專利名稱：一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于污泥處理技術領域，尤其涉及超聲波結合絮凝劑及土工管袋使污泥脫水減容的方法。
背景技術：
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和對環(huán)境保護的重視，污水處理廠和污水處理站的數(shù)量逐年增多，伴隨產(chǎn)生的污泥量也與日劇增。除污水處理廠的剩余底泥外，受到工業(yè)廢水污染的河道、湖泊、水庫的污染底泥是水體持續(xù)污染的原因之一。污泥含水量高、易腐爛、成分復雜、含有毒、有害、難降解的有機物及重金屬等，傳統(tǒng)的污泥處置方式如填埋、排海、焚燒及土地利用易產(chǎn)生二次污染，而且處理費用較高，因此尋求和研究經(jīng)濟有效實用的污泥處理技術具有重要的現(xiàn)實意義。超聲波在污泥處理中可以提高污泥脫水性能和可降解性能，超聲波在液相中產(chǎn)生空化作用(機械效應、熱效應、聲化學效應等)破解污泥絮凝體、菌膠團和細胞體，使污泥中的結合水向自由水轉(zhuǎn)化。超聲波處理技術具有高效、穩(wěn)定、清潔、安全等優(yōu)點，且應用方便， 用超聲波輔助污泥脫水應用潛力巨大。目前，超聲波用于改善污泥脫水性能的研究引起了廣大研究者的興趣，已有部分專利利用超聲波處理污泥，公開號為CN1016189336A的專利提供了一種超聲結合聚合硫酸鋁絮凝劑促使污泥脫水的方法，此方法使污泥達到了較好的脫水效果，但是此方法在攪拌機中間歇操作，處理時間長效率低。公開號為CN101348316A的專利提供了一種超聲波結合臭氧共同作用的污泥預處理方法，此方法處理效果優(yōu)于超聲波和臭氧單獨處理的效果，但此方法需要特制反應器，設備投入大，控制的參數(shù)較多，操作繁瑣。授權公開號為 CN2702992Y的實用新型提供了一種可以連接到污泥輸送管道上的超聲污泥破解裝置，使污泥在管道運輸過程中進行超聲作用成為可能。公開號為101693590A的專利提供了一種絮凝劑結合土工管袋對湖庫底泥脫水的方法，絮凝劑結合土工管袋對污泥進行脫水，處理量大，操作簡單，成本較低，但未涉及超聲波預處理。加入超聲波作用后可減少絮凝劑使用量， 增加絮凝劑絮凝效果，縮短土工管袋固結時間，提高效率。目前，急需一種在污泥管道輸送過程中先加入絮凝劑再進行超聲處理最后用土工管袋脫水的方法，此方法處理量大、效率高、成本低，不但可以處理污水廠剩余污泥，也可以處理污染的江河湖庫底泥。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對污泥脫水困難、成本高、效率低等問題，提供一種新型超聲波輔助污泥脫水經(jīng)濟高效的方法。本發(fā)明采用如下技術方案用泥漿泵將污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥或用環(huán)保疏浚船將河道、湖庫污染底泥輸送到連接有混合器和超聲發(fā)生裝置的密封管路中，污泥通過混合器時由計量泵按一定比例向管道中的污泥投加絮凝劑，絮凝劑在混合器中充分混合后， 污泥流經(jīng)超聲發(fā)生裝置，經(jīng)一定頻率、聲強和聲能密度的超聲波作用，最后將經(jīng)過絮凝和超聲處理的污泥輸送到土工管袋脫水減容，土工管袋充滿后固結7 50天，處理后的污泥含水率低于60%后，按照國家相關標準進行處理或資源化利用。前述一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，所述絮凝劑具有污泥絮凝調(diào)理功能，包括陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺、聚合鋁等中的一種，優(yōu)選陽離子聚丙烯酰胺，其投加量為1%。 5%。(以干基污泥計，重量比)。前述一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，污泥是在管道輸送過程中加以超聲作用的。前述一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，所述超聲波發(fā)生裝置、混合器、土工管袋是用密封管袋連接在一起的。前述一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，污泥是先加入絮凝劑后，再進行超聲作用的。前述一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，所述超聲波頻率范圍在20kHz 41kHz， 聲能密度范圍在0. 15ff/ml 0. 50W/ml，聲強范圍在400W/m2 600W/m2，超聲作用時間為 IOs 60s。前述一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，所述的土工管袋材質(zhì)為聚丙烯或聚乙烯類樹脂，編織方式為單絲或裂膜絲或單絲-裂膜絲組合進行編織。前述的一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，所述的土工管袋充滿后固結7 50 天，土工管袋內(nèi)污泥平均含水率低于60 %。本系統(tǒng)可廣泛用于污泥脫水，在管道運輸過程中對污泥進行絮凝和超聲處理，最后在土工管袋中進行脫水固結，此污泥脫水系統(tǒng)處理量大，成本低廉，處理效率高。經(jīng)超聲處理后減少了絮凝劑的用量，縮短了土工管袋脫水固結的時間。

