本發(fā)明的領(lǐng)域

本發(fā)明的領(lǐng)域是含有或不含有有機(jī)物質(zhì)的污泥的處理領(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及與其它廢料混合或者不混合的來自凈化站的污泥的處理，以及來自飲用水生產(chǎn)方法的污泥或者來自其它工業(yè)方法的污泥的處理。

更特別地，本發(fā)明涉及無論任何來源的污泥的脫水方法，該方法實(shí)施絮凝劑如聚合物向所述污泥的注入。這些方法在此被稱作“絮凝劑輔助的脫水”。

這種方法尤其可應(yīng)用于使具有低干燥度、在實(shí)踐中具有小于15％質(zhì)量(優(yōu)選2％-7％質(zhì)量)的干燥度的污泥脫水，所述污泥在必要時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了增稠。術(shù)語“污泥的干燥度”被理解為是指其所包含的干物質(zhì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。實(shí)際上，污泥是由以下物質(zhì)的混合物組成的流體：礦物質(zhì)和水，以及當(dāng)污泥是工業(yè)來源時(shí)的化學(xué)殘余物，以及視情況而定的有機(jī)物質(zhì)。污泥的干燥度通過建立干物質(zhì)質(zhì)量與污泥總質(zhì)量之間的質(zhì)量比來計(jì)算。

這些污泥可尤其來自于水可飲用化(potabilisation)方法或者工業(yè)或家用排放物的處理方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)

水處理方法產(chǎn)生大體積的污泥，它們隨著工業(yè)和城市的發(fā)展而不斷增加。

最近數(shù)十年來已經(jīng)開發(fā)了用于降低這些污泥的體積的方法，尤其是脫水方法。

這些脫水方法可借助于各種類型的裝置(離心機(jī)、滾筒、臺、盤式過濾器、帶式過濾器)來實(shí)施并且使用合適的絮凝劑和/或凝結(jié)劑，所述絮凝劑和/或凝結(jié)劑能夠促進(jìn)所考慮裝置內(nèi)的水與污泥的剩余部分的分離。

這些絮凝劑輔助的脫水方法的實(shí)施成本不可忽略地受到絮凝劑的成本的影響。尤其是，某些特別難以脫水的污泥需要大劑量的絮凝劑，這增加了實(shí)施這類方法的設(shè)備的運(yùn)行成本。

在現(xiàn)有技術(shù)中因而已經(jīng)提出了不同的方法，以旨在優(yōu)化這些絮凝劑的消耗或者擺脫對它們的使用。

因而已知degrémont公司的déhydris法，該方法在于在混合器中將石灰與待脫水污泥混合，然后傳送到離心機(jī)，聚合物在該離心機(jī)的噴口處注入。

這項(xiàng)技術(shù)具有的缺點(diǎn)是需要提供除絮凝劑之外的添加劑，即石灰，并且因此增加了污泥的質(zhì)量。在所分配的聚合物的量方面所帶來的可能的節(jié)約至少部分地被提供石灰和排放額外體積的污泥所固有的花費(fèi)抵消。

還已知degrémont公司的déhydris法，所述方法旨在使污泥經(jīng)受磁場以改變其ζ-電勢。

這種方法具有的缺點(diǎn)是必須要使用磁場，這構(gòu)成了一項(xiàng)實(shí)施復(fù)雜的技術(shù)。

還已知aquen公司的flocformer法，所述方法使用兩個主要步驟，第一個步驟在于將聚合物注入到接受污泥的攪拌室中，第二個步驟在于在緩慢攪拌的更為龐大的第二室中使污泥與聚合物的混合物絮凝，以形成絮凝物(flocs)。

這項(xiàng)技術(shù)具有的缺點(diǎn)是需要與可能非常大體積的絮凝室相關(guān)的高能量消耗。另外，實(shí)施這種方法的裝置與其上游提供的脫水設(shè)備無關(guān)，并且因而必須獨(dú)立于該脫水設(shè)備進(jìn)行管理。

還可提及orege公司的法，該方法提出使污泥經(jīng)受大約1-2巴的壓縮空氣的輕流量，之后使污泥/壓縮空氣的混合物減壓以促進(jìn)隨后的脫水。但聚合物仍在離心機(jī)的噴口注入，甚至在離心機(jī)的上游在污泥供應(yīng)管道上或多或少地移動，就如在現(xiàn)有技術(shù)中在某些條件下所推薦的。

