CN210367414U - 用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置。它包括电控柜、PLC自动控制***、箱体、底座、电机、搅拌器、液位计、PH测量仪、污泥浓度计、电磁阀；该在线连续调理反应装置，可以投加三种以下的化学药剂，使药剂分别与泥浆在不同反应区进行连续反应，并可根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的信号反馈，通过PLC自动控制***实现对液位、药剂投加量和搅拌强度及药剂与泥浆的反应时间的自动控制。该装置可取代传统污泥深度脱水工艺中的土建或钢结构的间歇或半间歇式泥浆调理反应池。该装置可有效节省占地和投资，并使污泥的化学药剂调理实现在线监控和调控，实现污泥深度脱水工艺泥浆调理的连续运行。

Description

用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应 装置

技术领域

本实用新型属于污泥深度脱水技术领域，涉及一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置。

背景技术

城市污水处理厂所产生的生化污泥作为污水处理的副产物，必须经过浓缩、脱水等处理，达到含水率≤60％以后，才可进一步处置。所以污泥深度脱水工艺被广泛应用。在此工艺中，通常是将浓缩池所产生的含水率97％～98％的污泥，或经过机械浓缩到含水率95％左右的污泥，送入到钢结构或土建结构的调理池，直至泥浆充满调理池，再向其中投加化学调理药剂(通常为三氯化铁溶液和石灰)，用以改善泥浆脱水性能。这种调理方式需要体积很大的钢构或土建调理池，投资费用高，占地面积大，操作和检修不便。最重要的两点在于，一方面调理池采用的是间歇或半间歇式运行，使得深度脱水工艺连贯性不够高；另一方面，在同一池体内同时投加三氯化铁和石灰，会使药剂互相影响，降低调理效果，并且，投加过程缺失对污泥性质波动所引起的药剂投加量和反应时间的调节控制难度增大。

在此背景之下，需要一种调理反应装置，可以改善泥浆化学调理形式，使调理过程连续化，化学药剂分别与泥浆进行反应，对泥浆浓度、PH等参数发生的变化，可以在线对药剂投加量，反应强度和时间等进行在线调控。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有污泥深度脱水工艺中泥浆化学调理方式和装置的不足，设计一种在线连续调理反应装置，取代钢结构或土建结构的间歇或半间歇式反应调理池，实现能够将泥浆调理连续化，科学化，并可根据泥浆性质变化而自动调节的功能。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置，它包括：电控柜、PLC自动控制***、箱体、底座、电机、搅拌器、液位计、PH测量仪、污泥浓度计、电磁阀，以及必要的管阀连接件；箱体固设在底座上；箱体上设有电控柜，电控柜上设有PLC自动控制***；箱体上设有进泥口、出泥口；在与进泥口连接的进料管路上设有进料控制阀，该进料控制阀与PLC自动控制***的输出端连接；箱体内设有相互隔离的三个反应区，即反应区A、反应区B、反应区C，每个反应区内设有搅拌器，分别与三组独立的变频电机相连，三组独立的变频电机分别与PLC自动控制***的输出端连接；在反应区设有加药管，加药管上设有电磁阀，该电磁阀与PLC自动控制***的输出端连接；箱体上设有在线监测仪器液位计、PH测量仪、污泥浓度计，这些在线监测仪器与PLC自动控制***的输入端连接；该装置可根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的实测信号反馈，通过PLC自动控制***实现对液位、药剂投加量和搅拌器的搅拌强度以及药剂与泥浆的反应时间的自动控制。

进一步地，在反应区A、反应区B之间设有连接管路；在反应区A、反应区B之间的连接管路上设有控制阀门；该控制阀门与PLC自动控制***的输出端连接。

进一步地，箱体顶部设有多个进泥口，箱体侧面设有出泥口；进泥口与反应区A连通，出泥口与反应区C连通。

进一步地，每个反应区均设有一根加药管(箱体两侧各设有一根加药管，箱体顶部还设有一个备用加药口可连接一根加药管)。

进一步地，箱体顶部设有排气口；箱体底部一侧设有污泥排空口(用于污泥排空)。

进一步地，反应区B与反应区C之间采用上部溢流连通方式。

进一步地，在反应区A、反应区C之间设有连接管路；该连接管路与污泥排空口连通；该连接管路是在需要排空的情况下使用的。

本实用新型的在线连续调理反应装置的运行过程如下：

(1)污泥经输送泵送入反应区A，同时，化学调理药剂经药剂输送泵送入反应区A，二者在其中通过搅拌器的作用达到均匀混合；同时，PLC自动控制***根据设定的控制液位和液位计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度；亦即：根据液位计的实测信号反馈，电控柜内的PLC自动控制***设定控制，来实现反应时长的控制；

