阅读说明：本技术 一种污泥垃圾化学调理深度的脱水方法及该脱水系统 (Deep dehydration method for chemical conditioning of sludge garbage and dehydration system ) 是由 余粮 王玮 于 2019-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明所涉及一种污泥垃圾化学调理深度脱水方法,包括如下步骤：污水处理后的污泥进入污泥预浓缩池,经浓缩处理后输送到污泥调理池内,再在污泥调理池内采用调理催化剂与污泥溶液中所含成分发生化学反应,使得破坏污泥颗粒内部结构和污泥颗粒细胞表面吸附结构,分解污泥颗粒细胞与污泥颗粒细胞之间或污泥颗粒细胞表面的内部结合水,形成污泥泥浆,再通过板框隔膜压滤机对污泥溶液进行挤压深度脱水工序,使得脱水后的污泥泥饼含水率低于50％,大幅度降低脱水后污泥泥饼的含水率,有利于提高污泥处理减量化程度。又由于所述污泥泥饼可以使用制作有机肥料或生物质燃料进行循环利用,有利于保护自然生态环境平衡。(The invention relates to a chemical conditioning deep dehydration method for sludge garbage, which comprises the following steps: the method comprises the steps of enabling sludge after sewage treatment to enter a sludge pre-concentration tank, carrying the sludge into a sludge conditioning tank after concentration treatment, enabling a conditioning catalyst to perform chemical reaction with components contained in a sludge solution in the sludge conditioning tank to destroy the internal structure of sludge particles and the surface adsorption structure of sludge particle cells, decomposing internal bound water between the sludge particle cells and the sludge particle cells or on the surface of the sludge particle cells to form sludge slurry, and performing an extrusion deep dehydration process on the sludge solution through a plate-and-frame membrane filter press to enable the water content of the dehydrated sludge cake to be lower than 50%, greatly reducing the water content of the dehydrated sludge cake, and being beneficial to improving the sludge treatment reduction degree. And the sludge cake can be used for preparing organic fertilizer or biomass fuel for cyclic utilization, so that the natural ecological environment balance is protected.)

一种污泥垃圾化学调理深度的脱水方法及该脱水系统

【技术领域】

本发明涉及一种用于环境环保领域的污泥垃圾化学调理深度脱水方法及该脱水系统。

【背景技术】

随着社会人口日益剧增，伴随着消费者每天产生生活垃圾越来越来多，使得生活垃圾处理已经成为最严峻社会首要问题。为了解决处理生活垃圾的技术问题，随后出现各种各样的垃圾处理方法，其大部分垃圾处理方法都是采用常规挤压、堆肥、焚烧，以及填埋处理等方法。在这些处理方法中，由于污泥垃圾本身含水率比较高，使得在处理后的污泥垃圾残渣物质中含水率基本上在80％以上，若将携带80％以上的垃圾残渣物质进行焚烧或填埋处理，减量化程度不高，容易破坏原有环境生态平衡，以及处理成本比较高。

【

发明内容

】

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种提高污水污泥垃圾处理减量化程度，有利于保护自然生态环境平衡，降低污水污泥垃圾处理成本的污泥垃圾化学调理深度脱水方法。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种操作简单方便的全自动化的污水污泥垃圾化学调理深度脱水系统。

为此解决上述技术问题，本发明中的技术方案所提供一种污泥垃圾化学调理深度脱水方法，其方法流程为：

污泥垃圾是由污水处理过程中产生的一种以胞外聚合物为骨架的亲水性有机聚集体，该亲水性有机聚集体是由有机残片，无机颗粒，细菌菌体构成；所述污泥垃圾根据污泥的成分，处理工艺以及污泥的性质特点划分为生活污水污泥，给水污泥，工业污水污泥，河湖淤泥；现有以生活污水污泥为例；

首先，通过管道泵将含水率为95％的污水污泥抽入到污泥调理池内部，然后，向污泥调理池内部添加调理催化剂，设置于污泥调理池内部的搅拌机充分均匀搅拌，形成污泥泥浆，将污泥泥浆与调理催化剂充分混合均匀，使得调理催化剂与污泥泥浆进行充分反应，使得污泥调理池内部形成絮凝状的污泥泥浆；

