高新废水污泥减量化处理系统技术

高新废水污泥减量化处理系统技术

1.本发明涉及污泥处理技术领域,具体涉及一种废水污泥减量化处理系统。

背景技术:

2.污泥是污水处理厂在净化处理污水过程中产生的副产物,是极其复杂的非均质体,主要由无机颗粒、细菌菌体、胶体和有机残片等组成,富含有机质、氮(n)、磷(p)、钾(k)和微量元素,是良好的有机肥料,具有广阔的资源化利用前景。但是污泥的高含水率和其中富集的大量污染物制约了污泥的进一步利用,也为污泥的处理与处置带来了许多问题。未经有效处理处置的污泥极易对地下水、土壤等造成二次污染,对环境安全和公众健康造成重大威胁,同时也会大大降低污水处理设施的环境效益。
3.按污泥来源不同可分为初次沉淀污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥等。其中,剩余活性污泥通常来自活性污泥法后的二次沉淀池,其颜色常为灰色或深灰色,相对密度比水稍大、颗粒较细、含水率较高且脱水性能较差。主要是由具有活性的微生物、微生物自身氧化残余物、附在活性污泥表面上尚未降解或难以降解的有机物和无机物四部分组成,是本发明中主要处理的污泥类型。
4.目前,常规的污泥处置方式主要有焚烧、填埋和土地利用等。焚烧和填埋具有费用昂贵、场地限制和易造成二次污染等缺点,而污泥较高的含水率也对污泥的填埋,焚烧和堆肥等处理产生了较大的阻碍。促进污泥减量化,降低污泥含水率是节约污泥处理成本、提高污泥后续处置效率的关键,也是污泥实现无害化和资源化利用的首要环节。国内外最常见的污泥减量化处理方法主要分为以下三类:(1)物理法:通过外在物理方式施加能量或应力促进污泥脱水,如超声法、热处理法等;(2)化学法:通过化学调理剂的添加来改变污泥的理化性质促进污泥减量化,如芬顿氧化、臭氧氧化、厌氧消化、化学絮凝等;(3)生物法:通过微生物的生长代谢作用促进污泥减量化,如添加菌种调理法等。一些先进的技术方法虽然在试验阶段展示了良好的使用效果,但是在现实运用过程中也存在着成本和技术条件的限制,难以大规模推广。
5.目前,我国污水处理厂普遍采用的污泥脱水工艺是在液态污泥中添加pam等絮凝剂后进行机械脱水。这种方法操作简单,处理时间短,但脱水后的污泥含水率仍高达80

85%,处理效果不明显。因此,在污泥处理的新形势下,研发出一套新型的污泥减量化处理系统,提高污泥的脱水性能,对污泥机械脱水乃至后续的处理处置都是十分必要的。

技术实现要素:

6.本发明的目的是提供一种废水污泥减量化处理系统,实现污泥高效脱水,对污泥的后续处理处置提供良好的基础。
7.本发明是通过下述技术方案实现的:一种废水污泥减量化处理系统,包括过滤装置、调节池、超声处理池、缓冲池、污泥酸化池、沉淀池、污泥脱水单元、污泥干化单元和污泥存储器,所述调节池包括第一池体、生物挂
膜组合填料和曝气装置,所述生物挂膜组合填料和所述曝气装置设置在所述第一池体内;所述过滤装置的入口用于通入待处理的污泥,所述过滤装置的出口与所述调节池的入口连通,所述调节池的出口与所述超声处理池的入口连通,所述超声处理池的出口与所述缓冲池的入口连通,所述缓冲池的出口与所述污泥酸化池的入口连通,所述污泥酸化池的出口与所述沉淀池的入口连通,所述沉淀池的底部出口与所述污泥脱水单元的入口连通,所述污泥脱水单元的出口与所述污泥干化单元的入口连通,所述污泥干化单元的出口与所述污泥存储器连通;所述过滤装置用于对污泥进行过滤,所述调节池用于存储污泥并调节流量,所述超声处理池用于通过高频超声在污泥中产生的空化作用对污泥絮体进行破解减量处理,所述缓冲池用于控制进入所述污泥酸化池的污泥量,所述污泥酸化池用于通过化学酸化破碎污泥中剩余的完整细胞和絮体,所述沉淀池用于使污泥沉淀分层,所述污泥脱水单元用于对污泥进行脱水处理,所述污泥干化单元用于对污泥进行干燥处理,所述污泥存储器用于存储经过干燥的污泥。
8.在本发明中,通过采用超声和酸化等一系列手段,能够通过外力使得污泥原有结构改变,污泥中的微生物细胞破解,从而释放出结合水,得到含水率更低的污泥。通过本发明的上述技术方案,可以实现污泥高效脱水,为污泥的后续处理处置提供良好的基础。
9.调节池中采用生物挂膜组合填料+曝气处理的方式(辅助以构造、组成、材质及各种控制和监控措施),该方式可使得污泥从生化处理的源头减量化,即对污水进行生化污泥法处理时,污泥中的生化菌可在这种方式下,降解污水中污染物的同时,还能减少代谢产生的剩余污泥量,从而实现污水生化污泥的源头减量化处理。该措施可使污泥减少产生量40~60%。
10.优选的,所述超声处理池包括第二池体、多个折流板和多个超声发生器,所述多个折流板设置在所述超声处理池的污泥入口和污泥出口之间且均匀分布在所述第二池体内,所述多个超声发生器设置在所述第二池体内。
11.本发明采用折流板+超声的设置,可使增加污泥超声处理的停留时间,使得污泥超声处理更加充分,提高处理效率。优选的,所述污泥酸化池包括第三池体和搅拌装置,所述搅拌装置设置在所述第三池体内。
12.优选的,所述废水污泥减量化处理系统还包括上清液存储池和虹吸装置,所述虹吸装置用于将所述沉淀池分层后的上层清液输送至所述上清液存储池,所述上清液存储池通过管道与所述污泥酸化池连通,以使至少一部分上层清液能够回流至所述污泥酸化池。
13.通过将沉淀池分层后的低ph的上层清液回流至污泥酸化池,可以加快污泥酸化效率,减少酸化药剂的用量,减少成本消耗。
14.优选的,所述废水污泥减量化处理系统还包括废水处理池,所述上清液存储池的排水口与所述废水处理池连通。
15.优选的,所述沉淀池包括第一沉淀池和第二沉淀池,所述虹吸装置包括第一虹吸装置和第二虹吸装置,所述污泥酸化池的出口与所述第一沉淀池连通,所述第一沉淀池的底部出口与所述第二沉淀池连通,所述第二沉淀池的底部出口与所述污泥脱水单元的入口连通,所述第一虹吸装置用于将所述第一沉淀池分层后的上层清液输送至所述上清液存储池,所述第二虹吸装置用于将所述第二沉淀池分层后的上层清液输送至所述上清液存储
池。
16.优选的,所述废水污泥减量化处理系统还包括絮凝剂加药装置,所述絮凝剂加药装置用于向所述第二沉淀池内加入药剂,以促进污泥的沉淀分层。
17.优选的,所述污泥干化单元包括箱体、破碎机、传送带、热风机、空压机和冷凝回收器,所述破碎机的入料口与所述污泥脱水单元的出口连通,所述传送带用于将所述破碎机输出的污泥输送至所述污泥存储器,所述传送带、所述热风机、所述空压机和所述冷凝回收器均设置在所述箱体内,所述箱体内通过隔板隔成不同的腔室,所述热风机和所述冷凝回收器位于不同的腔室内,所述热风机和所述冷凝回收器通过所述空压机相连,所述热风机用于输出干燥热风以吹过所述传送带,所述冷凝回收器用于冷却含水热空气以使水分和气体分离,形成冷凝水和干燥空气。通过设置隔板,可提高污泥脱水干化(减量化)的效率,降低干化成本。
18.优选的,所述污泥脱水单元包括压滤装置,所述压滤装置排出的压滤液和所述冷凝回收器排出的冷凝水通过管道回流至所述上清液存储池。通过这种方案,使得本发明的处理系统在处理污泥同时,还可实现将处理水回用至本系统使用。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1是本发明一实施例提供的废水污泥减量化处理系统的示意图;图2是本发明一实施例提供的超声处理池的正视示意图;图3是本发明一实施例提供的超声处理池的俯视示意图;图4是本发明一实施例提供的污泥酸化池的主视示意图;图5是本发明一实施例提供的污泥酸化池的俯视示意图。
22.图标:101