(2)当达到反应时间，混合液从反应区A通过反应区A与反应区B之间的连接管路8流入反应区B；在反应区B中，药剂输送泵会送入第二种化学调理药剂(如需要两种或以上药剂进行调理)，使混合液与第二种化学调理药剂在B区搅拌器的搅拌下实现均匀混合；同时，PLC自动控制***根据设定的污泥浓度和污泥浓度计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度；

(3)当达到反应时间，分别与两种药剂进行过充分混合的混合液，从反应区B通过溢流流入反应区C；在反应区C中，药剂输送泵会送入第三种化学调理药剂(如需要三种药剂进行调理)，使混合液与第三种化学调理药剂在C区搅拌器的搅拌下实现均匀混合；同时，PLC自动控制***根据设定的污泥浓度和污泥浓度计的实测信号反馈，自动调节控制反应时长和搅拌强度；

(4)当混合液达到反应时间，即可送出在线连续调理反应装置，送入后端脱水***。

进一步地，在整个运行过程中，液位计、污泥浓度计和PH测量仪(PH计)会在线监测泥浆液位、污泥浓度浓度和酸碱度的变化，并反馈给PLC自动控制***；根据PLC自动控制***对泥浆液位数据做出的分析，PLC自动控制***会控制调节反应区A、反应区B之间的连接管路上的控制阀门的开启或关闭，将反应物向下一个反应区传输或自动停止传输；根据PLC自动控制***对污泥浓度和酸碱度数据做出的分析，PLC自动控制***会控制调节三组电机，从而实现对搅拌器搅拌强度和搅拌时间的控制，并且，PLC自动控制***会控制调节加药管上的电磁阀，以控制加药时间，从而改变加药量。

本实用新型的有益效果：

为解决现有泥浆调理反应池的不足，本实用新型提供了一种污泥深度脱水工艺化学调理药剂的在线连续调理反应装置。该在线连续调理反应装置，针对泥浆性质波动，可以实现对药剂投加量和搅拌强度与搅拌时间的自动调节控制。一体化的钢结构设计，体积小，成本低，能够将泥浆调理从间歇或半间歇变成连续性调理。从而使污泥深度脱水工艺全生产线的连续运行。

通过使用该在线连续调理反应装置，可以投加3种或以下的化学药剂，使药剂分别与泥浆在反应装置内进行连续反应，并根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的信号反馈，经PLC自动控制***的预设程序控制，而实现药剂与泥浆的反应时间和投加药量。本实用新型可以有效节省占地和投资，并使污泥的化学药剂调理实现在线监控和调控，实现污泥深度脱水工艺泥浆调理的连续运行。

本实用新型与现有的污泥深度脱水工艺中间歇或半间歇的调理反应池相比，具有以下优势：

1、结构合理，体积小，节省占地面积和投资。全密闭结构使现场操作环境更加安全和整洁。

2、PLC自动控制***可根据测量仪器的信号反馈，自动调节药剂投加量，搅拌强度和时长，提高化学药剂调理的效果，控制更加精准。同时可以有效降低人力劳动强度。

3、通过在线连续调理反应装置的使用，可以将间歇调理调整为连续调理。提高污泥深度脱水工艺的运行效率和效果。

4、通过三组反应区的设置，在线连续调理反应装置可以最多使泥浆与3种药剂进行反应。通过药剂的搭配使用，对脱水性能不佳的泥浆具有更广泛适用性。

附图说明

图1是本实用新型的在线连续调理反应装置的主视结构示意图；

图2是本实用新型的在线连续调理反应装置的侧视结构示意图(即图1的左视图)；

图3是本实用新型的在线连续调理反应装置的俯视结构示意图。

图中：1、箱体；2、底座；3、电控柜(PLC自动控制***)；4、液位计；5、加药管；6、反应区A与反应区C之间的连接管路；7、PH测量仪；8、反应区A与反应区B之间的连接管路；9、电磁阀；10、备用加药口；11、污泥浓度计；12、测量仪表箱；N-1、出泥口；N-2、进泥口；N-3、污泥排空口；N-4、加药口；N-5、排气口；N-6、加药口；M-1、M-2、M-3均为变频电机。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。但是，本实用新型的内容并不局限于这些实施例。