接着，所述螺杆泵将污泥泥浆抽入到板框隔膜压滤机内部，该板框隔膜压滤机将污泥泥浆中固态物质和液态物质在高压作用下分离出来，使固态物质脱水及过滤后变成污泥泥饼，该污泥泥饼可以作为有机肥料或生物燃料；而压滤脱水后的滤液流入到压滤水处理池内部；

在压滤水处理池内部，通过设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件对压滤所得到滤液进行杀灭细菌，与此同时，通过设置于压滤水处理池内部的离子膜过滤器吸附或过滤滤液中一些金属重离子，使得被压滤水处理池内部排放的滤液符合环保要求。

进一步限定，在污泥调理池调理过程中，所述调理催化剂为：阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，硫酸铝(AL2(SO4)3)，双氧水(H2O2)；添加顺序为，先添加硫酸铝(AL2(SO4)3)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)；调理催化剂比例为，硫酸铝与阳离子聚丙烯酰胺与双氧水之间质量投加比例为85∶2∶1；最佳值是硫酸铝添加量为85mg/L，阳离子聚丙烯酰胺容积投加量为2mg/L，双氧水容积投加量为1mg/L时，经过与污泥泥浆反应后用板框压滤机脱水，脱水后的污泥泥饼含水率最低，值为48.3％。

进一步限定，在污泥调理池调理过程中，调理催化剂成分为，阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，氯化铁(Fe Cl3)，双氧水(H2O2)；调理催化剂调理方式为：先添加氯化铁(Fe Cl3)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)，调理催化剂比例为，硫酸铝与阳离子聚丙烯酰胺与双氧水之间质量投加比例为70∶2∶0.8；最佳值是氯化铁添加量为70mg/L，阳离子聚丙烯酰胺投加量为2mg/L，双氧水容积投加量为0.8mg/L时，经过与污泥泥浆反应后用板框压滤机脱水，脱水后的污泥泥饼含水率最低，值为49.6％。

进一步限定，在调理过程中，调理催化剂成分为：硫酸亚铁(FeSO4)，阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，双氧水(H2O2)；调理催化剂调理方式为：先添加硫酸亚铁(FeSO4)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)，调理催化剂比例为，硫酸铝与阳离子聚丙烯酰胺与双氧水之间质量投加比例为80∶3∶1.3；最佳值是硫酸亚铁(FeSO4)添加量为80mg/L，阳离子聚丙烯酰胺投加量为3mg/L，双氧水容积投加量为1.3mg/L时，经过与污泥泥浆反应后用板框压滤机脱水，脱水后的污泥泥饼含水率最低，值为49.1％。

一种污泥垃圾化学调理深度脱水系统，该系统包括污泥污泥调理池，与污泥调理池连接螺杆泵，与螺杆泵连接的板框隔膜压滤机，设置于板框隔膜压滤机下方位置的压滤水处理池，以及设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件和离子膜过滤器。

进一步限定，所述板框隔膜压滤机包括置于***的滤框外壳，设置于滤框外壳内部的相互交错设置的滤板，所述滤板与滤板相互交错形成过滤室，设于过滤室内部过滤布；所述板框隔膜压滤机的单块滤板面积为1500毫米X1500毫米，调理过后的污泥泥浆由螺杆泵污泥压入板内进行脱水；隔膜板框压滤机单块滤板滤布的有效过滤面积为1平方米，滤室容积为15升，单次处理95％含水率的污泥，整机处理的污泥约30立方米，最大进泥及隔膜压榨压力分别为1.2MP和2.0MP。

本发明的有益技术效果：因本技术方案采用调理催化剂先后与污泥泥浆中所含成分发生化学反应，使得破坏污泥泥浆内部污泥垃圾颗粒与污泥垃圾颗粒之间的内部结构和污泥颗粒细胞表面吸附结构，分解污泥颗粒细胞与污泥颗粒细胞之间或污泥颗粒细胞表面的内部结合水，再通过板框隔膜压滤机对污泥垃圾溶液进行挤压深度脱水工序，使得脱水后的污泥泥饼含水率低于50％，大幅度降低脱水后污泥泥饼的含水率，有利于提高污泥垃圾处理减量化程度。又由于所述污泥泥饼可以使用制作有机肥料或生物质燃料进行循环利用，减少了脱水后污泥的处理难度和成本，有利于保护自然生态环境平衡的目的。与现有技术同类工艺相互比较，本发明的脱水工艺具有降低处理成本的目的。另外，本发明的脱水系统采用全自动化控制方式实现完成整个脱水方法，使得具有操作简单方便的目的。

