專利名稱：城市污泥濃縮脫水、干化及水質凈化一體式處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及環(huán)保行業(yè)城市污泥治理技術領域，具體涉及一種城市污泥濃縮脫水、 干化、水質凈化一體式工藝。
背景技術：
近年來，隨著城市污水處理產業(yè)的迅速發(fā)展，城市污泥總量以每年10%的速率遞增。不斷累積的城市污泥不僅占用大量的土地，而且污泥中含有各種有毒有害物質如重金屬、有機污染物、病原菌、寄生蟲卵及臭氣等嚴重威脅了城市的環(huán)境與生態(tài)構成，因此必須對城市污泥進行合理的處置。目前常規(guī)的城市污泥處置工藝流程分為四個階段，即污泥濃縮一污泥消化一污泥脫水一污泥處置，使污泥經處理后達到減量化、穩(wěn)定化、無害化及資源化。污泥濃縮工藝是城市污泥處理的重要環(huán)節(jié)之一，其目的主要是為了減少污泥的體積、減輕后續(xù)構筑物或處理單元的壓力，其主要方法有重力濃縮、氣浮濃縮和機械濃縮等。 重力濃縮具有工藝技術、構造和運行管理簡單等優(yōu)點，如專利公開號為CN 1179898C的發(fā)明專利公開的重力濃縮工藝，但其占地面積大、衛(wèi)生條件較差；氣浮濃縮具有占地面積小， 可防止污泥釋磷、腐化等優(yōu)點，如專利公開號為CN 101117253B的發(fā)明專利公開的活性污泥濃縮方法，但其污泥中含有大量氣泡，影響了脫水效率，且需要較高的管理水平。機械濃縮一般用于污泥濃縮脫水一體化設備的濃縮段，具有工藝流程簡單、適應性強、操作簡單及過程可調節(jié)性強等特點。城市污泥中含有較高的懸浮物，由于水分與污泥顆粒結合的特性，污泥表面有大量的表面水與毛細水，即束縛水。這類水被外圍強大的負電荷吸附或包裹著，采用傳統(tǒng)的脫水工藝處理具有一定的限制，只有脫去部分的自由水，含水率一般只能處于709Γ80%之間， 不利于污泥的后續(xù)處理利用。傳統(tǒng)的城市污泥處置的方式有土地填埋、焚燒處理及水體消納等。但土地填埋的滲出液和產生的氣體會破壞環(huán)境，污染空氣與水源；焚燒處理時產生的二噁英及污泥中的重金屬會對環(huán)境造成二次污染；而水體消納易造成海洋污染，并未從根本上解決問題。因此，在全球資源緊張的大背景下，改變傳統(tǒng)的城市污泥處理和利用方式，減少城市污泥處理過程中產生的二次污染，發(fā)展污泥資源化、減量化利用技術，已成為環(huán)保界廣泛關注的課題之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為解決現有城市污泥處理工藝中構建物占用面積大、傳統(tǒng)污泥濃縮脫水效率低且含水率高、機械脫水效率低且泥餅含水率高、易產生二次污染等問題，提供一種新的城市污泥濃縮脫水、干化、水質凈化一體式處理方法，使城市污泥達到有效處理，從而實現城市污泥資源化，應用于污水處理工藝中，解決城市污水處理廠污泥處理難的問題。本發(fā)明的技術方案是采用如下步驟(1)城市污泥經泵提升至污泥濃縮池，在污泥濃縮池中進行濃縮；(2)濃縮后的下沉污泥由污泥濃縮池底部通過污泥進料泵及管道輸入臥螺離心機；同時加藥箱中的聚丙烯酰胺陽離子絮凝劑由加藥計量泵計量經所述管道投入臥螺離心機，聚丙烯酰胺投加量為每公斤下沉污泥干泥投加2 3g，下沉污泥中固體顆粒粘結形成顆粒團，使固液分離形成上清液和泥餅；(3)所述泥餅由無軸螺旋輸送機輸送至污泥處置處，所述上清液通過澄清液管道由水泵回流輸送至污泥濃縮池中；(4)污泥濃縮池中的上清液由溢流槽通過管道輸送至過濾器底部。本發(fā)明的有益效果是
