CN101767922A

CN101767922A - 一种污泥脱水处理工艺

Info

Publication number: CN101767922A
Application number: CN201010023097A
Authority: CN
Inventors: 王光; 鲍阳阳
Original assignee: SHANGHAI ATON ENVIRONMENTAL LLC
Current assignee: Sichuan Rongxinkai Engineering Design Co Ltd
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2030-01-21
Also published as: CN101767922B

Abstract

本发明涉及一种污泥脱水处理工艺，包括以下步骤，剩余活性污泥依次经连续式重力浓缩池、间歇式污泥浓缩池进行浓缩处理，然后进入化学调理槽，经化学调理后的污泥进入转鼓式离心浓缩机进一步浓缩，最后进入带式压滤机进行脱水处理形成泥饼。本发明的污泥脱水处理工艺主要是针对剩余活性污泥性能特点，加强机械脱水前的浓缩效果，具有脱水过程加药量小、泥饼增厚、泥饼含水率降低、污泥不粘滤布易冲洗、分离液含固量低、固体回收率高等优点。

Description

一种污泥脱水处理工艺

技术领域

本发明涉及一种污泥脱水处理工艺，主要适应于对污水处理厂剩余活性污泥的减容处理，属于污水处理厂污泥处理领域。

背景技术

污水处理厂主要有初次沉淀污泥、剩余活性污泥和化学污泥。污泥的含水率一般都很高，初次沉淀池污泥含水率介于95％～97％，剩余活性污泥在99.2％以上，化学污泥的含水率达99.5％以上。污水处理厂产生的剩余活性污泥一般要占污泥总产量的80％以上。活性污泥主要由四部分组成：具有代谢功能的活性微生物群体；微生物内源呼吸和自身氧化的残留物；被污泥絮体吸附的难降解有机物；被污泥絮体吸附的无机物。剩余活性污泥以有机物为主要成分，具有易腐化发臭、颗粒较细、比重较小、含水率高且不易脱水的特性，是呈胶状结构的亲水性物质。污泥中含水分大致分为4类：颗粒间的空隙水，约占总水分的70％；毛细水，即颗粒间毛细管内的水，约占20％；污泥颗粒吸附水和颗粒内部水，约占10％。

污泥浓缩的方法主要有重力浓缩、离心浓缩和气浮浓缩。重力浓缩池根据运行方式的不同，可分为连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池两种，按其水流方式又分为竖流式和幅流式两种。连续式重力浓缩池主要有带刮泥机及搅动栅的连续式重力浓缩池和多斗连续式重力浓缩池两种；间歇式污泥浓缩池主要有带中心管和不带中心管两种。机械浓缩是利用污泥中的固体颗粒与液体的比重差，在离心力场所受到的离心力的不同而分离。用于离心浓缩的离心机主要有转盘式离心机和转鼓离心机等。气浮浓缩污泥是先在加压情况下，然后通过减压释放出的大量微气泡附着在污泥颗粒的周围，使污泥颗粒上浮，从而达到浓缩的目的。

污泥的脱水是指将流态污泥(经过或未经过浓缩)转化为固态的湿污泥。污泥脱水的方法主要有自然脱水、机械脱水和造粒脱水。自然脱水主要构筑物是污泥干化场，主要依靠下渗和蒸发降低污泥的含水量。机械脱水法又分为过滤法和离心法两种。过滤法是将湿污泥用滤层(多孔性材料如滤布、金属丝网)过滤，使水分(滤液)渗过滤层，脱水污泥(滤饼)则被截留在滤层上。离心法是借污泥中固、液比重差所产生的不同离心倾向达到泥水分离。过滤法用的设备有真空转鼓过滤机、板框压滤机和带式过滤机。机械脱水污泥的含水率和污泥性质及预处理方法有关。一般情况下，真空过滤泥饼含水率65％～80％；板框压滤泥饼含水率为50％～80％；带式过滤机泥饼含水率为70％～80％；离心脱水泥饼含水率为80％～85％。另外叠螺污泥脱水机和造粒法脱水是最近发展的一种新技术，产生的泥丸或泥饼含水率均为70％～80％。