过滤装置、102

调节池、103

超声处理池、104

缓冲池、105

污泥酸化池、106

第一沉淀池、107

上清液存储池、108

废液处理池、109

第二沉淀池、110

污泥脱水单元、111

污泥干化单元、112

破碎机、113

传送带、114

热风机、115

空压机、116

冷凝回收器、117

污泥存储器、118

生物挂膜组合填料、119

曝气装置、120

第一虹吸装置、121

第二虹吸装置、122

循环管道、123

污泥存储器、201

污泥入口、202

折流板、203

超声发生装置、204

污泥出口、301

回流入口、302

酸化污泥出口、303

电机、304

污泥酸化入口、305

搅拌扇叶。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
25.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.本发明提供一种废水污泥减量化处理系统,该处理系统包括过滤装置101、调节池102、超声处理池103、缓冲池104、污泥酸化池105、沉淀池、污泥脱水单元110、污泥干化单元111和污泥存储器123。
29.过滤装置101的入口用于通入待处理的污泥,过滤装置101的出口与调节池102的入口连通,调节池102的出口与超声处理池103的入口连通,超声处理池103的出口与缓冲池104的入口连通,缓冲池104的出口与污泥酸化池105的入口连通,污泥酸化池105的出口与沉淀池的入口连通,沉淀池的底部出口与污泥脱水单元110的入口连通,污泥脱水单元110的出口与污泥干化单元111的入口连通,污泥干化单元111的出口与污泥存储器123连通。
30.过滤装置101用于对污泥进行过滤,避免在污水处理过程中混入的其他杂物和絮体进入污泥处理过程产生堵塞现象。调节池102用于存储污泥并调节流量。超声处理池103用于通过高频超声在污泥中产生的空化作用对污泥絮体进行破解减量处理。缓冲池104用于控制进入污泥酸化池105的污泥量,污泥经过缓冲池104存储后利用污泥泵泵入污泥酸化池105进行酸化处理。污泥酸化池105用于通过化学酸化破碎污泥中剩余的完整细胞和絮体,进一步使得污泥絮体中存储的结合水释放,促进污泥后续脱水。沉淀池用于使污泥沉淀分层。污泥脱水单元110用于对从沉淀池的底部出口排出的污泥进行脱水处理。污泥干化单元111用于在污泥进行脱水处理之后对污泥进行干燥处理。污泥存储器123用于存储经过干燥的污泥。
31.发明人发现,污泥絮体和细胞聚合物中聚合的水分是污泥难以脱水的原因,在污泥原本的絮体结构没有被破坏的情况下,只通过常规的处理方法比如厌氧消化,投加絮凝剂等并不能有效地释放污泥中的结合水。在本发明中,通过采用超声和酸化等一系列手段,能够通过外力使得污泥原有结构改变,污泥中的微生物细胞破解,从而释放出结合水,得到含水率更低的污泥。通过本发明的上述技术方案,可以实现污泥高效脱水,为污泥的后续处理处置提供良好的基础。
32.在本发明中,过滤装置101可以具有任意适当的结构,本发明对此不作限制。在一种实施例中,过滤装置101为钢制格栅,钢制格栅包括壳体和设置在壳体内的两层不锈钢格栅,两层不锈钢格栅平行间隔设置。方便安装和维护,每层不锈钢格栅与水平面呈45
°
角安装。从二次沉淀池排出的剩余污泥首先经过钢制格栅过滤,避免在污水处理过程中混入的其他杂物和絮体进入污泥处理过程产生堵塞现象。
33.在本发明中,调节池102可以具有任意适当的结构,本发明对此不作限制。在一种实施例中,调节池102包括第一池体、生物挂膜组合填料118和曝气装置119,生物挂膜组合填料118和曝气装置119设置在第一池体内。生物挂膜组合填料118由材质为聚丙烯腈的分叉状塑料枝条构成,在池面边缘利用钢条悬挂,既能挂膜,又能有效切割气泡,提高氧的转移速率和利用率。单个调节池102的生物挂膜组合填料118数量可以控制在6

