專利名稱:一種城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及城市污泥調(diào)質(zhì)減量的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)，包括(1)污泥濃縮單元；(2)污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元；(3)污泥過濾壓榨脫水單元；其中，所述污泥濃縮單元通過輸送泵及管道與所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元相連通，所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元通過輸送泵及管道與所述污泥過濾壓榨脫水單元相連通。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、組成部件少、降低了污泥處理處置的能耗和成本；經(jīng)本系統(tǒng)處理后污泥脫水速率提高約5倍，脫水濾餅含水率從原來的80wt％降至約60wt％，滿足濾餅后續(xù)的處置要求，實(shí)現(xiàn)其資源化利用。污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元中所采用的復(fù)合調(diào)理劑均無毒、無害、對設(shè)備無腐蝕，無二次污染符合國家對環(huán)保的要求。
【專利說明】一種城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)，特別是涉及城市污泥調(diào)質(zhì)減量的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市污泥的產(chǎn)量急劇增加，其處理和處置成為目前各國亟待解決的問題。我國對城市污泥不同處置方式的標(biāo)準(zhǔn)均要求脫水濾餅含水率低于60wt %，然而，城市污泥產(chǎn)量的驟增與其處理能力以及處理手段的嚴(yán)重不足形成尖銳的矛盾，造成大量的污泥隨意堆放，給自然環(huán)境包括水體、土壤以及大氣帶來極大的危害。由于污泥中含有大量菌膠團(tuán)、微生物以及結(jié)合水，其特殊性質(zhì)決定了污泥很難脫水，脫水減量成為污泥處理過程中的主要瓶頸，不經(jīng)任何預(yù)處理則很難脫水，因此如何高效脫水以提高濾餅固相質(zhì)量含量從而滿足后續(xù)的處置要求成為近年來的研宄熱點(diǎn)。
[0003]強(qiáng)化城市污泥脫水的預(yù)處理方法主要包括化學(xué)絮凝調(diào)理和破解預(yù)處理，破解預(yù)處理包括熱水解處理、凍融處理、堿熱處理、超聲處理等。在眾多的預(yù)處理方法中化學(xué)絮凝調(diào)理以其成本低，操作簡單的優(yōu)點(diǎn)一直備受各個污水處理廠的青睞，主要包括有機(jī)和無機(jī)絮凝劑調(diào)理。有機(jī)絮凝劑通常用于壓力較低的離心分離和帶式壓濾機(jī)中，而無機(jī)絮凝劑通常用于高壓的板框壓濾機(jī)中。然而，通常采用的無機(jī)高分子絮凝劑鐵鹽等對操作設(shè)備具有一定的腐蝕作用；而有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺具有生物毒性、難以被生物降解，重則危害到人的健康(如:癡呆癥)，因此含聚丙烯酰胺的物質(zhì)不能直接排放以免造成二次污染。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為降低城市污泥的處理成本，滿足國家對環(huán)保的要求，本實(shí)用新型提出一種城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型為解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)，包括(I)污泥濃縮單元；(2)污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元；(3)污泥過濾壓榨脫水單元；其中，所述污泥濃縮單元通過輸送泵及管道與所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元相連通，所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元通過輸送泵及管道與所述污泥過濾壓榨脫水單元相連通。
[0006]所述污泥濃縮單元為臥式螺旋沉降離心機(jī)或真空帶式壓濾機(jī)之一，其將含水率97%左右的污泥濃縮至含水率90-93%。