這種方法具有的缺點(diǎn)是體積大并且要求一組昂貴且需要維護(hù)的部件，例如壓縮機(jī)、反應(yīng)器或者分離器。

還可提及emo的ihm(“inlinehydrodynamicmixer”)法，該方法在于在離心機(jī)的上游注入聚合物，然后借助于閥產(chǎn)生湍流，以改善污泥/聚合物的混合物。產(chǎn)生湍流所需的能量來自于流體本身并且因而來自于離心機(jī)的供應(yīng)泵。

除了這些現(xiàn)有技術(shù)方法必須在大體積設(shè)備中實(shí)施的事實(shí)之外，還要指出的是，還注意到，這些技術(shù)中沒有一項(xiàng)技術(shù)能夠在不添加石灰的情況下實(shí)現(xiàn)真正的聚合物節(jié)約，也沒有獲得顯著的干燥度增益，即超過1.5％的干燥度增益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標(biāo)

本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種污泥脫水方法，該方法使得能夠在相同絮凝劑消耗和離心物(centrats)品質(zhì)的情況下改善污泥的干燥度，和/或在相同離心物品質(zhì)的情況下優(yōu)化絮凝劑的消耗，和/或優(yōu)化現(xiàn)有脫水裝置如離心機(jī)的載荷和/或提高絮凝劑捕獲固相的比率。

本發(fā)明的目標(biāo)還在于描述這種類型的方法，其可容易地被整合到現(xiàn)有的脫水方法中，而不會干擾脫水方法。

本發(fā)明的目標(biāo)還在于提出用于實(shí)施這種方法的設(shè)備。

本發(fā)明的目標(biāo)在于公開了這樣的一種設(shè)備，該設(shè)備至少在一些實(shí)施方案中可整合現(xiàn)有的脫水裝置，以優(yōu)化它們的運(yùn)行。

尤其是，本發(fā)明的目標(biāo)在于公開了這樣的一種設(shè)備，該設(shè)備使得能夠優(yōu)化已經(jīng)就位用于使污泥脫水的離心機(jī)的運(yùn)行。

本發(fā)明的目標(biāo)還在于描述了這樣的一種設(shè)備，該設(shè)備非常容易安裝就位，而不會拆卸或移動或替換已經(jīng)就位的脫水裝置如離心機(jī)。

發(fā)明概述

這些目標(biāo)以及其它將在下文呈現(xiàn)的目標(biāo)通過本發(fā)明得以實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明涉及絮凝劑輔助的污泥脫水方法，所述方法包括將絮凝劑如聚合物注入到污泥中以及使所述污泥脫水的步驟，其特征在于該方法包括對所述脫水步驟的預(yù)備步驟，所述預(yù)備步驟在于混合所述污泥以使其結(jié)構(gòu)破壞(déstructurer)并且降低其粘度。

本發(fā)明因而提出一種實(shí)施簡單的方法，旨在使待脫水污泥經(jīng)歷物理處理的預(yù)備步驟，其在于進(jìn)行使污泥結(jié)構(gòu)破壞并且降低其粘度的混合。這是因?yàn)椋@個步驟被證明在提高污泥對絮凝劑的親合力方面是有效的，并且必然提高脫水裝置內(nèi)的絮凝劑的效力。這個步驟還能夠細(xì)化污泥中存在的最粗和/或最重的顆粒并且有可能釋放更多的與這些顆粒結(jié)合的水。這種效力的提高使得能夠?qū)τ谙嗤跄齽┫膩碚f在脫水裝置的出口處獲得干燥度點(diǎn)的增益，或者顯著減少為了獲得這種污泥的給定干燥度而必須要使用的絮凝劑的劑量，或者提高絮凝劑捕獲有機(jī)物質(zhì)的效率，或者還提高脫水裝置的載荷。無論如何，本發(fā)明使得能夠顯著節(jié)省這些裝置的運(yùn)行成本以及排放污泥的成本。

有利地，用于混合所述污泥的所述預(yù)備步驟包括將污泥引入到混合器中，所述混合器包括配備有在軸上旋轉(zhuǎn)安裝的葉片的圓柱形室，所述軸以500rpm-4000rpm、優(yōu)選1000rpm-2000rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。這種混合速率能夠進(jìn)一步優(yōu)化所尋求的目標(biāo)，即提高絮凝劑的效力。

優(yōu)選地，所述脫水步驟是借助于至少一個離心機(jī)實(shí)施的離心步驟。離心機(jī)常用于使污泥脫水。離心機(jī)是一種昂貴的裝置，其價(jià)格根據(jù)其尺寸和性能會有極大地變化。根據(jù)本發(fā)明的方法因而提供了一種經(jīng)濟(jì)上有益的替代方案，以用性能更好(并且更新)的裝置來替換性能較差(并且更舊)的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一種變化形式，聚合物的所述注入在所述離心機(jī)的噴口處進(jìn)行。(離心機(jī)的“噴口(nez)”被理解為是指待離心材料進(jìn)入離心機(jī)中的點(diǎn))。