10个。生物挂膜组合填料118的单位重量可以为2

3kg/m,成膜重量可以为30

40kg/m,比表面积约为300m/m。曝气装置119包括曝气头和气量控制阀门以及在线溶氧仪,能够时刻监控曝气程度并且根据曝气效果和溶解氧含量而改变气量。在实际使用过程中曝气量可以控制在200

300m3/h。在系统进泥量30t/d的情况下,利用采取生物挂膜配合曝气装置119能够使污泥减少污泥量12t/d。
34.经过滤装置101过滤后的污泥通过调节池102由入口进入超声处理池103。在本发明中,超声处理池103可以具有任意适当的结构,本发明对此不作限制。在一种实施例中,超声处理池103包括第二池体、多个折流板202和多个超声发生器203,多个折流板202设置在超声处理池103的污泥入口201和污泥出口204之间且均匀分布在第二池体内,多个超声发生器203设置在第二池体内。污泥从污泥入口201进入后,沿着折流板202不断折流,可以增加污泥的停留时间。污泥停留时间可以设置为10

15min。折流板202的材质可以为316不锈钢。超声发生器203可以呈圆形,直径为15cm,均匀分布在超声处理池103池壁的污泥液面以下,距离池底约1.5m,整个超声处理池103设计安装超声发生器4

6个。超声发生器203采用间歇性运行,运行时间10s,间隔5s,超声发生器203的能量密度可以设置为0.5

1.0w/ml。
35.经过超声处理池103的污泥由污泥泵泵入缓冲池104存储,便于后续污泥酸化。在实际运行中,经过测算,在系统进泥量30t/d的情况下,利用超声处理池103处理污泥比不经过超声处理减少产泥0.8t/d。
36.污泥经过缓冲池104存储后利用污泥泵通过污泥酸化入口304泵入污泥酸化池105进行酸化处理,酸化处理的目的是进一步利用化学酸化破碎污泥中剩余的完整细胞和絮体,进一步使得污泥絮体中存储的结合水释放,促进污泥后续脱水。污泥酸化池105由第三池体和搅拌装置构成,第三池体由混凝土覆盖表面,边缘设置支架,安装搅拌装置,搅拌装置由电机303和搅拌器构成,搅拌器有三个搅拌扇叶305。搅拌扇叶305由耐酸腐蚀的非金属材料组成,材料可以选择聚乙烯、聚丙烯、聚全氟乙丙烯等。污泥酸化药剂采用的水稀释后的工业盐酸,质量分数控制在15%

20%,盐酸稀释浓度可以根据污泥性质和流量调节。污泥酸化池105采用批次运行的运行模式,每批污泥经调节池102一次性泵入污泥酸化池105,经过3次,每次间隔30min的酸化加药过程,在1.5h之后完成酸化。酸化过程中,搅拌装置持续搅拌,污泥ph控制在3.0左右。由于污泥自身性质的复杂和缓冲性的差别,药剂用量和间隔时间可以根据实际情况而定。优选的,污泥在经过污泥酸化池105之后的设备和管道均采用防腐设计,管道和设备材质可选择由耐酸腐蚀的非金属材料,如聚乙烯、聚丙烯、聚全氟乙
丙烯等。
37.优选的,本发明的废水污泥减量化处理系统还包括上清液存储池107和虹吸装置,虹吸装置用于将沉淀池分层后的上层清液输送至上清液存储池107,上清液存储池107通过耐腐蚀管道与污泥酸化池105连通,以使至少一部分上层清液能够通过回流入口301回流至污泥酸化池105。通过将沉淀池分层后的低ph的上层清液回流至污泥酸化池105,可以加快污泥酸化效率,减少酸化药剂的用量,减少成本消耗。
38.进一步地,废水污泥减量化处理系统还包括废水处理池108,上清液存储池107的排水口与废水处理池108连通。上清液存储池107通过耐腐蚀管线与废水处理池108连接,在废水处理池108中对废水进行化学处理,处理过后的处理水进行外排。上层清液回流和后续处理的比例可以根据实际情况控制在1