通常污泥先进行预处理，改善脱水性能后再脱水。通用的预处理方法是投加无机盐或高分子混凝剂，此外，还有淘洗法和热处理法。污泥脱水工艺的选择与污泥的化学性质及污泥最终处置途径有关，当前污泥脱水处理工艺主要有：

(1)污泥→重力浓缩→机械脱水→最终处置

(2)污泥→重力浓缩→自然干化→最终处置

(3)污泥→重力浓缩→消化→最终处置

(4)污泥→重力浓缩→消化→自然干化→最终处置

(5)污泥→重力浓缩→消化→机械脱水→最终处置

(6)污泥→重力浓缩→机械脱水→干燥→最终处置

(7)污泥→离心浓缩→机械脱水→最终处置

(8)污泥→离心浓缩→机械脱水→干燥→最终处置

典型的污泥处理工艺流程，包括四个阶段：第一阶段为污泥浓缩，主要目的是使污泥初步减容，缩小后续处理构筑物的容积或设备容量；第二阶段为污泥消化，使污泥中的有机物分解；第三阶段为污泥脱水，使污泥进一步减容；第四阶段为污泥处置，采用某种途径将最终的污泥予以消纳。污水处理厂污泥通过以上四个阶段的处理，达到减量化、稳定化、无害化、资源化的目的。

目前的污泥脱水工艺在处理剩余活性污泥的过程中，主要存在脱水后的泥饼含水率高，泥饼产量低，加药量大，滤布清洗不干净，分离液含固量高，固体回收率低等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥脱水处理工艺，以克服上述现有技术的不足。本发明的工艺主要是针对剩余活性污泥的性能特点，根据物理及化学的方法所设计的一种污泥“三次浓缩+机械脱水”处理工艺。

本发明的污泥“三次浓缩+机械脱水”处理工艺中，所述的三次浓缩依次分别为经连续式重力浓缩池、间歇式重力浓缩池、转鼓式离心浓缩机进行浓缩处理，所述的机械脱水为采用带式压滤机进行脱水。

本发明采用以下技术方案来解决上述技术问题：

一种污泥脱水处理工艺，包括以下步骤，剩余活性污泥依次经连续式重力浓缩池、间歇式污泥浓缩池进行浓缩处理，然后进入化学调理槽，经化学调理后的污泥进入转鼓式离心浓缩机进一步浓缩，最后进入带式压滤机进行脱水处理形成泥饼。

本发明在污泥进入机械脱水前设置三次浓缩工艺，三次污泥浓缩先后排序是按含水率从高到低的顺序进行的，一方面排泥要适应生产的需要，排泥的位置要与污水处理工艺相适应；另一方面连续式重力浓缩池→间歇式污泥浓缩池→转鼓离心式浓缩机所形成的工艺路线，符合污泥浓度递进的内在关系，有利于逐级提高浓缩效果。连续式重力浓缩池进泥含水率一般在99.9～99.2％，出泥含水率为98％左右；间歇式污泥浓缩池进泥含水率一般在99.6～98.5％，出泥含水率在98～95％之间；转鼓离心式浓缩机进泥含水率一般在98.5～96％之间，出泥含水率可达96～92％。

较佳地，所述连续式重力浓缩池采用生化二沉池的结构，并在所述生化二沉池出泥管线增加排泥控制阀，以确保生化二沉池排出的污泥浓度控制在一定的范围内。

进一步，在二沉池排泥管道的出口处增设一座与二沉池标高相近的污泥井，污泥井结构与二沉池整体结构连成一体，污泥井的进泥管与二沉池污泥斗相连通，在污泥井的中间位置设有一道竖直方向的隔墙(13)，隔墙(13)的另一侧与污泥回流井连通，在隔墙(13)的上方(即比二沉池运行液面标高低650mm左右的位置)安装有一台闸板阀(14)，通过调节闸板阀(14)的启闭程度调节二沉池排泥量，以此控制二沉池排泥浓度。