1、利用臥螺離心機離心沉降原理，使固液分離，由于設有濾網，不會引起堵塞，在脫水過程中當進料濃度變化時，轉鼓和螺旋的轉差和扭矩會自動跟蹤調整，所以可不設專人操作，在離心機內，細小的污泥也能與水分離，所以絮凝劑的投加量較少，從而實現采用較少絮凝劑對不同進料濃度污泥進行處理；且同時利用過濾器內部充填的高截留能力的石英耗濾料為處理介質，充分發(fā)揮物理過濾作用及填料的物理吸附作用，實現了城市污泥與其產生的廢水的同步處理。2、上清液出水水質達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的基本項目目標限值中的三級標準，可直接作為工業(yè)生產用水；污泥面積減少，實現了城市污泥的資源化、減量化。3、本發(fā)明具有工程投資省，占地少，運行費用低，污泥干化程度高，對濃縮后上清液及離心所得濾液直接處理，可作為優(yōu)質生態(tài)肥料，為我國城市污水處理廠污泥的處理開辟了新的途徑。


圖1是城市污泥濃縮脫水、干化、水質凈化一體式工藝流程示意圖； 圖中1-污泥濃縮池；2-加藥箱；3-臥螺離心機；4-過濾器。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明利用污泥濃縮池1對城市污泥進行濃縮脫水，脫水后的污泥經臥螺離心機3離心分離，進一步干化，所得渣餅含水率小于10%，同時將濃縮脫水后的上清液及離心分離后產生的濾液進行過濾處理，使其達標排放，真正實現脫水分離。污泥濃縮池1 底部通過進料泵及管道連接臥螺離心機3，經臥螺離心機3脫水后的泥餅由無軸螺旋輸送機輸送至污泥處置處，污泥濃縮池1還通過管道連接過濾器4。在污泥濃縮池1和臥螺離心機3之間設有加藥箱2，加藥箱2通過計量泵連接污泥濃縮池1和臥螺離心機3之間的管道。臥螺離心機3通過管道連接污泥濃縮池1的進料輸入管道。本發(fā)明的工藝流程具體如下城市污泥經泵提升至通過進料輸入管道，進入污泥濃縮池1，在污泥濃縮池1中進行濃縮。污泥濃縮池1中污泥濃縮時間不小于12h，污泥負荷易采用30 60kg/ Cm2 · d)，有效水深宜為細。濃縮后的下沉污泥由污泥濃縮池1底部通過污泥進料泵及管道輸入臥螺離心機3，下沉污泥量由電磁流量計計量；臥螺離心機3選用的型號為LW450，可市購得到。同時加藥箱2中的聚丙烯酰胺(PAM)陽離子絮凝劑由加藥箱2經加藥計量泵計量也投入該管道中。聚丙烯酰胺投加量為下沉污泥的每公斤干泥投加2 3g，全天24h連續(xù)運行，運行中不需清洗水。這樣，下沉污泥和陽離子絮凝劑一起送入臥螺離心機3的轉鼓內混合腔中，使污泥中固體顆粒粘結形成顆粒團，利用固液兩相的密度差，并依靠離心力場，使固液分離形成了泥餅，由于臥螺離心機3的轉鼓內混合腔中設有濾網，不會引起堵塞，脫水過程中當進料濃度變化時，轉鼓和螺旋的轉差和扭矩會自動跟蹤調整，經臥螺離心機3脫水后的泥餅由無軸螺旋輸送機輸送至污泥處置處。臥螺離心機 3中的上清液則通過澄清液管道由水泵回流輸送至污泥濃縮池1中進行進一步處理經污泥濃縮池1和過濾器4處理。污泥回收率為95%以上，脫水后污泥的含水率為55% 60%。污泥濃縮池1中的上清液由溢流槽通過管道輸送至過濾器4底部，過濾器4為市購產品，其自帶有隔板、濾芯、濾料層、傳動軸、電動排渣閥和反沖管等，內部充填高截留能力的石英砂濾料為處理介質，濾料高度為12cnT40Cm，上清液經隔板上的孔流進濾料層， 濾料層在隔板上圍繞傳動軸按圓周均布，上清液經過濾器4處理達標后排放，過濾精度彡5 μ m。過濾器4的反沖洗方法是當過濾器4的阻力達到20cm時，電動排渣閥打開，過濾器4上部的清水反向流過濾料層，將隨著在濾料層內壁的固體顆粒經排渣反沖管排出， 反沖洗在傳動軸的帶動下，依次經過各濾料層位置，完成反沖洗過程；反沖洗脫落的污泥等雜質隨反沖洗排水管回流至污泥濃縮池1。濾料層充填多棱角、密度大，機械強度高，截污能力強，粒徑為0. 5mnT0. 8mm的石英砂濾料，其規(guī)格為粒徑為0. 5mnT0. 8mm,堆積密度為1. 85 g/cm3,磨損率為0. 3%，破碎率為0. 35%，孔隙率為43%，鹽酸可溶率為0. 02%。反沖洗周期為 7cT20d，反沖洗時間為15min，反沖洗強度為4 L/(m2.s) 15 L/(m2 .s)，濾速為25m/h 30m/ h，反洗腫脹率為409Γ50%，溫度< 95°C，在此工藝參數下，其對城市污泥中的污泥含水率的平均去除率達到90%以上。以下提供本發(fā)明的實施例。