[0007]所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元包括一個調(diào)質(zhì)罐、一個攪拌器、一個液體藥劑投加裝置以及兩個固體粉末藥劑投加裝置。調(diào)質(zhì)罐用于將所述含水率90-93%的污泥與環(huán)保型復(fù)合調(diào)理劑混合；攪拌器用于污泥與環(huán)保型復(fù)合調(diào)理劑的充分混合；液體藥劑投加裝置包含藥劑儲存裝置和藥劑計量輸送裝置，用于定量投加液體藥劑；固體粉末藥劑投加裝置包含藥劑儲存裝置和藥劑計量輸送裝置，用于定量投加固體粉末藥劑。
[0008]所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元中所采用的復(fù)合調(diào)理劑包括:(I)陽離子型天然高分子絮凝劑殼聚糖，(2)改性木肩，(3)改性爐渣灰；其中，所述陽離子型天然高分子絮凝劑殼聚糖通過所述液體藥劑投加裝置加入調(diào)質(zhì)罐以與所述含水率90-93%的污泥混合反應(yīng)得到混合液一，而改性木肩和改性爐渣灰則通過所述兩個固體粉末藥劑投加裝置加入調(diào)質(zhì)罐中以與所述混合液一混合得到混合液二；
[0009]所述的殼聚糖為陽離子型天然高分子絮凝劑，其分子中含有較多氨基、羥基等活性基團(tuán)，能夠與污泥表面所帶的負(fù)電荷發(fā)塵電中和作用，壓縮膠體粒子的雙電層厚度，從而形成較大的絮體，降低過濾阻力、提高污泥的脫水速率。殼聚糖在使用時需調(diào)制成質(zhì)量濃度為0.2%的乙酸溶液，具體調(diào)配步驟為:(I)將一定量的殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的乙酸溶液中；(2)快速攪拌Imin以加速殼聚糖的溶解，隨后慢速攪拌1min保證殼聚糖分子鏈被充分打開，形成均勻的殼聚糖乙酸溶液，其添加量為:殼聚糖與污泥中固相的質(zhì)量比為0.2%?1.5%: I。
[0010]所述的改性木肩為一種有機(jī)固體廢棄物，將家具加工廠中的木肩通過機(jī)械球磨機(jī)等粉碎設(shè)備對其進(jìn)行研磨，得到100-400目之間的剛性粉體，即改性木肩，其添加量為:改性木肩與城市污泥固相的質(zhì)量比為20%?150%: I ；
[0011]所述的改性爐渣灰為高爐冶金或鍋爐中煤燃燒后的固體廢棄物，將煤燃燒得到的廢棄物通過機(jī)械球磨機(jī)等粉碎設(shè)備對其進(jìn)行研磨，得到100-400目之間的剛性粉體，即改性爐渣灰，其添加量為:改性爐渣灰與污泥中固相的質(zhì)量比為30%?80%: 1
[0012]所述污泥過濾壓榨脫水單元用于將所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元得到的混合液二進(jìn)行過濾壓榨脫水操作，其包括污泥進(jìn)料部分、壓濾機(jī)部分、液壓站部分及濾液排出部分，所述進(jìn)料部分的出口與所述壓濾機(jī)的污泥進(jìn)口連通，所述液壓站部分的液壓缸與所述壓濾機(jī)的壓緊板連通，所述壓濾機(jī)部分的濾液出口與濾液排出部分的入口連通。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、組成部件少、運(yùn)行及維護(hù)成本低；經(jīng)本系統(tǒng)處理后污泥脫水速率提高約5倍，脫水濾餅含水率從原來的SOwt %降至約60wt%，滿足后續(xù)填埋、焚燒、堆肥等的要求，實(shí)現(xiàn)了濾餅的資源化利用，降低了污泥處理處置的能耗和成本。污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元中所采用的殼聚糖為天然高分子絮凝劑，與通常所用的有機(jī)絮凝劑聚丙烯酰胺、無機(jī)絮凝劑三氯化鐵等相比具有無毒、無害、對設(shè)備無腐蝕，無二次污染等特點(diǎn)；改性木肩在改善城市污泥脫水性能的同時也提高城市污泥的可燃性，實(shí)現(xiàn)了 “以廢治廢”的目標(biāo)；改性爐渣灰為高爐冶金或鍋爐的廢棄物，來源廣泛，成本低廉且為廢棄物的資源化利用提供了思路。

【附圖說明】

[0014]圖1為本實(shí)用新型的城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1、液體藥劑投加裝置，2、固體粉末藥劑投加裝置，3、固體粉末藥劑投加裝置，4、攪拌器，5、調(diào)質(zhì)罐。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型的城市污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)，包括(I)污泥濃縮單元；(2)污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元；(3)污泥過濾壓榨脫水單元；其中，所述污泥濃縮單元通過輸送泵及管道與所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元相連通，所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元通過輸送泵及管道與所述污泥過濾壓榨脫水單元相連通。