较佳地，所述间歇式污泥浓缩池可在浓缩周期内始终保持出泥浓度均匀。

一种可均匀出料的间歇式污泥浓缩池，其特征在于，包括池体(1)、污泥斗(2)、连通口(3)、进泥管(4)、中心管(5)、溢流堰(6)、上清液排水管(8)、潜水搅拌机(9)和排泥管(10)；其中：池体(1)内部由堤堰(11)分隔成左右两部分，每部分的底部为污泥斗(2)，每个污泥斗(2)的两端分别设有潜水搅拌机(9)和排泥管(10)；堰堤下方设有连通两个污泥斗的连通口(3)，堤堰(11)中间位置设有竖直方向的中心管(5)，中心管(5)顶部与进泥管(4)连接，中心管(5)底部连接两个污泥斗(2)；池体(1)的一侧靠近池体顶部的位置设有溢流堰(6)，池体(1)的一侧上分高、中、低位设有三根上清液排水管(8)。

优选的，所述池体(1)为正方体，所述池体(1)内部由堤堰(11)分隔成的左右两部分均为长方体。

优选的，所述两台潜水搅拌机(9)分别设于两个污泥斗(2)的同一端，两根排泥管(10)分别设于两个污泥斗(2)的另一端。所述连通口(3)靠近排泥管(10)的吸泥口。

本发明中所采用的上述间歇式污泥浓缩池是一种可均匀出泥的间歇式污泥浓缩池，这种浓缩池的特点是浓缩效果好，浓缩时间短，可在周期内始终保持出泥浓度均匀。

本发明中，所述化学调理槽内设有搅拌机，通过连续搅拌，药剂与污泥充分混合、反应，使污泥结构中的空隙水进一步被分离出来。化学调理槽内所用药剂及其投加量可根据剩余活性污泥的性质采用本领域内的常规方法进行确定，如投加浓度为1.5‰的有机高分子絮凝剂水溶液，投加量为3kg絮凝剂/吨干基污泥。所述有机高分子絮凝剂可以是本领域内常规的有机高分子絮凝剂，如阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)。

本发明中，连续式重力浓缩池出泥通过泵提升至间歇式污泥浓缩池，间歇式污泥浓缩池出泥依靠重力流或经泵提升进入化学调理槽，化学调理槽出泥溢流进入转鼓式离心浓缩机，转鼓式离心浓缩机出泥直接落入带式压滤机。

本发明针对剩余活性污泥性能特点，提供了一种污泥“三次浓缩+机械脱水”处理工艺，加强了机械脱水前的浓缩效果，具有脱水过程加药量小、泥饼增厚、泥饼含水率降低、污泥不粘滤布易冲洗、分离液含固量低、固体回收率高等优点。

附图说明

图1是本发明的污泥脱水处理工艺流程图；

图2是本发明的间歇式污泥浓缩池的平面示意图；

图3是图2的侧视图；

图4是图2的A-A剖面图；

图5是图2的B-B剖面图。

图中：A连续式重力浓缩池；B污泥井；C污泥回流井；D间歇式污泥浓缩池；E化学调理槽；F转鼓式离心浓缩机；G带式脱水机。1池体；2双斗；3连通口；4进泥管；5中心管；6溢流堰；7溢流管；8排水管；9潜水搅拌机；10排泥管；11堤堰；12切水控制阀；13隔墙；14闸板阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

实施例1本发明采用的间歇式污泥浓缩池

如图1所示，本发明的一种可均匀出料的间歇式污泥浓缩池，包括池体1、污泥斗2、连通口3、进泥管4、中心管5、溢流堰6、上清液排水管8、潜水搅拌机9和排泥管10。浓缩池设计固体通量为60kg/(m².d)。池体1为正方体的钢筋混凝土结构，其结构尺寸为9000×9000×6000(mm)；池体1内部由堤堰11分隔成两个长方体，长方体的长(L)与宽(H)比即L/H＝2；每个长方体的底部为污泥斗2，使池体1的底部形成“W”型双斗结构，单间斗底平面尺寸为1352×6100(mm)，污泥斗2的四个斜壁与水平面的夹角为50°，污泥斗2的底面坡度为0.003。