实施例1

1、如图1、图2、图3所示，本实用新型一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置，它包括：箱体、底座、电控柜、PLC自动控制***、电机、搅拌器、液位计、PH测量仪、污泥浓度计，电磁阀及必要的管阀连接件；箱体1固设在底座2上；箱体前面设有电控柜3，电控柜3上设有PLC自动控制***(电控柜3的柜门上设有PLC自动控制***的操作面板)；箱体1内设有相互隔离的A、B、C三个反应区(即反应区A、反应区B、反应区C)，每个反应区内设有搅拌器，分别与三组独立的变频电机(M-1、M-2、M-3)相连，三组独立的变频电机分别与PLC自动控制***的输出端连接；箱体1上设有测量仪表箱12，其内设有在线监测仪器包括液位计4、PH测量仪7、污泥浓度计11，这些在线监测仪器与PLC自动控制***的输入端连接；箱体1两侧各设有一根加药管，加药管上设有电磁阀8，该电磁阀9与PLC自动控制***的输出端连接；在箱体1顶部还设有一个备用加药口10可连接一根加药管。箱体1顶部设有多个进泥口N-2，箱体1侧面上部设有出泥口N-1；进泥口N-2与反应区A连通，出泥口N-1与反应区C连通；在与进泥口N-2连接的进料管路上设有进料控制阀(图中未画出)，该进料控制阀与PLC自动控制***的输出端连接；箱体1顶部还设有排气口N-5，箱体1底部一侧设有污泥排空口N-3(用于污泥排空)。该装置可根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的实测信号反馈，由PLC自动控制***按照预设程序，实现对液位、药剂投加量和搅拌器的搅拌强度以及药剂与泥浆的反应时间的自动控制。

该装置具体结构如下：

(1)该装置包括：三组电机(图中的M-1、M-2、M-3)，三组搅拌器，电控柜3及PLC自动控制***，出泥口(图中的N-1)，进泥口(图中的N-2)，污泥排空口(图中的N-3)，加药口(图中的N-4和N-6)，排气口(图中的N-5)，液位计4，PH测量仪7，污泥浓度计11，电磁阀9及必要的管阀连接件等。

(2)该装置的PLC自动控制***预设了控制程序，可以通过测试仪器反馈的污泥参数，及时调整药剂投加量，以达到最佳调理状态，避免药剂投加过度和不足所造成的药剂浪费和效果不佳。

(3)该装置设有三个反应区，，可以用于投加三种或以下的不同药剂。在三个反应区内，分别拥有独立的一组电机控制一组搅拌器，每组电机单独变频控制，可实现搅拌器的转动速度和强度调节；亦即：每个反应区内设有搅拌器，分别与三组独立变频电机相连；依靠PLC自动控制***对变频电机的调控，可实现搅拌器转动速度和强度的调节。

(4)该装置在反应区A、反应区B之间设有连接管路8；在反应区A、反应区B之间的连接管路8上设有控制阀门。

反应区A与反应区B之间通过连接管路8连接。反应区B与反应区C之间采用上部溢流连通方式。

在反应区A、反应区C之间设有连接管路6。反应区A与反应区C之间的连接管路6是在需要排空的情况下使用的。

(5)该装置设有液位计4、PH测量仪7、污泥浓度计11，可以向PLC自动控制***导入实时测定的液位高度、污泥PH和污泥浓度；它可以实时向中控室输送监控信号，实现在线监控功能。

本实用新型的在线连续调理反应装置的运行过程如下：

(1)污泥经输送泵送入反应区A，同时，化学调理药剂经药剂输送泵送入反应区A，二者在其中通过搅拌器的作用达到均匀混合，因液位计的信号反馈，PLC自动控制***会自动调节反应时长和搅拌强度。根据液位计的信号反馈，电控柜内的PLC自动控制***设定控制，来实现反应时长的控制。

