沉淀池，过滤池一入口端通过管道与储存池连接，过滤池一出口端与过滤池二入口端连接，过滤池一和过滤池二上设置有若干过滤板，过滤池一和过滤池二上的入口端均设置在过滤板下方，过滤池二出口端与搅拌池上部的入口端连接，搅拌池中设置有搅拌装置，搅拌池出口端与沉淀池上部的入口端连接，过滤池一、过滤池二和沉淀池上部均与污水处理装置连接，沉淀池出口端与干燥装置连接，污泥浓缩处理装置还包括储存罐一、储存罐二、储存罐三和控制装置，储存罐一、储存罐二和储存罐三分别与过滤池一、过滤池二和搅拌池的注入口连接，污水处理装置、浓缩装置和干燥装置均与控制装置连接；
干燥装置包括外筒和内筒，内筒转动设置在外筒内，内筒内设置有若干搅拌桨，内筒壁上设置有若干滤水孔，外筒壁上设置有若干加热装置，外筒下部与污水处理装置连接，内筒下部与污泥储存装置连接。
本发明的有益效果是：在进行污泥浓缩干燥时，将含水污泥从储存池通入过滤池一中，同时将储存罐一中的聚丙烯酸酯共聚物通入过滤池一下端的污泥中，加入硫酸将污泥pH值调节至3左右，然后通入过滤池二下段并加入储存罐二中的絮凝剂进行处理，过滤板会污泥起到过滤作用，将过滤池一和过滤池二中的污泥均隔离在过滤板下方，持续注入污泥只有水分会在过滤板作用下流向过滤板上方，处理完成后污泥通入反应池中加入储存罐三中石灰石、硅藻土和活性炭组成的混合物料对污泥进行吸附处理，再通入沉淀池中静置分离，静置后底部的污泥通入干燥装置中，内筒转动进行旋转脱水，且污泥也会随着搅拌桨的转动而转动，内筒转动方向和搅拌桨转动方向相反，更易脱水，水分通过滤水孔进入外筒中，同时外筒壁上的加热装置对污泥进行加热烘干脱水，最后浓缩脱水后的污泥进入污泥储存装置中保存待用，过滤池一和过滤池二中过滤板上方的污水，以及沉淀池中静置后上层的污水和外筒中的污水均通往污水处理装置中进行污水处理。上述装置将含水污泥通过两次过滤、加絮凝剂沉淀、静置分离和干燥脱水，能够将含水污泥进行有效的浓缩和脱水，处理效率较高，减量化效果较好，维持装置的持续运行即可达到含水污泥浓缩脱水干燥的目的，浓缩效果较好，且装置整体采用计算机控制，自动化程度较高，节约人力物力，降低处理成本。
进一步，过滤池一和过滤池二上的注入口在过滤板下方，搅拌池上的注入口在搅拌池顶部。
采用上述进一步方案的有益效果是：将絮凝剂等的注入口设置在过滤板下方，保证药剂与污泥的有效接触，提高使用率。
进一步，搅拌装置包括搅拌杆，搅拌杆上设置有若干桨叶，搅拌杆与伺服电机传动连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：在搅拌时，通过伺服电机带动搅拌杆以及桨叶转动，提高添加物与污泥的混合程度与接触程度，发挥最大功效，对污泥进行处理。
进一步，搅拌桨宽度小于内筒直径。
采用上述进一步方案的有益效果是：使得搅拌桨在内筒的转动不会与内筒干涉，并进行污泥干燥处理。
进一步，内筒上边沿设置有若干溢流堰。
采用上述的污泥浓缩处理装置进行污泥浓缩处理的方法，包括以下步骤：
(1)将含水污泥通入过滤池一中，加入聚丙烯酸酯共聚物混合搅匀，然后加入硫酸保持0.5-6h，再将过滤池下段的污泥通入过滤池二中，加入絮凝剂保持0.5-2h，得预处理污泥；
(2)将步骤(1)所得预处理污泥通入反应池中，加入混合物料搅拌反应1-6h，然后通入沉淀池中静置2-20h，再将静置后所得通入干燥装置中，内筒转动加热干燥，最后排出污泥储存装置中，得浓缩污泥。
进一步，步骤(1)中，聚丙烯酸酯共聚物加入量为含水污泥质量的0.1-0.8％；硫酸加入量为含水污泥质量的0.05-1％；絮凝剂加入量为含水污泥质量的0.08-0.5％。
进一步，步骤(1)中，聚丙烯酸酯共聚物通过以下方法制备得到：将丙烯酸酯单体、含羧基烯烃单体、引发剂、乳化剂按质量比60-80:2-8:0.1-0.4:4-9混合，在60-80℃温度下反应2-10h，然后加水稀释至5-7倍，然后依次经氯化钠电解质凝聚、清洗、脱水和干燥，得聚丙烯酸酯共聚物。
进一步，丙烯酸酯单体、含羧基烯烃单体、引发剂和乳化剂按质量比为70:5:0.3:6。
进一步，丙烯酸酯单体为丙烯酸乙酯；含羧基烯烃单体为衣康酸；引发剂为过硫酸钾或亚硫酸氢钠；乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。
进一步，絮凝剂为阴离子型或阳离子型聚丙烯酰胺；硫酸体积浓度为80-98％。
进一步，混合物料为硅藻土、石灰石和活性炭按质量比1-5:2-4:1混合而成的混合物。
进一步，混合物料为硅藻土、石灰石和活性炭按质量比3:3:1混合而成的混合物。
进一步，过滤池一、过滤池二和搅拌池中加热至30-80℃。
进一步，步骤(1)和(2)中，过滤池一、过滤池二、沉淀池和干燥装置中产生的污水均通入污水处理装置中处理。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明采用污泥浓缩处理装置对污泥进行有效的浓缩和脱水，污泥处理效率较高，且成本较低，为污泥的后续利用提供了便利，有效解决了现有技术中减量化效果差、污泥脱水困难和浓缩效果不佳等问题，污泥减量化率能够达到84％以上，便于推广和使用。
2、在过滤池一中先后加入聚丙烯酸酯共聚物和硫酸，共聚物在酸性条件下以水相析出，可以软化含水污泥，进行污泥浓缩，可以将体积缩减至25％以下，减量化效果明显，且共聚物分子链中的柔性链具有蜷缩作用，会带动污泥中的颗粒物质团聚，起到浓缩作用，且共聚物与污泥结合具有一定的憎水作用，可以加快污泥的浓缩脱水，浓缩脱水效果较好；而絮凝剂的加入进一步加强污泥中的团聚作用，污泥浓缩并填充自身间隙，达到浓缩以及减量化的目的；而硅藻土、石灰石和活性炭混合而成的混合料，混合料可以吸附污泥中未反应完全的共聚物、絮凝剂以及污泥中的颗粒物质等，且硅藻土和活性炭还能吸附污泥中的恶臭气味等，石灰石还可以在搅拌过程中产生气泡，减少污泥与污水的接触，促进固液分离，进一步提升浓缩效果；还可以在过滤池一、过滤池二和搅拌池中进行加热，温度为30-80℃较为适宜，加热能够促进聚丙烯酸酯共聚物在酸性环境中析出以及混合物料的浓缩和吸附效果，尤其是促进固液分离，加强浓缩效果。最后在干燥装置的内筒中进行物理干燥脱水，所得浓缩污泥并储存。
（发明人：陈亚平;肖杰;罗思强;姜延雄;韦娅俪;周文波;邹俊良;高东东;蒙美旭）