如图1、图3、图4所示，堤堰11中间位置设有竖直方向的中心管5，中心管5顶部与进泥管4连接，中心管5底部连接两个污泥斗2；所说的中心管5采用碳钢材质，中心管5的直径大于进泥管4的直径，进泥管直径为DN150，中心管5直径DN400，中心管5的下端口连接喇叭口，所述喇叭口的尺寸为400×600(mm)，中心管喇叭口处设反射板，所述反射板直径为780mm，喇叭口到反射板的距离为300mm，污泥进入中心管后流速降低，再经过中心管下方设置的喇叭口和反射板进一步消除水流能量，然后均匀分布进入“W”型双污泥斗2。污泥从中心管5进入浓缩池下部，缩短了污泥重力沉降的距离，能有效地避免池中的阻滞区对浓缩过程的不利影响。

如图1、图2、图3所示，为防止进泥量过多漫出池顶，在池体1的一侧靠近池体顶部的位置设有溢流堰6，溢流堰6是一条同池长相等的长方体水槽，水槽结构尺寸为9000×300×700(mm)；在溢流堰内侧中间位置安装有一根与进泥量相匹配的溢流管7，溢流管7的直径为DN200。在池体1的设有溢流堰6的一侧壁上分高、中、低位设有三根上清液排水管8，三根排水管8的直径为DN80，高、中、低位三根上清液排水管8与溢流管7连接，溢流管7出口处设有一个观察井(图中未画出)，以便观察排水带泥情况；每根排水管8上分别安装有切水控制阀12，以此控制切水量的大小。进入浓缩池的污泥经过一段时间重力沉降出现固液分离，可根据浓缩池中泥层的厚度相应打开该位置排水管的切水阀排除上清液。

如图1、图4所示，每个污泥斗2的两端分别设有潜水搅拌机9和排泥管10，两台潜水搅拌机9的功率均为0.85Kw，分别设于两个污泥斗2的同一端，两根排泥管10分别设于两个污泥斗2的另一端；排泥管10的吸泥口延伸至靠近污泥斗2底面的位置。当污泥浓缩池上清液基本排完时，再分别启动两台潜水搅拌机9运行，使浓缩池内污泥达到混合均匀状态。

堰堤下方设有连通两个污泥斗的连通口3，连通口3为长方体形状，其截面尺寸为1000×300(mm)，并靠近排泥管10的吸泥口。当浓缩池进泥时，潜水搅拌机不运行，两边的液位标高相同，连通口3内污泥处在相对静止的状态；当浓缩池处在出泥过程中，一边的污泥斗2内污泥将通过连通口3向正在出泥的另一污泥斗2内流动。在潜水搅拌机9运行条件下，可保证浓缩周期内出泥浓度始终处在均匀状态。

本实施例的一种可均匀出料的间歇式污泥浓缩池，浓缩周期的长短与进泥含水率和污泥的性能有关，本实施例浓缩周期为8～10h，进泥含水率为99.2％～99.7％，出泥含水率97％～96％。浓缩比大于7，固体回收率大于95％；液体分离率大于86％。

实施例2

图1为本发明的工艺流程示意图。本发明涉及的工程实例即污泥三次浓缩+机械脱水处理工艺，设计剩余污泥处理量为70m³/h(不包括污泥回流量部分)，处理工艺进口污泥含水率为99.4％～99.7％，本实施例涉及的连续式重力浓缩池A是利用生化二沉池的结构并在二沉池出泥管线增加一只排泥控制阀，以确化二沉池排出的污泥浓度控制在一定的范围内。连续式重力浓缩池A的结构尺寸为34×3.6m，污泥进入连续式重力浓缩池A，经2～3h的浓缩，出口污泥含水率为98.5％左右。

本实施例中涉及的连续式重力浓缩池A采用特殊结构的二沉池，在二沉池排泥管道的出口处增设一座与二沉池标高相近的污泥井B，污泥井B结构与二沉池整体结构连成一体，污泥井B的进泥管与二沉池污泥斗相连通，在污泥井B的中间位置设有一道竖直方向的隔墙13，隔墙13的另一侧与污泥回流井C连通，在隔墙13的上方(即比二沉池运行液面标高低650mm左右的位置)安装有一台闸板阀14，通过调节闸板阀14的启闭程度调节二沉池排泥量，以此控制二沉池排泥浓度。

