專利名稱：一種污泥脫水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，特別是一種污泥脫水裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，廢水排放量和污水處理設(shè)施(污水處理廠)日益增多。在污水廠，伴隨著污水的處理會(huì)產(chǎn)生O. 5 2%的污泥，污泥處理處置和方法逐漸成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)。根據(jù)住建部資料顯示，截止到2009年年底，全國城鎮(zhèn)污水處理量達(dá)到280億立方米/年，濕污泥(含水率80%)產(chǎn)生量突破2000萬噸/年。而且，在污水處理過程中，細(xì)菌及大部分寄生生物留存在污泥中，病毒也可以吸附在污水中的顆粒上，隨顆粒的沉淀也沉積到污泥中。污泥是一種污染治理工藝的副產(chǎn)物，這種副產(chǎn)物富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及有機(jī)物、病毒微生物、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質(zhì)，具有較強(qiáng)的 污染性質(zhì)。污泥如果處置不當(dāng)，其污染傳播的途徑是很廣泛的。首先，污泥的含水率極高，除了一部分自然蒸發(fā)到空氣中外，大部分將滲入地表土層，并在雨水等的沖刷下進(jìn)入地表水系統(tǒng)或影響地下水，污泥中的污染物將沿著這兩種途徑進(jìn)行傳播。其次，沒有進(jìn)行衛(wèi)生化的污泥進(jìn)入農(nóng)田以至菜地，可能直接威脅人類的食物鏈。第三，污泥含有大量有機(jī)質(zhì)，容易腐敗而散發(fā)惡臭，可能影響周邊環(huán)境。而且排放的氣體是污染嚴(yán)重的溫室氣體，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。此外，污泥的數(shù)量龐大，儲(chǔ)運(yùn)這些污泥需要較大的空間和很多的工具，這些空間和工具都可能被污染，要做到與其它接觸食物鏈的世界有效“隔絕”有一定難度。顯然，污泥如果處置不當(dāng)，進(jìn)入人類的食物鏈，必然會(huì)導(dǎo)致疾病的傳播。然而，在污水處理發(fā)展歷程中，盡管污泥是污水處理流程中的重要環(huán)節(jié)之一，但由于人們長期的認(rèn)識(shí)不足以及忽視，污泥處置問題被長期擱置，污泥處置的發(fā)展相當(dāng)滯后。根據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，我國城市污水處理廠所產(chǎn)生的污泥，有80%沒有得到妥善處理，污泥產(chǎn)生量大、隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經(jīng)凸顯出來，并且引起了社會(huì)的關(guān)注。現(xiàn)在常用的污泥處理及處置方法見圖I。利用這些方法雖然都能對(duì)污泥進(jìn)行處理，但其應(yīng)用仍有一定的局限。主要問題有(I)污泥的含水率太高，這部分水份難以焚燒,運(yùn)輸成本高,堆放占地面積大,直接填埋則會(huì)使填埋場(chǎng)提前報(bào)廢；(2)微生物、病原體處理不徹底，若直接施用或棄置，可能會(huì)污染食物鏈；(3)在處理過程中產(chǎn)生惡臭，同時(shí)向大氣排放大量溫室氣體，污染周圍環(huán)境；(4)沒有固定住污泥中的重金屬，可能造成土地的重金屬積累超標(biāo)、土地板結(jié)，污染土地，造成不可逆的耕地退化，限制了污泥的資源化利用；(5)經(jīng)濟(jì)成本高超聲波破解、臭氧氧化等方法要么所需的能耗極高，要么需要加入大量的化學(xué)藥劑，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)污泥減量的目的，但是運(yùn)行成本高，從經(jīng)濟(jì)合算的標(biāo)準(zhǔn)衡量，仍然不盡如人意，無法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?。