1.5之间。上层清液回流能够有效减少污泥酸化池105的酸化药剂用量。作为一种实施例,在上层清液回流和后续处理的比例为1.5的情况下,每天能够减少质量分数为20%的盐酸15l,能够有效节省成本。
39.为了提高分层沉淀效果,优选的,沉淀池包括第一沉淀池106和第二沉淀池109,虹吸装置包括第一虹吸装置120和第二虹吸装置121,污泥酸化池105的出口与第一沉淀池106连通,第一沉淀池106的底部出口与第二沉淀池109连通,第二沉淀池109的底部出口与污泥脱水单元110的入口连通,第一虹吸装置120用于将第一沉淀池106分层后的上层清液输送至上清液存储池107,第二虹吸装置121用于将第二沉淀池109分层后的上层清液输送至上清液存储池107。
40.经过污泥酸化池105酸化处理的污泥通过酸化污泥出口302利用污泥泵泵入第一沉淀池106,在第一沉淀池106中污泥经过重力浓缩分层,上层清液由第一虹吸装置120吸入上清液存储池107,下层污泥进入第二沉淀池109。每个虹吸装置由金属虹吸管,虹吸泵和液位指示计组成。金属虹吸管通过升降机构悬于沉淀池上方,可以通过升降机构动作来升降调节虹吸管的高度,虹吸管口通过液位指示计和液压缸调节的配合始终保持在液面位置。通过虹吸泵制造的真空环境,可以利用虹吸原理将沉淀池分层后的上清液自动输送到上清液存储池107,减少成本消耗。优选的,虹吸装置可以改进为一个主虹吸管连接四个布置在四角的支管,在主管下方连接虹吸泵,增加虹吸口以提高虹吸效率。优选的,所述金属虹吸管材质为316不锈钢。升降机构可以为液压缸。
41.经过第一沉淀池106沉积的污泥排入第二沉淀池109继续沉淀分层,第二沉淀池109中的污泥上层清液由第一虹吸装置120汇入上清液存储池107。第二沉淀池109沉积的污泥经过排泥泵送入污泥脱水单元110。优选的,在第二沉淀池109设置絮凝剂加药装置124,促进污泥的沉淀分层速度,药剂可以选择聚丙烯酰胺(pam)、聚合氯化铝(pac)、聚合硫酸铝(pas)、聚合氯化铁(pfc)以及聚合硫酸铁(pfs)等。
42.经过第二沉淀池109沉淀的污泥被送入污泥脱水单元110进行脱水,污泥脱水单元110包括压滤罐、过滤板、过滤网、循环泵、进料管道、循环管道122、控制阀、卸料阀,各个部件的材料均采用耐酸处理防止污泥腐蚀。过滤板均匀排布在压滤罐中,内部安装有过滤网,滤网孔径为2mm。污泥由污泥泵通过进料管道泵入压滤罐后,过滤板对污泥进行多轮挤压过滤,每一轮挤压过滤后的滤液由循环泵通过循环管道122泵至压滤罐入口循环压滤,经过多次重复压滤后,污泥的含水率能够降低至65%以下,此时卸料阀打开,污泥泥饼进入污泥干化单元111进行低温干化。在实际运行过程中,每批污泥需要6

