CN109020120B - 一种污泥除砂工艺及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥除砂工艺及***，涉及环保技术领域。该工艺包括：将污泥依次进行浆化反应、水热反应以及闪蒸反应后进行一级旋流除砂得一级轻质污泥和一级重质污泥；一级轻质污泥经汽液分离得一级分离蒸汽和一级分离液体；对一级重质污泥进行洗砂得洗砂浆；将洗砂浆进行二级旋流除砂得二级轻质污泥和二级重质污泥，二级重质污泥进行砂水分离。该***与上述工艺配合使用。本发明用水热技术联合二级除砂工艺，除砂效率高、有机物损失率低；两级除砂间设洗砂工艺，降低出砂中的有机物含量，该***结构简单，自动化程度高，具有良好的应用前景。本发明适用于水热/热水解污泥的除砂，防止砂在消化罐内沉积、结块，降低消化罐的有效池容。

Description

一种污泥除砂工艺及***
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是一种污泥除砂工艺及***。
背景技术
随着城镇化的快速发展，城市污水处理设施的建设力度也不断增大，污水处理量及处理率都不断的提高。污水处理过程中产生大量的污泥，如何快速的、无害的、资源化的处理和利用污泥，是城市建设中的一个重要问题。目前在污泥处理处置与资源化利用中，大量采用了污泥厌氧消化的处理方式，在处理污泥的同时，变废为宝，获得沼气能源。但由于污泥中常常由于水厂水质不同、季节变化等因素，含有砂砾等无机颗粒组分,在厌氧消化时常沉淀于厌氧消化罐内，一方面会对设备造成磨损，另一方面严重影响厌氧消化进程和效率。
发明内容
本发明的第一发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种污泥除砂工艺，该工艺通过前置水热处理，降低污泥黏度，解除大分子有机物对砂砾的包裹黏附，然后设置多级除砂过程，除砂率高，有效防止泥砂在厌氧消化罐内沉积、结块，降低消化罐的有效池容。
本发明的第二发明目的在于，提供一种污泥除砂***，该***配合使用上述工艺，有效除去污泥中的泥砂。
本发明采用的技术方案如下：
一种污泥除砂工艺，其包括如下步骤：
（1）将污泥依次进行浆化反应、水热反应以及闪蒸反应；
（2）将闪蒸反应后的污泥进行一级旋流除砂，得到一级轻质污泥和一级重质污泥；一级轻质污泥进行汽液分离，得到一级分离蒸汽和一级分离液体；用清洗水对一级重质污泥进行搅拌洗砂，得到洗砂浆；
（3）将洗砂浆进行二级旋流除砂，得到二级轻质污泥和二级重质污泥，二级重质污泥进行砂水分离。
本发明的一种污泥除砂工艺，步骤（1）中，浆化反应的温度为80-90℃；水热反应的温度为165-200℃，压力为0.6-3MPa；闪蒸反应温度为100-105℃。
本发明的一种污泥除砂工艺，步骤（2）中，轻质污泥与重质污泥的分流比为2-15:1。
本发明的一种污泥除砂工艺，一级重质污泥洗砂前先进行汽液分离，得到二级分离蒸汽和二级分离液体；二级分离液体进行洗砂。
本发明的一种污泥除砂工艺，收集一级分离蒸汽和二级分离蒸汽应作为浆化反应的热源；收集一级分离液体进行厌氧消化。
本发明的一种污泥除砂工艺，清洗水与二级分离液体的质量比为1-15:1。
本发明的一种污泥除砂工艺，步骤（3）中，二级轻质污泥与二级重质污泥的分离比为3-10:1；二级轻质污泥经收集后进行厌氧消化，二级重质污泥用螺旋砂水分离器进行砂水分离。
一种污泥除砂***，其包括依次连接的浆化反应器、水热闪蒸反应器、一级旋流除砂器、洗砂罐、二级旋流除砂器和螺旋砂水分离器；所述一级旋流除砂器顶部连接有一级汽水分离器，一级汽水分离器的蒸汽出口连接至浆化反应器，液体出口连接有厌氧消化器；螺旋砂水分离器包括壳体和提升器筒，提升筒沿轴线方向设置有螺旋，提升筒倾斜设置，一点设置于壳体内，一端设置于壳体外，设置于壳体外的一端高于设置于壳体内的一端。
本发明的一种污泥除砂***，所述螺旋为变矩螺旋，螺距由低的一端向高的一端逐渐减小。