圖1為本超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)的工藝流程示意圖(泥漿泵可由環(huán)保疏浚船代替輸送河道湖庫底泥)。
具體實施方式
首先泥漿泵將含水率大于85%的污泥輸送到密封的管路中，污泥在通過管路上的混合器時，通過計量泵向污泥添加1%。 5%。(以干基污泥計，重量比)的絮凝劑，并在混合器中充分混合，然后污泥被送到超聲處理單元，此單元由兩個超聲波發(fā)生裝置串聯(lián)組成，受到頻率為20kHz 41kHz，聲能密度為0. 15ff/ml 0. 5W/ml，聲強為400W/m2 600W/m2的超聲波作用，作用時間為IOs 60s，超聲波可以進一步促進絮凝劑分散，對混凝有促進作用，同時超聲波破壞污泥的絮狀結構和溶膠團結構，瓦解了污泥顆粒表面的胞外聚合物細胞，使污泥中的結合水變成自由水釋放出來。經(jīng)過絮凝和超聲處理的污泥在管路中停留時間大于絮凝反應所需時間，最后污泥被沖入一個或多個土工管袋中，待土工管袋充滿后切換到其它未填充的土工管袋，充滿的土工管袋繼續(xù)脫水固結7 50天，管袋中的污泥含水率可降到60%以下，可以滿足其他處理或資源化利用的含水率要求。實施例1天津某污水處理廠的剩余污泥，含水率98. 1%，用泥漿泵將污泥輸送到密封管路
4中，流量為200m3/h，采用計量泵向混合其中加入濃度為5%。(重量比)的陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑溶液，超聲波發(fā)生裝置不啟動，即不施加超聲作用，在土工管袋充滿后脫水固結10 天，污泥含水率平均為56%。實施例2絮凝劑投加量變?yōu)?%。(重量比)，開啟超聲發(fā)生器，污泥加入絮凝劑后經(jīng)頻率為 20kHz、聲強400W/m3、聲能密度0. 3ff/ml的超聲波作用，其他條件同實施例1，土工管袋脫水固結10天，污泥含水率為48%，在絮凝劑用量減少1%。的情況下，含水率較不進行超聲處理降低了 8%。實施例3絮凝劑投加量和超聲條件同實施例2，改變土工管袋脫水固結時間為7天，污泥含水率為53%，固結時間減少三天，絮凝劑使用量減少1%。的情況下，含水率較不進行超聲處理降低了 3%。
權利要求1.一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，主要包括泥漿泵或環(huán)保疏浚船O)、計量泵 (3)、絮凝劑存儲罐G)、管道混合器(5)、超聲波處理單元(6)、土工管袋(7)，其特征在于泥漿泵或環(huán)保疏浚船、管道混合器、超聲波處理單元和土工管袋通過密封管道依次連接在一起，絮凝劑儲存罐經(jīng)計量泵與管道混合器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，其特征在于在系統(tǒng)中加入了超聲波處理單元，并位于管道混合器之后。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，其特征在于所用超聲波頻率范圍在20kHz 41kHz，聲能密度范圍在0. 15ff/ml 0. 5W/ml，聲強范圍在400W/m2 600W/m2，處理時間為IOs 60s。
專利摘要本實用新型涉及一種新型超聲波輔助污泥脫水系統(tǒng)，其使用步驟包括污泥經(jīng)泥漿泵或河道湖庫底泥經(jīng)環(huán)保疏浚船輸送到連接在密封管道上的混合器，通過計量泵向混合器中的污泥加入絮凝劑，加入絮凝劑后的污泥經(jīng)過超聲處理后送入土工管袋脫水固結。超聲處理單元采用頻率為20kHz～41kHz，聲能密度為0.15W/ml～0.50W/ml，聲強范圍為400W/m2～600W/m2的超聲波作用10s～60s。該方法在污泥管路運輸過程中加入超聲處理單元，促進絮凝效果，減少絮凝劑用量，縮短土工管袋脫水固結時間，此新型超聲輔助污泥脫水系統(tǒng)可連續(xù)操作，處理量大，效率高，能夠達到很好的經(jīng)濟效益。
文檔編號C02F11/12GK202054718SQ20112000720
公開日2011年11月30日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者劉朝輝, 盧丹, 張景輝, 畢濤, 王文茜, 王旭東, 董晶, 西偉力, 邵兆俊, 韓嵩 申請人:天津生態(tài)城水務有限公司, 天津生態(tài)城環(huán)保有限公司