8次的循环压滤能够达到65%
的含水率。优选的,所述压滤罐、过滤板、过滤网材质均为316不锈钢。优选的,在压滤罐进口处旁通有吹扫管道,吹扫管道安装有吹扫控制阀,吹扫管道连接有压缩空气。优选的,所述压缩空气压力为1~10mpa。
43.经过污泥脱水单元110脱水的污泥泥饼被送入污泥干化单元111进行低温干化,污泥干化单元111包括箱体、破碎机112、传送带113、热风机114、空压机115、冷凝回收器116、温度控制仪117。温度控制仪117与热风机114联动设计,温度升高,热风机114风量减小,温度降低,热风机114风量增大,实现对污泥干化单元111的温度自动调节与控制。传送带113、热风机114、空压机115和冷凝回收器116均设置在箱体内。箱体上设有污泥入口和污泥出口,污泥入口与破碎机112的出口连通,污泥出口和破碎机112的入口均设置有隔帘遮挡。箱体内通过隔板隔成三个连通的腔室,保证热空气在内部流通。传送带113设置在第一腔室内,热风机114设置在第二腔室内,冷凝回收器116设置在第三腔室内。热风机114和冷凝回收器116由空压机115相连,保证热空气的输送。热风机114和冷凝回收器116中间有隔板隔开,防止冷热空气交流,特殊的结构设计使得热空气只能按照固定的流动方向流通。传送带113可以由特氟龙材料构成,传送速度可分级为1

5级,即0.1m/min

0.5m/min。干燥热风可以通过传送带面对污泥进行干化。压滤而成的泥饼被破碎机112破碎之后送上传送带113,此时,由热风机114产生的70℃到80℃的干燥热风通过内部通路吹过传送带113,并带走传送带113上的破碎泥饼的水分,变成含水热空气,含水热空气经进入冷凝回收器116进行冷却,水分与气体分离,形成冷凝水和干燥空气。冷凝水通过专门设置的耐酸管道回流,和污泥脱水单元110的压滤液混合回流至上清液存储池107,在上清液存储池107中参与到污泥酸化池105的回流过程中,剩余的干燥空气经过空压机115压缩,再由热风机114排出后重新干化污泥。经过干燥的破碎泥饼从箱体上的污泥出口排出,并在污泥存储器123存储并自然干化,等待后续处置。在此期间,温度控制仪117和热风机114联动控制单元内的热风温度,起到降低运行成本的作用。
44.优选的,污泥干化单元111还包括真空泵,运行时开启真空泵,对箱体内进行抽真空,使其内部形成负压,降低水的沸点,有利于滤饼中的水分沸腾汽化,被真空泵抽出的汽水混合物经过冷凝回收器116冷凝,通过专门设置的耐酸管道回流,和污泥脱水单元110的压滤液混合回流至上清液存储池107,在上清液存储池107中参与到污泥酸化池105的回流过程中。污泥干化单元111的真空度可以设置为