但是，根據(jù)一種特別有益的變化形式，用于注入絮凝劑的所述步驟通過在所述預(yù)備步驟期間或者上游注入所述聚合物來進(jìn)行。這樣的變化形式使得能夠進(jìn)一步優(yōu)化絮凝劑的效力以及因此的脫水裝置的性能。根據(jù)這種變化形式，絮凝劑與經(jīng)結(jié)構(gòu)破壞的污泥混合以獲得其中絮凝劑具有其優(yōu)化功能的緊密混合物。

根據(jù)本發(fā)明的一種變化形式，該方法進(jìn)一步包括在所述預(yù)備步驟期間或者上游將添加劑尤其是凝結(jié)劑如氯化鐵(chlorureferrique)注入到所述污泥中。這樣的步驟能夠進(jìn)一步優(yōu)化絮凝劑對污泥的作用。

根據(jù)本發(fā)明的一種變化形式，該方法包括在所述預(yù)備步驟期間或上游注入熱水和/或直接蒸汽或閃發(fā)蒸汽和/或冷凝物(這種冷凝物可來源于其它方法或者可就地獲得)，以預(yù)熱所述污泥。這樣的預(yù)熱步驟能夠進(jìn)一步降低污泥的粘度并且進(jìn)一步優(yōu)化其脫水，同時(shí)優(yōu)化絮凝劑的消耗。

根據(jù)本發(fā)明的一種變化形式，該方法還包括在所述預(yù)備步驟期間或上游注入稀釋水到所述污泥中。這樣的步驟能夠稀釋污泥，以進(jìn)一步優(yōu)化絮凝劑與污泥的接觸。

同樣根據(jù)本發(fā)明的一種變化形式，該方法包括在所述預(yù)備步驟期間或上游的所述污泥的曝氣。這個步驟還能夠通過在混合器的室中形成污泥/聚合物/空氣乳液而使得絮凝劑與污泥更好地相互作用。

所有這些流體在混合器的室中非常高速地混合，所述混合器的室的尺寸因此進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。

本發(fā)明還涉及用于實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備，包括污泥脫水裝置和絮凝劑注入裝置，其特征在于該設(shè)備包括在所述脫水裝置上游提供的混合器。這種混合器可容易地整合到已經(jīng)現(xiàn)有的包括所述脫水裝置的設(shè)備中，以增強(qiáng)這種設(shè)備的性能。

有利地，所述混合器包括配備有旋轉(zhuǎn)安裝的葉片的圓柱形室。這種混合器可商業(yè)獲得。所述葉片的唯一目的在于混合污泥。它們不協(xié)助使污泥在該室中向前運(yùn)動。該圓柱形室具有小體積并且在該室中的停留時(shí)間是非常短的，大約數(shù)秒鐘。

還有利地，所述脫水裝置是離心機(jī)。

優(yōu)選地，所述混合器被連接到絮凝劑注入裝置(moyens)，所述絮凝劑例如是聚合物。

根據(jù)一種變化形式，所述混合器連接到有機(jī)或無機(jī)凝結(jié)劑注入裝置，所述凝結(jié)劑例如是氯化鐵。

根據(jù)一種變化形式，所述混合器連接到稀釋水注入裝置。

還根據(jù)一種變化形式，所述混合器連接到用于注入熱水和/或直接蒸汽或閃發(fā)蒸汽和/或冷凝物以預(yù)熱污泥的裝置。

還根據(jù)一種變化形式，所述混合器連接到壓縮空氣注入裝置。

在這種情況下，該設(shè)備優(yōu)選包括在所述動態(tài)混合器和所述脫水裝置之間提供的脫氣罐(pot)。

附圖說明

附圖清單

通過參考附圖以僅說明性而非限制性的方式給出的以下實(shí)施方案的描述將更容易理解本發(fā)明以及其不同的優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

-附圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備；

-附圖2中的圖顯示了在使用根據(jù)附圖1的設(shè)備時(shí)，一方面使用本發(fā)明的方法以及另一方面使用現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)方法的絮凝劑(聚合物)的消耗。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施方案的描述

設(shè)備

參考附圖1，該設(shè)備包括由離心機(jī)(商標(biāo)型號d2l)構(gòu)成的污泥脫水裝置。這個離心機(jī)連接到污泥供應(yīng)裝置2和聚合物注入裝置3。