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本发明中污泥垃圾化学调理深度的脱水系统的示意图；

【

具体实施方式

】

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1所示，下面结合实施例说明一种污泥垃圾化学调理深度脱水方法，其方法流程为：

污泥垃圾是由污水处理过程中产生的一种以胞外聚合物为骨架的亲水性有机聚集体，该亲水性有机聚集体是由有机残片，无机颗粒，细菌菌体构成；所述污泥垃圾根据污泥的成分，处理工艺以及污泥的性质特点划分为生活污水污泥，给水污泥，工业污水污泥，河湖淤泥；现有以生活污水污泥为例；

首先，通过管道泵将含水率为95％的污水污泥抽入到污泥调理池内部，然后，向污泥调理池内部添加调理催化剂，设置于污泥调理池内部的搅拌机充分均匀搅拌，形成污泥泥浆，将污泥泥浆与调理催化剂充分混合均匀，使得调理催化剂与污泥泥浆进行充分反应，使得污泥调理池内部形成絮凝状的污泥泥浆；

接着，所述螺杆泵将污泥泥浆抽入到板框隔膜压滤机内部，该板框隔膜压滤机将污泥泥浆中固态物质和液态物质在高压作用下分离出来，使固态物质脱水及过滤后变成污泥泥饼，该污泥泥饼可以作为有机肥料或生物燃料；而压滤脱水后的滤液流入到压滤水处理池内部；

在压滤水处理池内部，通过设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件对压滤所得到滤液进行杀灭细菌，与此同时，通过设置于压滤水处理池内部的离子膜过滤器吸附或过滤滤液中一些金属重离子，使得被压滤水处理池内部排放的滤液符合环保要求。

根据污泥本身的特性，可以分为物理调理法和化学调理法。所述的物理调理法一般是通过外加机械力破坏污泥结构，释放其中的水分。所述的化学调理法是通过添加药剂或电荷中和或者吸附架桥改变污泥絮凝体结构。本实施例中，所述调理方式以添加化学调理催化机为要调理方式。本技术方案中所述的调理催化剂选择硫酸铝(AL2(SO4)3)，氯化铁(Fe Cl3)，硫酸亚铁(FeSO4)分别阳离子聚丙烯酰胺(PAM)和双氧水复配调理。

在调理过程中，所述调理催化剂为：阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，硫酸铝(AL2(SO4)3)，双氧水(H2O2)；添加顺序为，先添加硫酸铝(AL2(SO4)3)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)；调理催化剂比例为，硫酸铝与阳离子聚丙烯酰胺与双氧水之间质量投加比例为85∶2∶1；最佳值是硫酸铝添加量为85mg/L，阳离子聚丙烯酰胺添加量为2mg/L，双氧水(H2O2)添加量为1mg/L时，经过与污泥泥浆反应后用板框压滤机脱水，脱水后的污泥泥饼含水率最低，值为48.3％；

在调理过程中，所述调理催化剂为：阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，氯化铁(Fe Cl3)，双氧水(H2O2)；调理催化剂调理方式为：先添加氯化铁(Fe Cl3)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)，调理催化剂比例为，硫酸铝与阳离子聚丙烯酰胺与双氧水之间质量投加比例为70∶2∶0.8；最佳值是氯化铁容积添加量为70mg/L，阳离子聚丙烯酰胺投加量为2mg/L，双氧水容积投加量为0.8mg/L时，经过与污泥泥浆反应后用板框压滤机脱水，脱水后的污泥泥饼含水率最低，值为49.6％。