[0019]所述污泥濃縮單元為臥式螺旋沉降離心機(jī)或真空帶式壓濾機(jī)之一，其將含水率97%左右的污泥濃縮至含水率90-93%。
[0020]如圖2所示，污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元包括一個調(diào)質(zhì)罐5、一個攪拌器4、一個液體藥劑投加裝置I以及兩個固體粉末投加裝置2和3。調(diào)質(zhì)罐用于將所述含水率90-93%的污泥與環(huán)保型復(fù)合調(diào)理劑混合；攪拌器用于污泥與環(huán)保型復(fù)合調(diào)理劑的充分混合；液體藥劑投加裝置包含藥劑儲存裝置和藥劑計量輸送裝置，用于定量投加液體藥劑；固體粉末藥劑投加裝置包含藥劑儲存裝置和藥劑計量輸送裝置，用于定量投加固體粉末藥劑。
[0021]所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元中所采用的復(fù)合調(diào)理劑包括:(I)陽離子型天然高分子絮凝劑殼聚糖，(2)改性木肩，(3)改性爐渣灰；其中，所述陽離子型天然高分子絮凝劑殼聚糖通過所述液體藥劑投加裝置加入調(diào)質(zhì)罐以與所述含水率90-93%的污泥混合反應(yīng)得到混合液一，而改性木肩和改性爐渣灰則通過所述兩個固體粉末投加裝置加入調(diào)質(zhì)罐中以與所述混合液一混合得到混合液二。
[0022]所述的殼聚糖為陽離子型天然高分子絮凝劑，其分子中含有較多氨基、羥基等活性基團(tuán)，能夠與污泥表面所帶的負(fù)電荷發(fā)生電中和作用，壓縮膠體粒子的雙電層厚度，從而形成較大的絮體，降低過濾阻力、提高污泥的脫水速率。殼聚糖在使用時需調(diào)制成質(zhì)量濃度為0.2%的乙酸溶液，具體調(diào)配步驟為:(1)將一定量的殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的乙酸溶液中；(2)快速攪拌Imin以加速殼聚糖的溶解，隨后慢速攪拌1min保證殼聚糖分子鏈被充分打開，形成均勻的殼聚糖乙酸溶液。其添加量為:殼聚糖與污泥中固相的質(zhì)量比為0.2%?1.5%: I。
[0023]所述的改性木肩為一種有機(jī)固體廢棄物，將家具加工廠中的木肩通過機(jī)械球磨機(jī)等粉碎設(shè)備對其進(jìn)行研磨，得到100-400目之間的剛性粉體，即改性木肩，其添加量為:改性木肩與城市污泥固相的質(zhì)量比為20%?150%: I ；
[0024]所述的改性爐渣灰為高爐冶金或鍋爐中煤燃燒后的固體廢棄物，將煤燃燒得到的廢棄物通過機(jī)械球磨機(jī)等粉碎設(shè)備對其進(jìn)行研磨，得到100-400目之間的剛性粉體，即改性爐渣灰，其添加量為:改性爐渣灰與污泥中固相的質(zhì)量比為30%?80%: 1
[0025]所述污泥過濾壓榨脫水單元用于將所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元得到的混合液二進(jìn)行過濾壓榨脫水操作，其包括污泥進(jìn)料部分、壓濾機(jī)部分、液壓站部分及濾液排出部分，所述進(jìn)料部分的出口與所述壓濾機(jī)的污泥進(jìn)口連通，所述液壓站部分的液壓缸與所述壓濾機(jī)的壓緊板連通，所述壓濾機(jī)部分的濾液出口與濾液排出部分的入口連通。
[0026]以下為取某城市污水處理廠二沉池底部流出物，含水率約97%的污泥，采用圖1所示的城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)對其進(jìn)行脫水，具體步驟如下:
[0027](I)利用臥式螺旋沉降離心機(jī)對污泥進(jìn)行濃縮脫水至含水率90-93% ;
[0028](2)用輸送泵將含水率90-93%的濃縮污泥輸送至污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元，將調(diào)理好的殼聚糖的乙酸溶液通過液體藥劑投加裝置I添加到調(diào)質(zhì)罐5，快速攪拌lmin，保證殼聚糖的乙酸溶液與污泥懸浮液充分混合，隨后慢速攪拌1min以便電中和反應(yīng)的充分進(jìn)行，得到混合液一，從而形成較大的絮體，降低濾餅的過濾阻力。將改性木肩與改性爐渣灰通過固體粉末藥劑投加裝置2和3分別添加到調(diào)質(zhì)罐5，機(jī)械攪拌3min，以保證與污泥懸浮液的均勻混合，得到混合液二。其中殼聚糖添加量為:殼聚糖與污泥固相質(zhì)量比為0.45%:1 ;改性木肩添加量為:改性木肩與城市污泥固相的質(zhì)量比為60%:1 ;改性爐渣灰添加量為:改性爐渣灰與污泥中固相的質(zhì)量比為50%: 1