(2)当达到反应时间，混合液从反应区A通过反应区A与反应区B之间的连接管路8流入反应区B，在反应区B中，药剂输送泵会送入第二种化学调理药剂(如需要两种或以上药剂进行调理)，使混合液与第二种化学调理药剂在B区搅拌器的搅拌下实现均匀混合，同时在PLC自动控制***的控制下，自动调节反应时长和搅拌强度。

(3)当达到反应时间，分别与两种药剂进行过充分混合的混合液，从反应区B通过溢流流入反应区C，在反应区C中，药剂输送泵会送入第三种化学调理药剂(如需要三种药剂进行调理)，使混合液与第三种化学调理药剂在C区搅拌器的搅拌下实现均匀混合，同时在PLC自动控制***的控制下，自动调节反应时长和搅拌强度。

(4)当混合液达到反应时间，即可送出在线连续调理反应装置，送入后端脱水***。

在整个运行过程中，液位计、污泥浓度计和PH测量仪(PH计)会在线监测泥浆液位、污泥浓度浓度和酸碱度的变化，并反馈给PLC自动控制***；根据PLC自动控制***对泥浆液位数据做出的分析，PLC自动控制***会控制调节反应区A、反应区B之间的连接管路8上的控制阀门的开启或关闭，将反应物向下一个反应区传输或自动停止传输；根据PLC自动控制***对污泥浓度和酸碱度数据做出的分析，PLC自动控制***会控制调节三组电机，从而实现对搅拌器搅拌强度和搅拌时间的控制，并且，PLC自动控制***会控制调节加药管上的电磁阀9，以控制加药时间，从而改变加药量。

PLC自动控制***与各项检测仪器的具体关联与控制方式为：①液位计4检测各反应区A中的液位高度；当液位达到运行液位时，信号传输至PLC自动控制***，PLC自动控制***控制开启反应区A、反应区B之间的连接管路8上的控制阀，将反应物向下一个反应区传输；当液位降至最低液位时，PLC自动控制***控制关闭反应区A、反应区B之间的连接管路8上的控制阀，可自动停止传输，直到液位恢复至运行液位；当超过最高液位时，PLC自动控制***会自动控制关闭进料管路上的控制阀，控制液体的流入。②PH测量仪7(PH计)用于监测物料PH；对于反应条件要求在偏酸或偏碱条件的药剂，需要补充酸或碱(酸或碱可从加药管中补充加入)；当物料PH发生变化，使得反应条件不符合药剂需求时，PLC自动控制***将根据PH测量仪的检测结果，控制加药管上的电磁阀9，对加酸或加碱的量进行调整，补充或减少酸、碱药剂的投加量。③污泥浓度计11实时监测污泥的进料浓度并反馈给PLC自动控制***；当污泥浓度降低时，PLC自动控制***将根据最新检测到的污泥进料浓度数据进行比例计算，控制加药管上的电磁阀9，按药剂投加比例，降低加药装置的投加速度，减少药剂的投加量；当污泥浓度升高时，则按药剂投加比例，提高加药装置的投加速度，增加药剂的投加量。④根据药剂反应条件，对三组与变频电机(M-1、M-2、M-3)相连的搅拌机进行调控；如投加乳液型药剂时，***会控制三组变频电机及搅拌机的转速变小，搅拌强度降低，同时反应时间延长；投加粉状药剂时，控制***会提高三组变频电机及搅拌机的转速，加大搅拌强度，促进药剂与污泥的快速均匀混合。

应用实施例1

新疆昌吉某污水处理厂，日处理污水量5万吨，产生绝干泥量约为10吨的生活污泥。现场采用将含水率80％的污泥送入稀释调理池，加水稀释到含水率93％，再向调理池加入三氯化铁溶液和石灰。经调理的污泥送入高压板框式压滤机，压滤到含水率60％。现场有两个调理池，单池容积为4m×4m×4.5m。由于调理池采用混凝土结构，非常笨重，厂房也随之建造的比较大。在调理池检修时需攀爬4.5米高度，非常危险。而且调理池上方预留检修口经常有石灰粉剂和泥浆喷出来。环境很差。由于在同一池容内投加三氯化铁和石灰，导致两种药剂在与污泥反应之前，先一步互相发生反应。从而导致药剂投加量变大。以此为背景，对调理池进行改造，替换为实施例1所述的本实用新型的在线连续调理反应装置。