實施例本實施例處理含水率為99. 1%-99. 6%的城市污泥，具體實施例步驟首先進泥含水率為99. 19Γ99. 6%的城市污泥經污泥濃縮池1處理，濃縮時間12h，使其含水率降至759Γ80%，上清液經過濾器4過濾后，達標排放，沉降后的污泥通過管道與絮凝劑于臥螺離心機2轉鼓內混合，投加量按照每公斤干泥投加2. M g陽離子PAM，使分散的污泥顆粒聚集產生較大的絮凝體，在臥螺離心機2的離心作用下使泥水分離，轉鼓轉速控制在 2200rpm MOOrpm之間，在保持絮凝劑投加量不變的前提下，通過調整污泥螺桿泵的轉速，按照最大流量進泥，從低到高逐漸提高差速，直至上清液完全清澈，上清液經管道輸送至污泥濃縮池1進一步處理，經臥螺式離心處理后的出泥含水率可降至10%以下，出水懸浮物含量可降到50mg/L以下。表1采用城市污泥濃縮脫水、干化、水質凈化一體式處理方法效果實施例
權利要求
1.一種城市污泥濃縮脫水、干化及水質凈化一體式處理方法，其特征是采用如下步驟(1)城市污泥經泵提升至污泥濃縮池，在污泥濃縮池中進行濃縮；(2)濃縮后的下沉污泥由污泥濃縮池底部通過污泥進料泵及管道輸入臥螺離心機；同時加藥箱中的聚丙烯酰胺陽離子絮凝劑由加藥計量泵計量經所述管道投入臥螺離心機，聚丙烯酰胺投加量為每公斤下沉污泥干泥投加2 3g，下沉污泥中固體顆粒粘結形成顆粒團，使固液分離形成上清液和泥餅；(3)所述泥餅由無軸螺旋輸送機輸送至污泥處置處，所述上清液通過澄清液管道由水泵回流輸送至污泥濃縮池中；(4 )污泥濃縮池中的上清液由溢流槽通過管道輸送至過濾器底部。
2.根據權利要求1所述的城市污泥濃縮脫水、干化及水質凈化一體式處理方法，其特征是步驟(1)所述污泥濃縮池中污泥濃縮時間不小于12h，有效水深宜為細。
3.根據權利要求1所述的城市污泥濃縮脫水、干化及水質凈化一體式處理方法，其特征是步驟(4)所述過濾器內部充填石英砂濾料，石英砂濾料的粒徑為0. 5mnT0. 8mm,高度為12cnT40cm，堆積密度為1. 85 g/cm3，孔隙率為43%。
4.根據權利要求1所述的城市污泥濃縮脫水、干化及水質凈化一體式處理方法，其特征是步驟(4)所述過濾器的反沖洗方法是當過濾器的阻力達到20cm時，電動排渣閥打開，過濾器上部的清水反向流過濾料層，隨著在濾料層內壁的固體顆粒經排渣反沖管排出，反沖洗在傳動軸的帶動下依次經過各濾料層位置，完成反沖洗過程；反沖洗周期為 7cT20d，時間為15min，強度為4 L/(m2 · s) 15 L/(m2 · s)，濾速為25m/h 30m/h，反洗腫脹率為40% 50%，溫度彡95°C。
全文摘要
本發(fā)明公開一種城市污泥濃縮脫水、干化及水質凈化一體式處理方法，城市污泥在污泥濃縮池中進行濃縮后的下沉污泥輸入臥螺離心機；同時加藥箱中的聚丙烯酰胺陽離子絮凝劑投入臥螺離心機，聚丙烯酰胺投加量為每公斤下沉污泥干泥投加2～3g，下沉污泥中固體顆粒粘結形成顆粒團，使固液分離形成上清液和泥餅；泥餅由無軸螺旋輸送機輸送至污泥處置處，上清液通過澄清液管道由水泵回流輸送至污泥濃縮池中；污泥濃縮池中的上清液由溢流槽通過管道輸送至過濾器底部；利用臥螺離心機離心沉降原理，使固液分離，采用較少的絮凝劑對不同進料濃度污泥進行處理，充分發(fā)揮物理過濾作用及填料的物理吸附作用，實現城市污泥與其產生的廢水的同步處理。
文檔編號C02F1/00GK102167490SQ20111013239
公開日2011年8月31日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權日2011年5月23日
發(fā)明者張文藝, 譚芳媛, 陸麗巧, 陳小亮, 陳嶸, 韓寧 申請人:江蘇恒亮離心機制造有限公司