0.085mpa,在运行中真空泵与热风机114联动,真空度升高,热风机114风量减小。低温真空干化相比常压低温干化效率更高,更加节约成本,在

0.08mpa的真空度下,热风机114平均温度可以降低5℃

10℃。经过核算,在实际运行过程中,相比常压低温干化,真空低温干化在相同的污泥干化效果情况下能够节省成本30%。
45.下面叙述一个实施例:取自某污水处理厂二沉池的剩余污泥,污泥ph为7.02,污泥含水率98.95%,mlvss/mlss为0.78,剩余污泥通过水渠引入调节池102102,污泥在调节池102102的停留时间为2h,曝气量为250m3/h,在调节池102中生物挂膜配合曝气装置119,使菌胶团、原生动物、后生动物以及水生动物阶梯性分段富集,形成生物链和食物链阶梯性的良性结合,最终达到污泥减量的目的。经过调节池102的污泥进入超声处理池103超声处理。
46.超声处理池103采用间歇运行的方式,超声发生器203运行时间10s,间隔5s,超声
发生器203能量密度设置为1.0w/ml,污泥在超声处理池103的停留时间约为20min,经过超声处理池103的污泥明显出现絮体增多的现象。超声波在空化作用下会在水中创造一个极端的物理环境,产生强大机械效应,可以分解污泥絮体,同时伴随产生瞬间的高温则可以达到细胞破解的效果,释放细胞以及胞外聚合物中存储的结合水,有助于后续的污泥沉降和污泥脱水。同时,超声处理池103对污泥细胞和絮体进行的初步破碎有助于降低污泥的缓冲性,在后续的酸化过程中减少酸化成本,提高酸化效率。剩余污泥在经过超声处理池103后先进入缓冲池104进行存储,然后通过污泥泵泵入污泥酸化池105,污泥酸化池105批次运行,每批污泥经调节池102一次性泵入污泥酸化池105,经过3次,每次间隔30min的酸化加药过程,酸化药剂为质量分数20%的盐酸溶液。在酸化过程中2台搅拌装置持续搅拌,搅拌扇叶305转速1转/秒,污泥ph控制在3.0,经过1.5小时的酸化过程,污泥颜色由黑褐色变为棕色,絮体更加减小。污泥酸化上清液的回流比根据运行情况为1.5。经过酸化处理的污泥进入第一沉淀池106和第二沉淀池109进行沉淀分层,第一沉淀池106和第二沉淀池109的虹吸装置将第一沉淀池106和第二沉淀池109的上层清液不断输送到上清液存储池107再进行回流。在第二沉淀池109的沉淀过程中添加0.5g/l的聚合氯化铝促进沉淀。经过两次沉淀的污泥被送入污泥脱水单元110进行脱水,在污泥脱水单元110的循环压滤过程中,每批污泥需要8次的循环压滤能够达到65%的含水率,完成每次循环的污泥饼由污泥脱水单元110的出口排出。
47.经过脱水后的污泥送入污泥干化单元111进行低温干燥,污泥在污泥干化单元111的停留时间约为15min,热空气温度约为80℃。经过低温干化的污泥泥饼被送入污泥存储器123存放等待后续处理。系统运行过程中在不同节点处取样检测污泥的泥饼含水率,污泥原始状态的泥饼含水率由原始污泥经过直接脱水得到,数据如下表。
48.根据如上数据可知,污泥经过本系统处理之后,能够将含水率从普遍的80%~85%降低15~20个百分比,并且通过后续的污泥低温干化,可以将污泥的含水率控制在10%左右,能够直接进行污泥的后续处理。发明人发现,污泥絮体和细胞聚合物中聚合的水分是污泥难以脱水的原因,在污泥原本的絮体结构没有被破坏的情况下,只通过常规的处理方法比如厌氧消化,投加絮凝剂等并不能有效地释放污泥中的结合水,而通过超声和酸化等一系列手段,能够通过外力使得污泥原有结构改变,污泥中的微生物细胞破解,从而释放出结合水,得到含水率更低的污泥。
49.需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例中的特征可以相互结合。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征:
1.一种废水污泥减量化处理系统,其特征在于,包括过滤装置、调节池、超声处理池、缓冲池、污泥酸化池、沉淀池、污泥脱水单元、污泥干化单元和污泥存储器,所述调节池包括第一池体、生物挂膜组合填料和曝气装置,所述生物挂膜组合填料和所述曝气装置设置在所述第一池体内;所述过滤装置的入口用于通入待处理的污泥,所述过滤装置的出口与所述调节池的入口连通,所述调节池的出口与所述超声处理池的入口连通,所述超声处理池的出口与所述缓冲池的入口连通,所述缓冲池的出口与所述污泥酸化池的入口连通,所述污泥酸化池的出口与所述沉淀池的入口连通,所述沉淀池的底部出口与所述污泥脱水单元的入口连通,所述污泥脱水单元的出口与所述污泥干化单元的入口连通,所述污泥干化单元的出口与所述污泥存储器连通;所述过滤装置用于对污泥进行过滤,所述调节池用于存储污泥并调节流量,所述超声处理池用于通过高频超声在污泥中产生的空化作用对污泥絮体进行破解减量处理,所述缓冲池用于控制进入所述污泥酸化池的污泥量,所述污泥酸化池用于通过化学酸化破碎污泥中剩余的完整细胞和絮体,所述沉淀池用于使污泥沉淀分层,所述污泥脱水单元用于对污泥进行脱水处理,所述污泥干化单元用于对污泥进行干燥处理,所述污泥存储器用于存储经过干燥的污泥。