在污泥井B后设污泥回流井C，污泥回流井C中污泥的回流量为50-100％。污泥井B出泥自流进入污泥回流井C，经泵提升进入间歇式污泥浓缩池D，本实例涉及的间歇式污泥浓缩池D结构尺寸为9×9×5m，其结构如实施例1所示，是一种可保证出泥始终处在均匀状态，而且浓缩周期短，浓缩周期为8～10h，出泥含水率达96.4％左右。

间歇式污泥浓缩池D出泥再经泵提升进入化学调理槽E，在化学调理槽E内投加有机高分子阳离子型聚丙烯酰胺PAM絮凝剂，PAM配制浓度为1.5，投加量为3kgPAM/吨干基污泥。调理槽内设有搅拌机，通过连续搅拌，药剂与污泥充分混合、反应，使污泥结构中的空隙水进一步被分离出来。

化学调理槽E出泥自流进入转鼓式离心浓缩机F，本实施例设置一组(2只转鼓)转鼓式离心浓缩机，转鼓规格尺寸为0.5×1.5m，污泥经离心式重力泥、水筛除分离后，污泥含水率降至94.2％左右。

转鼓式离心浓缩机F出泥直接落入带式压滤机G，本实施例的带式压滤机G处理量为20～30t/h，污泥经带式压滤机重力过滤、压力过滤及毛细管吸水等过程形成泥饼，泥饼含水率为72％左右。

本实施例污泥处理情况见表1：

表1污泥三次浓缩+机械脱水处理工艺实施效果评价

名称	进泥含水率％	出泥含水率％	浓缩比％	固体回收率％	液体分离率％
名称	进泥含水率％	出泥含水率％	浓缩比％	固体回收率％	液体分离率％	连续式重力浓缩池	99.6	98.2	4.5	＞99	78
间歇式污泥浓缩池	98.2	96.4	2	＞96	50	连续式重力浓缩池	99.6	98.2	4.5	＞99	78
间歇式污泥浓缩池	98.2	96.4	2	＞96	50	转鼓离心式浓缩机	96.4	94.2	1.6	＞94	38
带式压滤机	94.2	72	4.8	＞95	79	转鼓离心式浓缩机	96.4	94.2	1.6	＞94	38

Claims

1.一种污泥脱水处理工艺，包括以下步骤，剩余活性污泥依次经连续式重力浓缩池、间歇式污泥浓缩池进行浓缩处理，然后进入化学调理槽，经化学调理后的污泥进入转鼓式离心浓缩机进一步浓缩，最后进入带式压滤机进行脱水处理形成泥饼。

2.如权利要求1所述的污泥脱水处理工艺，其特征在于，所述连续式重力浓缩池采用生化二沉池的结构，并在所述生化二沉池出泥管线增加排泥控制阀。

3.如权利要求1所述的污泥脱水处理工艺，其特征在于，所述间歇式污泥浓缩池可在浓缩周期内始终保持出泥浓度均匀。

4.如权利要求3所述的污泥脱水处理工艺，其特征在于，所述间歇式浓缩池，包括池体(1)、污泥斗(2)、连通口(3)、进泥管(4)、中心管(5)、溢流堰(6)、上清液排水管(8)、潜水搅拌机(9)和排泥管(10)；其中：池体(1)内部由堤堰(11)分隔成左右两部分，每部分的底部为污泥斗(2)，每个污泥斗(2)的两端分别设有潜水搅拌机(9)和排泥管(10)；堰堤下方设有连通两个污泥斗的连通口(3)，堤堰(11)中间位置设有竖直方向的中心管(5)，中心管(5)顶部与进泥管(4)连接，中心管(5)底部连接两个污泥斗(2)；池体(1)的一侧靠近池体顶部的位置设有溢流堰(6)，池体(1)的一侧上分高、中、低位设有三根上清液排水管(8)。

5.如权利要求4所述的污泥脱水处理工艺，其特征在于，所述两台潜水搅拌机(9)分别设于两个污泥斗(2)的同一端，两根排泥管(10)分别设于两个污泥斗(2)的另一端；所述连通口(3)靠近排泥管(10)的吸泥口。