本发明的一种污泥除砂***，所述一级旋流除砂器与洗砂罐之间设置有二级汽水分离器，二级汽水分离器的蒸汽出口连接至浆化反应器，液体出口连接至洗砂罐。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供一种污泥除砂工艺及***，该工艺用水热技术处理污泥，高温高压状态下污泥粘度低、流动性好，有利于提高除砂效率；采用二级除砂工艺，除砂效率高、有机物损失率低；在一级除砂和二级除砂之间设置洗砂工艺，降低了出砂中的有机物携带量，同时回收汽水分离器的蒸汽回用于浆化反应，节约能耗，进一步提高工艺性能，尤其适用于处理含固量为12%-18%的污泥。该***结构简单，自动化程度高，具有良好的应用前景。本发明适用于水热/热水解污泥的除砂，防止污泥中的砂在消化罐内沉积、结块，降低消化罐的有效池容。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1本发明提供的污泥除砂***的结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种污泥除砂***，其包括依次连接的浆化反应器7、水热闪蒸反应器1、一级旋流除砂器2，二级汽水分离器3、洗砂罐4、二级旋流除砂器5以及螺旋砂水分离器6，一级旋流除砂器2还连接有一级汽水分离器21。本实施例中，浆化反应器7和水热闪蒸反应器1均可以设置有多级。
一级旋流除砂器2顶部设置有轻质污泥出口，底部设置有重质污泥出口，轻质污泥出口连接至一级汽水分离器21。一级汽水分离器21设置有蒸汽出口和液体出口，蒸汽出口连接至浆化反应器7以回用蒸汽，实现节约能耗，液体出口连接至厌氧消化器以将液体进行厌氧消化。
二级汽水分离器3连接至一级旋流除砂器2的重质污泥出口以接收重质污泥，二级汽水分离器3设置有蒸汽出口和液体出口，蒸汽出口连接至浆化反应器7以回用蒸汽，实现节约能耗。洗砂罐4连接至二级汽水分离器3的液体出口，洗砂罐设置有清洗水进口，洗砂罐4利用清洗水对二级汽水分离器3中的液体进行高速搅拌洗砂，砂表面粘附的有机物被有效的剥离，转移至液相中。
洗砂罐4与二级旋流除砂器5中间设置有二级除砂供料泵41，将洗砂罐4内的泥浆输送到二级旋流除砂器5内，进行二级旋流除砂。二级旋流除砂器4顶部设置有轻质污泥出口，底部设置有重质污泥出口，轻质污泥出口连接至厌氧消化器以将液体进行厌氧消化。重质污泥出口连接至螺旋砂水分离器6。螺旋砂水分离器6包括壳体61和提升筒62，提升筒62沿轴线方向设置有螺旋。提升筒65倾斜设置，一端设置于壳体61内，一端设置于壳体61外，设置于壳体61外的一端高于设置于壳体61内的一端。提升筒62的螺旋为变矩螺旋，螺距由低的一端向高的一端逐渐减小，以逐渐将泥砂脱水，最后泥砂由提升筒顶部输出。
实施例2
本实施例提供一种污泥除砂工艺，该工艺配合实施例提供的污泥水热除砂***使用，具有优异的除砂效果。其包括如下步骤：
步骤一：将污泥输入浆化反应器中进行浆化反应，然后在水热闪蒸反应器中进行水热反应以及闪蒸反应。
步骤二：将经闪蒸反应后的污泥输入一级旋流除砂器进行一级旋流除砂，得到一级轻质污泥和一级重质污泥；一级轻质污泥进入一级汽液分离器中进行汽液分离，得到一级分离蒸汽和一级分离液体；一级重质污泥进入洗砂罐中用清洗水进行搅拌洗砂，得到洗砂浆。
步骤三：将洗砂浆进行输入二级旋流除砂器进行二级旋流除砂，得到二级轻质污泥和二级重质污泥，将二级重质污泥输入螺旋砂水分离器中进行砂水分离。
实施例3
本实施例提供一种污泥水热除砂工艺，该工艺配合实施例提供的污泥水热除砂***使用，具有优异的除砂效果。其包括如下步骤：
步骤一：将污泥输入浆化反应器中，维持温度为80-90℃进行浆化反应，然后将物料输送至水热闪蒸反应器，首先维持温度为165-200℃，压力为0.6-3MPa进行水热反应，然后在常压下，控制温度为100-105℃进行闪蒸反应。
步骤二：将经闪蒸处理后的污泥输入一级旋流除砂器进行一级旋流除砂，按照分离比为2-15:1得到一级轻质污泥和一级重质污泥；一级轻质污泥进入一级汽液分离器中进行汽液分离，得到一级分离蒸汽和一级分离液体；一级分离蒸汽返回浆化反应器中重复利用，用作浆化反应的热源，一级分离液体经收集后进行厌氧消化。一级重质污泥进入洗砂罐中用清洗水进行搅拌洗砂，得到洗砂浆。
步骤三：将洗砂浆进行输入二级旋流除砂器进行二级旋流除砂，得到二级轻质污泥和二级重质污泥，将二级重质污泥输入螺旋砂水分离器中进行砂水分离。
实施例4
本实施例提供一种污泥水热除砂工艺，该工艺配合实施例提供的污泥水热除砂***使用，具有优异的除砂效果。其包括如下步骤：
步骤一：将污泥输入浆化反应器中，维持温度为80-90℃进行浆化反应，然后将物料输送至水热闪蒸反应器，首先维持温度为165-200℃，压力为0.6-3MPa进行水热反应，然后在常压下，控制温度为100-105℃进行闪蒸反应。