在调理过程中，所述调理催化剂为：硫酸亚铁(FeSO4)，阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，双氧水(H2O2)；调理催化剂调理方式为：先添加硫酸亚铁(FeSO4)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)，调理催化剂比例为，硫酸铝与阳离子聚丙烯酰胺与双氧水之间质量投加比例为80∶3∶1.3；最佳值是硫酸亚铁(FeSO4)添加量为80mg/L，阳离子聚丙烯酰胺质量投加量为3mg/L，双氧水质量投加量为1.3mg/L时，经过与污泥泥浆反应后用板框压滤机脱水，脱水后的污泥泥饼含水率最低，值为49.1％。

阳离子聚丙烯酰胺水解形成长链的高分子物质，对污水污泥垃圾溶液主要起到吸附架桥的作用，同时也因阳离子聚丙烯酰胺能解离出较多的阳离子基团，兼有电性中和的作用。与此同时，阳离子聚丙烯酰胺(PAM)还可以通过与带负电的溶解物进行物理化学反应，生成不溶性盐，对水中溶解物起到絮凝沉淀的作用，提高了污泥泥浆最佳脱水处理效果。在此过程中，利用硫酸铝(AL2(SO4)3)或氯化铁(Fe Cl3)或硫酸亚铁(FeSO4)溶解于水后能使泥浆中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块的絮状物，有助于后续进入板框压滤机进行压滤脱水。

在调理过程中，调理催化剂成分为，阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，氯化铁(Fe Cl3)，双氧水(H2O2)，氢氧化钙(Ca(OH)2)；调理催化剂调理方式为：其中一种方式为，先添加氯化铁(Fe Cl3)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)，复合调理最佳质量成分比例：阳离子聚丙烯酰胺为0.2％，氯化铁为5％；其中一种方式为，先添加氢氧化钙(Ca(OH)2)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)，复合调理最佳质量成分比例：另一种方式为，阳离子聚丙烯酰胺为0.8％，氢氧化钙为4％；先添加硫酸铝(AL2(SO4)3)，再后添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)，再添加双氧水(H2O2)，复合调理最佳质量成分比例：阳离子聚丙烯酰胺为0.4％，硫酸铝(AL2(SO4)3)为5％；若三种联合调理下，污泥垃圾颗粒内部的毛细吸水时间能80S降到20S以下，或者单独使用其中一种调理即可。

在调理催过程中，调理催化剂选用阳离子聚丙烯酰胺，氯化铁，氢氧化钙和煤粉联合调理污泥，则所述污泥垃圾颗粒的脱水率达42.3％至45.7％，污泥垃圾颗粒结合水含量降至10.21％，低位热值为6464kJ/kg至6870kJ/kg。

单独使用氯化铁Fe Cl3对污泥泥浆调理，当氯化铁FeCl3添加量为污泥干重的15％至20％时，毛细吸水时间(CST)达到20s以下，而采用氯化铁FeCl3与阳离子聚丙烯酰胺PAM联合调理时，在阳离子聚丙烯酰胺PAM质量添加量为污泥干重的0.2％条件下，当氯化铁Fe Cl3添加量为污泥干重的5％至10％时，毛细吸水时间CST达到20s以下。

硫酸铝(AL2(SO4)3)添加量为5％污泥干重，改变阳离子聚丙烯酰胺PAM质量添加量，在阳离子聚丙烯酰胺PAM质量添加量为0.35％时，毛细吸水时间(CST)达到最小值12.73s。在阳离子聚丙烯酰胺PAM质量添加量为0.35％条件下，改变硫酸铝Al2(SO4)3添加量，随着硫酸铝Al2(SO4)3添加量的增加，污泥的毛细吸水时间(CST)先下降后上升，在硫酸铝Al2(SO4)3添加量为5％时，毛细吸水时间(CST)达到最小值15.3s。所以，硫酸铝Al2(SO4)3和阳离子聚丙烯酰胺PAM复配调理的最佳条件为PAM质量投加量为0.4％，Al2(SO4)3投加量为5％。