在本实用新型的在线连续调理反应装置中，通过在反应区A加水进行稀释，在反应区B和C分别投加三氯化铁溶液和石灰。以装置内的污泥浓度计、PH计和液位计的信号反馈，实现对污泥的稀释和药剂投加量的控制。由于药剂分开进行反应，使得三氯化铁反应区可以维持在酸性条件下，反应效果更好。石灰反应区维持在碱性条件下，未与三氯化铁互相反应。使两种药剂的加药量都有下降。现场无需人工值守，选用的在线连续调理反应装置尺寸为2580mm×2475mm×2353mm。大大节省占地面积和空间。

应用实施例2

漳州某大型城市污水厂，实际日处理污水约13万吨，产生绝干污泥量为48吨的污水厂污泥(二沉池污泥)，其含水率为98.0％。该污泥首先经浓缩机处理到含水率为95％左右。送入到调理池分别投加两种液态调理药剂进行调理，而后送入高压板框式压滤机，压滤后泥饼含水率为60％。现场采用钢结构调理罐2台，容积为12立方。由于液态调理药剂最佳反应强度和时间不同，钢结构调理罐内只有单一一种搅拌状态。泥浆与药剂接触时间也是固定的。故替换为实施例1所述的本实用新型的在线连续调理反应装置。

经本实用新型的在线连续调理反应装置，液态调理药剂分别在A区和B区与泥浆接触，并混合均匀。由于变频调控，搅拌器的搅拌强度根据药剂性质做了调整。又因为液位计信号反馈，对反应器A和B的液位做出调整。使反应时间不同。

本实用新型中的用于污泥深度脱水工艺化学调理药剂的在线连续调理反应装置，可以实现针对泥浆性质波动而自动调节控制药剂投加量，并自动调节控制搅拌强度与搅拌时间。一体化的钢结构设计，体积小，成本低，能够将泥浆调理从间歇或半间歇变成连续性调理。从而使污泥深度脱水工艺全生产线的连续运行。

Claims (7)

1.一种用于污泥深度脱水工艺泥浆化学调理的在线连续调理反应装置，其特征在于，它包括：电控柜、PLC自动控制***、箱体、底座、电机、搅拌器、液位计、PH测量仪、污泥浓度计、电磁阀；箱体固设在底座上；箱体上设有电控柜，电控柜上设有PLC自动控制***；箱体上设有进泥口、出泥口；在与进泥口连接的进料管路上设有进料控制阀，该进料控制阀与PLC自动控制***的输出端连接；箱体内设有相互隔离的三个反应区，即反应区A、反应区B、反应区C，每个反应区内设有搅拌器，分别与三组独立的变频电机相连，三组独立的变频电机分别与PLC自动控制***的输出端连接；在反应区设有加药管，加药管上设有电磁阀，该电磁阀与PLC自动控制***的输出端连接；箱体上设有在线监测仪器液位计、PH测量仪、污泥浓度计，这些在线监测仪器与PLC自动控制***的输入端连接；该装置可根据液位计、PH测量仪、污泥浓度计的实测信号反馈，通过PLC自动控制***实现对液位、药剂投加量和搅拌器的搅拌强度以及药剂与泥浆的反应时间的自动控制。

2.如权利要求1所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，在反应区A、反应区B之间设有连接管路；在反应区A、反应区B之间的连接管路上设有控制阀门；该控制阀门与PLC自动控制***的输出端连接。

3.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，箱体顶部设有多个进泥口，箱体侧面设有出泥口；进泥口与反应区A连通，出泥口与反应区C连通。

4.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，每个反应区均设有一根加药管。

5.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，箱体顶部设有排气口；箱体底部一侧设有污泥排空口。

6.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，反应区B与反应区C之间采用上部溢流连通方式。

7.如权利要求1或2所述的在线连续调理反应装置，其特征在于，在反应区A、反应区C之间设有连接管路；该连接管路与污泥排空口连通。

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