步骤二：将经闪蒸反应后的污泥输入一级旋流除砂器进行一级旋流除砂，按照分离比为2-15:1得到一级轻质污泥和一级重质污泥；一级轻质污泥进入一级汽液分离器中进行汽液分离，得到一级分离蒸汽和一级分离液体；一级分离蒸汽返回浆化反应器中重复利用，用作浆化反应的热源，一级分离液体经收集后进行厌氧消化。一级重质污泥进入二级汽液分离器中进行汽液分离，得到二级分离蒸汽和二级分离液体；二级分离蒸汽返回浆化反应器中重复利用，用作浆化反应的热源，二级分离液体进入洗砂罐中用清洗水进行搅拌洗砂，得到洗砂浆，清洗水与二级分离液体的质量比为1-15:1。
步骤三：将洗砂浆进行输入二级旋流除砂器进行二级旋流除砂，得到二级轻质污泥和二级重质污泥，二级轻质污泥经收集后进行厌氧消化，将二级重质污泥输入螺旋砂水分离器中进行砂水分离。
实施例5
本实施例提供一种污泥水热除砂工艺，该工艺配合实施例提供的污泥水热除砂***使用，具有优异的除砂效果。其包括如下步骤：
步骤一：将污泥输入浆化反应器中，维持温度为80-90℃进行浆化反应，然后将物料输送至水热闪蒸反应器，首先维持温度为165-200℃，压力为0.6-3MPa进行水热反应，然后在常压下，控制温度为100-105℃进行闪蒸反应。
步骤二：将经闪蒸处理后的污泥输入一级旋流除砂器进行一级旋流除砂，按照分离比为3-10:1得到一级轻质污泥和一级重质污泥；一级轻质污泥进入一级汽液分离器中进行汽液分离，得到一级分离蒸汽和一级分离液体；一级分离蒸汽返回浆化反应器中重复利用，用作浆化反应的热源，一级分离液体经收集后进行厌氧消化。一级重质污泥进入二级汽液分离器中进行汽液分离，得到二级分离蒸汽和二级分离液体；二级分离蒸汽返回浆化反应器中重复利用，用作浆化反应的热源，二级分离液体进入洗砂罐中用清洗水进行搅拌洗砂，得到洗砂浆，清洗水与二级分离液体的质量比为1-15:1。
步骤三：将洗砂浆进行输入二级旋流除砂器进行二级旋流除砂，按照分离比为3-10:1得到二级轻质污泥和二级重质污泥，二级轻质污泥经收集后进行厌氧消化，将二级重质污泥输入螺旋砂水分离器中进行砂水分离。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种污泥除砂工艺，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将污泥依次进行浆化反应、水热反应以及闪蒸反应；
(2)将闪蒸反应后的污泥进行一级旋流除砂，得到一级轻质污泥和一级重质污泥；一级轻质污泥进行汽液分离，得到一级分离蒸汽和一级分离液体；用清洗水对一级重质污泥进行搅拌洗砂，得到洗砂浆；
(3)将洗砂浆进行二级旋流除砂，得到二级轻质污泥和二级重质污泥，二级重质污泥进行砂水分离；
其中，浆化反应的温度为80-90℃；水热反应的温度为165-200℃，压力为0.6-3MPa；闪蒸反应温度为100-105℃；一级重质污泥洗砂前先进行汽液分离，得到二级分离蒸汽和二级分离液体；二级分离液体进行洗砂，收集一级分离蒸汽和二级分离蒸汽应作为浆化反应的热源；收集一级分离液体冷却后进行厌氧消化；二级轻质污泥经收集后进行厌氧消化，二级重质污泥用螺旋砂水分离器进行砂水分离。
2.根据权利要求1所述的污泥除砂工艺，其特征在于，步骤(2)中，一级轻质污泥与一级重质污泥的分流比为2-15:1。
3.根据权利要求1所述的污泥除砂工艺，其特征在于，清洗水与二级分离液体的质量比为1-15:1。
4.根据权利要求1所述的污泥除砂工艺，其特征在于，步骤(3)中，二级轻质污泥与二级重质污泥的分离比为3-10:1。
5.一种污泥除砂***，其特征在于，其包括依次连接的浆化反应器，水热闪蒸反应器、一级旋流除砂器、洗砂罐、二级旋流除砂器和螺旋砂水分离器；所述一级旋流除砂器顶部连接有一级汽水分离器，一级汽水分离器的蒸汽出口连接至浆化反应器，液体出口连接有厌氧消化器；螺旋砂水分离器包括壳体和提升筒，提升筒沿轴线方向设置有螺旋，提升筒倾斜设置，一端设置于壳体内，一端设置于壳体外，设置于壳体外的一端高于设置于壳体内的一端。
6.根据权利要求5所述的污泥除砂***，其特征在于，所述螺旋为变矩螺旋，螺距由低的一端向高的一端逐渐减小。
7.根据权利要求6所述的污泥除砂***，其特征在于，所述一级旋流除砂器与洗砂罐之间设置有二级汽水分离器，二级汽水分离器的蒸汽出口连接至浆化反应器，液体出口连接至洗砂罐。
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