根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)備還包括在所述脫水裝置上游提供的混合器4，配備有壓縮空氣注入裝置5，水供應(yīng)裝置6，以及氯化鐵注入裝置6a。

污泥供應(yīng)裝置2、聚合物注入裝置3、壓縮空氣注入裝置5和水供應(yīng)裝置通過分別為12、13、15、16的管道連接到收集器7。閥22、23、25、26使得能夠在其中分別分配污泥、聚合物、壓縮空氣和水。用于向收集器7供應(yīng)壓縮空氣的管道15配備有流量計(jì)55。

污泥供應(yīng)裝置2、聚合物注入裝置3和水供應(yīng)裝置6通過分別為32、33、36的管道連接到離心機(jī)1。閥42、43、46使得能夠分別分配污泥、聚合物和水直接到其噴口。

用于分別傳送水到收集器7和離心機(jī)的管道16和56各自配備有流量計(jì)56。

壓縮空氣注入裝置5本身通過管道35連接到配備有通氣孔8a的脫氣罐8，閥45使得能夠向其分配這種壓縮空氣。這個脫氣罐通過管道9連接到離心機(jī)1的噴口。

根據(jù)本發(fā)明，混合器4包括配備有旋轉(zhuǎn)軸4b的圓柱形室4a，在所述旋轉(zhuǎn)軸4b上安裝有葉片4c。該旋轉(zhuǎn)軸通過發(fā)動機(jī)(附圖1中未示出)運(yùn)動，所述發(fā)動機(jī)能夠使葉片以500rpm-4000rpm的高轉(zhuǎn)速被驅(qū)動。

混合器4經(jīng)由共用管道接收來自收集器7的污泥、聚合物、氯化鐵、水和壓縮空氣?；旌系奈勰嗤ㄟ^管道11向脫氣罐8傳送。

在此描述的設(shè)備能夠?qū)⑺⒕酆衔锖蛪嚎s空氣向收集器7和/或離心機(jī)傳送。

方法

在此描述的設(shè)備已經(jīng)被用于使一方面根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)并且另一方面根據(jù)本發(fā)明消化的混合污泥脫水。這些污泥具有28％的初始干燥度。

在這些實(shí)驗(yàn)的范圍內(nèi)，離心機(jī)總是以其最大容量(2000g)使用。

在第一實(shí)驗(yàn)階段中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，閥22、23、25、26、45、46被關(guān)閉并且只有閥42和43被打開以將來自污泥和聚合物的供應(yīng)裝置2和3的污泥和聚合物直接引導(dǎo)到離心機(jī)1的噴口，而不經(jīng)過混合器。

在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)驗(yàn)階段中，閥23、25、26、45、46保持關(guān)閉。閥22被打開以能夠經(jīng)由收集器7分配污泥到混合器4中，并且閥42被關(guān)閉。閥43保持打開以繼續(xù)運(yùn)送聚合物到離心機(jī)1的噴口。

在第三實(shí)驗(yàn)階段中，閥25、26、35、46保持關(guān)閉。閥22保持打開，閥43被關(guān)閉并且閥23被打開以根據(jù)本發(fā)明允許傳送污泥和聚合物到混合器4。

在這三個實(shí)驗(yàn)階段的每個階段的過程中，聚合物以三種不同的劑量使用，即5kg/tms(噸干物質(zhì))、7.5kg/tms和11kg/tms。

混合器被用于第二和第三實(shí)驗(yàn)階段中，其中2000rpm的葉片速度使得污泥在經(jīng)由脫氣罐8被傳送到離心機(jī)1中之前被破壞結(jié)構(gòu)。

由于污泥不需要，因此沒有添加氯化鐵。

在離心機(jī)1的出口處的污泥干燥度結(jié)果匯總于附圖3所示的圖中。

這些結(jié)果顯示出，當(dāng)使用相同劑量的聚合物時(shí)，可通過本發(fā)明獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)好得多的污泥干燥度，尤其是當(dāng)聚合物的注入在動態(tài)混合器上游提供的收集器中進(jìn)行時(shí)。

因而，對于11.3千克/噸干物質(zhì)(tms)的聚合物劑量來說，通過本發(fā)明，通過在動態(tài)混合器的上游注入聚合物獲得32％甚至大于33％的污泥干燥度，而在現(xiàn)有技術(shù)中獲得的干燥度僅為28.5％。這是在沒有添加氯化鐵和壓縮空氣的情況下獲得的，因?yàn)槲勰嗖恍枰鼈?。通過以僅5kg/tms的比率使用聚合物獲得29％的相當(dāng)?shù)母稍锒?，即?jié)省了接近50％的聚合物的量。