2.根据权利要求1所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,所述超声处理池包括第二池体、多个折流板和多个超声发生器,所述多个折流板设置在所述超声处理池的污泥入口和污泥出口之间且均匀分布在所述第二池体内,所述多个超声发生器设置在所述第二池体内。3.根据权利要求1所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,所述污泥酸化池包括第三池体和搅拌装置,所述搅拌装置设置在所述第三池体内。4.根据权利要求1所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,所述废水污泥减量化处理系统还包括上清液存储池和虹吸装置,所述虹吸装置用于将所述沉淀池分层后的上层清液输送至所述上清液存储池,所述上清液存储池通过管道与所述污泥酸化池连通,以使至少一部分上层清液能够回流至所述污泥酸化池。5.根据权利要求4所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,所述废水污泥减量化处理系统还包括废水处理池,所述上清液存储池的排水口与所述废水处理池连通。6.根据权利要求4所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,所述沉淀池包括第一沉淀池和第二沉淀池,所述虹吸装置包括第一虹吸装置和第二虹吸装置,所述污泥酸化池的出口与所述第一沉淀池连通,所述第一沉淀池的底部出口与所述第二沉淀池连通,所述第二沉淀池的底部出口与所述污泥脱水单元的入口连通,所述第一虹吸装置用于将所述第一沉淀池分层后的上层清液输送至所述上清液存储池,所述第二虹吸装置用于将所述第二沉淀池分层后的上层清液输送至所述上清液存储池。7.根据权利要求6所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,所述废水污泥减量化处理系统还包括絮凝剂加药装置,所述絮凝剂加药装置用于向所述第二沉淀池内加入药剂,以促进污泥的沉淀分层。8.根据权利要求4所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,所述污泥干化单元包括箱体、破碎机、传送带、热风机、空压机和冷凝回收器,所述破碎机的入料口与所述污泥脱
水单元的出口连通,所述传送带用于将所述破碎机输出的污泥输送至所述污泥存储器,所述传送带、所述热风机、所述空压机和所述冷凝回收器均设置在所述箱体内,所述箱体内通过隔板隔成不同的腔室,所述热风机和所述冷凝回收器位于不同的腔室内,所述热风机和所述冷凝回收器通过所述空压机相连,所述热风机用于输出干燥热风以吹过所述传送带,所述冷凝回收器用于冷却含水热空气以使水分和气体分离,形成冷凝水和干燥空气。9.根据权利要求8所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,所述污泥脱水单元包括压滤罐,所述压滤罐排出的压滤液和所述冷凝回收器排出的冷凝水通过管道回流至所述上清液存储池。10.根据权利要求9所述的废水污泥减量化处理系统,其特征在于,在所述压滤罐进口处旁通有吹扫管道,所述吹扫管道上安装有吹扫控制阀,所述吹扫管道连接有压缩空气。
技术总结
本发明涉及一种废水污泥减量化处理系统,包括过滤装置、调节池、超声处理池、缓冲池、污泥酸化池、沉淀池、污泥脱水单元、污泥干化单元和污泥存储器,调节池包括第一池体、生物挂膜组合填料和曝气装置,生物挂膜组合填料和曝气装置设置在第一池体内;过滤装置的入口用于通入待处理的污泥,过滤装置的出口与调节池的入口连通,调节池的出口与超声处理池的入口连通,超声处理池的出口通过缓冲池与污泥酸化池的入口连通,污泥酸化池的出口通过沉淀池与污泥脱水单元的入口连通,污泥脱水单元的出口与污泥干化单元的入口连通,污泥干化单元的出口与污泥存储器连通。通过上述技术方案,可以实现污泥高效脱水,为污泥的后续处理处置提供良好的基础。好的基础。好的基础。

技术开发人、权利持有人:杨传忠 张传兵 肖一帆 王杰 赵曙光 侯亚平 崔珊珊 娄广亮 张旭东 孙方 耿东岳 张勇 王存彦

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