[0029](3)用隔膜輸送泵將污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元得到的混合液二在0.6MPa下輸送至過濾壓榨脫水單元，進(jìn)行過濾脫水操作，過濾結(jié)束后，啟動液壓裝置，壓榨壓力2MPa進(jìn)行壓榨脫水操作。
[0030]城市污泥經(jīng)環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)脫水后濾餅含水率由原來的80%降至60.1%，處理能力提高了 4.6倍，脫水濾餅?zāi)軌蛑苯舆M(jìn)行填埋、焚燒、堆肥等后續(xù)處理，符合國家對環(huán)保的要求，杜絕二次污染。
[0031]本實(shí)用新型城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本實(shí)用新型精神、范圍和內(nèi)容中。
【權(quán)利要求】
1.一種城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)，包括(I)污泥濃縮單元，(2)污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元，(3)污泥過濾壓榨脫水單元；其中，所述污泥濃縮單元通過輸送泵及管道與所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元相連通，所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元通過輸送泵及管道與所述污泥過濾壓榨脫水單元相連通； 所述污泥濃縮單元為臥式螺旋沉降離心機(jī)或真空帶式壓濾機(jī)之一，其作用是將含水率97%左右的污泥濃縮至含水率90-93% ； 所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元為將所述含水率90-93%的污泥與環(huán)保型復(fù)合調(diào)理劑充分反應(yīng)混合的單元，該單元包括一個調(diào)質(zhì)罐、一個攪拌器、一個液體藥劑投加裝置以及兩個固體粉末藥劑投加裝置；調(diào)質(zhì)罐用于污泥與環(huán)保型復(fù)合調(diào)理劑的混合反應(yīng)；攪拌器用于污泥與環(huán)保型復(fù)合調(diào)理劑的充分混合；液體藥劑投加裝置包含藥劑儲存裝置和藥劑計量輸送裝置，用于定量投加液體藥劑；固體粉末藥劑投加裝置包含藥劑儲存裝置和藥劑計量輸送裝置，用于定量投加固體粉末藥劑； 所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元中所采用的環(huán)保型復(fù)合調(diào)理劑，包括:(1)陽離子型天然高分子絮凝劑殼聚糖，(2)改性木肩，(3)改性爐渣灰；其中，所述陽離子型天然高分子絮凝劑殼聚糖通過所述液體藥劑投加裝置加入調(diào)質(zhì)罐以與所述含水率90-93%的污泥混合反應(yīng)得到混合液一，而改性木肩和改性爐渣灰則通過所述兩個固體粉末藥劑投加裝置加入調(diào)質(zhì)罐中以與所述混合液一混合得到混合液二； 所述污泥過濾壓榨脫水單元用于將所述污泥環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)單元得到的混合液二進(jìn)行過濾壓榨脫水操作，其包括污泥進(jìn)料部分、壓濾機(jī)部分、液壓站部分及濾液排出部分，所述進(jìn)料部分的出口與所述壓濾機(jī)的污泥進(jìn)口連通，所述液壓站部分的液壓缸與所述壓濾機(jī)的壓緊板連通，所述壓濾機(jī)部分的濾液出口與濾液排出部分的入口連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)，其特征在于:所述城市污泥為初沉污泥、二沉池污泥、厭氧消化污泥、印染污泥、工業(yè)污泥之一。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng)，其特征在于:所述壓濾機(jī)部分為板框壓濾機(jī)、廂式壓濾機(jī)、帶式壓榨過濾機(jī)、隔膜壓榨過濾機(jī)之一。
【文檔編號】C02F11-14GK204281535SQ201420778916
【發(fā)明者】馮國紅, 曹艷芝, 高麗兵 [申請人]太原科技大學(xué)