无机金属盐的硫酸铝(AL2(SO4)3)，氯化铁Fe Cl3、氢氧化钙Ca(OH)2分别联合阳离子聚丙烯酰胺PAM调理之后，经过板框隔膜压滤机的滤液的浊度比原污泥浊度分别降低81.2％，73.9％，78.2％。阳离子聚丙烯酰胺PAM联合氯化铁Fe Cl3，氢氧化钙Ca(OH)2和煤粉调理污泥，板框隔膜压滤机后滤液的浊度最低为9NTU。阳离子聚丙烯酰胺PAM联合无机盐调理，经过板框隔膜压滤机的滤液浊度最低，无机金属盐联合阳离子聚丙烯酰胺PAM联合调理污泥，能形成稳固而大的絮体，经过板框隔膜压滤机滤后，水分被释放，滤液澄清。

选取铁盐，阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)对污泥调理，测定调理后污泥的比阻(SRF)，毛细吸水时间(CST)。通过数理统计的方法对比阻SRF和毛细吸水时间CST进行线性回归分析。结果表明同一种药剂调理下，比阻CST和毛细吸水时间SRF具有显著的线性相关性，可用毛细吸水时间CST代替比阻SRF确定药剂最佳投药量。以调理后污泥的比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)作为衡量污泥脱水性能指标。

氯化铁FeCl3和阳离子聚丙烯酰胺PAM复配调理的最佳条件为阳离子聚丙烯酰胺PAM质量添加量为0.2％，氯化铁FeCl3添加量为5％；氢氧化钙Ca(OH)2和阳离子聚丙烯酰胺PAM复配调理的最佳条件为，阳离子聚丙烯酰胺PAM质量添加量为0.8％，氢氧化钙Ca(OH)2质量添加量为4％。硫酸铝Al2(SO4)3和阳离子聚丙烯酰胺PAM复配调理的最佳条件为阳离子聚丙烯酰胺PAM质量投加量为0.4％，硫酸铝Al2(SO4)3质量添加量为5％。在此三种联合调理下，污泥毛细吸水时间CST都能从80s降到20s以下。(3)选用阳离子聚丙烯酰胺PAM，氯化铁Fe Cl3，氢氧化钙Ca(OH)2和煤粉联合调理污泥，在板框隔膜压滤机之后，得到脱水泥饼的含水率达42.3％至45.7％，其中结合水含量降至10.21％，低位热值为6464kJ/kg至6870kJ/kg。

一种污泥垃圾化学调理深度脱水系统，该系统包括污泥污泥调理池，与污泥调理池连接螺杆泵，与螺杆泵连接的板框隔膜压滤机，设置于板框隔膜压滤机下方位置的压滤水处理池，以及设置于压滤水处理池内部的电解杀菌器件和离子膜过滤器。

所述板框隔膜压滤机包括置于***的滤框外壳，设置于滤框外壳内部的相互交错设置的滤板，所述滤板与滤板相互交错形成过滤室，设于过滤室内部过滤布；所述板框隔膜压滤机的单块滤板面积为1500毫米X1500毫米，调理过后的污泥泥浆由螺杆泵污泥压入板内进行脱水；隔膜板框压滤机单块滤板滤布的有效过滤面积为1平方米，滤室容积为15升，单次处理95％含水率的污泥，整机处理的污泥约30立方米，最大进泥及隔膜压榨压力分别为1.2MP和2.OMP。

综上所述，因本技术方案采用调理催化剂先后与污泥泥浆中所含成分发生化学反应，使得破坏污泥泥浆内部污泥垃圾颗粒与污泥垃圾颗粒之间的内部结构和污泥颗粒细胞表面吸附结构，分解污泥颗粒细胞与污泥颗粒细胞之间或污泥颗粒细胞表面的内部结合水，形成污泥垃圾溶液，再通过板框隔膜压滤机对污泥垃圾溶液进行挤压深度脱水工序，使得脱水后的污泥泥饼含水率低于50％，大幅度降低脱水后污泥泥饼的含水率，有利于提高污泥垃圾处理减量化程度。又由于所述污泥泥饼可以使用制作有机肥料或生物质燃料进行循环利用，减少了脱水后污泥的处理难度和成本，有利于保护自然生态环境平衡的目的。与现有技术同类工艺相互比较，本发明的脱水工艺具有降低处理成本的目的。另外，本发明的脱水系统采用全自动化控制方式实现完成整个脱水方法，使得具有操作简单方便的目的。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。