因此，在水污染日益嚴(yán)重、水環(huán)境日趨惡化的今天，缺少污泥安全處置考慮的污水處理系統(tǒng)是不完整的，也無法滿足環(huán)境目標(biāo)要求，污泥造成的二次污染問題日顯突出，污泥的問題已到了不容忽視的地歩，迫切需要研究、開發(fā)適合中國經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀和發(fā)展水平的安全、合理、可靠、高效、低能耗、低投資、低成本的污泥處理技術(shù)和配套設(shè)備，最終實(shí)現(xiàn)城市污泥處理處置的減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有 污泥處理技術(shù)存在的問題，提供ー種可克服現(xiàn)有污泥處理技術(shù)中污泥含水率高，含病原菌、重金屬等有毒有害物質(zhì)，處理周期長，且投資大、占地面積大、運(yùn)行成本高和產(chǎn)生惡臭等缺陷，實(shí)現(xiàn)污泥無害化、減量化的一種污泥脫水裝置。本實(shí)用新型所述污泥脫水裝置，它包括ー級(jí)污泥泵、絮凝反應(yīng)池、ニ級(jí)污泥泵、電解機(jī)、中間池、三級(jí)污泥泵、污水泵和脫水裝置；所述的絮凝反應(yīng)池的進(jìn)ロ通過管道和ー級(jí)污泥泵與污水處理廠ニ沉池的污泥出ロ聯(lián)接，絮凝反應(yīng)池的出ロ經(jīng)ニ級(jí)污泥泵與電解機(jī)的進(jìn)ロ聯(lián)接，電解機(jī)的出ロ接中間池的進(jìn)ロ，中間池的一路出口經(jīng)三級(jí)污泥泵接脫水裝置的進(jìn)ロ，中間池的另一路出口經(jīng)污水泵接ニ沉池的進(jìn)水口，脫水裝置的出水通過管道與ニ沉池的進(jìn)水口聯(lián)接。所述絮凝反應(yīng)池和中間池上分別有一個(gè)加藥裝置A和加藥裝置B。所述電解機(jī)設(shè)有電源和電解槽，電解槽內(nèi)的電極材料為石墨、鈦、鐵、鋁、鋅、銅、鉛、鎳、鑰、鉻和納米催化惰性電極中的ー種；所述納米催化惰性電極的表層涂覆有晶粒為10 35nm的金屬氧化物惰性催化涂層，所述納米催化惰性電極的基板為鈦板或塑料板等，這種電極具有較高的電催化反應(yīng)活性，可以大幅度降低電解的過電位，減少副反應(yīng)的發(fā)生。所述脫水裝置為真空過濾脫水裝置、壓濾脫水裝置、離心脫水裝置和膜過濾裝置中的ー種，所述的壓濾脫水裝置為帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)二者中的ー種，所述膜過濾裝置為微濾膜過濾裝置、超濾膜過濾裝置二者中的ー種；所述微濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的ー種，所述超濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的ー種。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為污泥一絮凝沉淀一電解一沉降分離一脫水一泥餅。該泥餅含水率為5(Γ65%，病原微生物被滅活，重金屬被除去或穩(wěn)定固化在污泥中，不被植物根系吸收或通過淋洗進(jìn)入地下水，不對(duì)土壌、地下水及人體產(chǎn)生損害，達(dá)到無害化、污泥減量化的目的。采用該技術(shù)路線解決了現(xiàn)有污泥處理技術(shù)難題，具有如下優(yōu)勢(shì)I、本實(shí)用新型采用電解作為預(yù)處理，具有如下突出效果(1)抑制和殺滅污泥中微生物和病毒，電解過程中會(huì)產(chǎn)生大量具有強(qiáng)氧化性的自由基，不僅能穿透滲入到微生物的細(xì)胞中，阻斷微生物的DNA復(fù)制，還能氧化分解微生物的細(xì)胞壁，破壞微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入到污泥中，抑制和殺滅微生物；另一方面，污泥中大量的微生物帶負(fù)電荷，在電場(chǎng)的作用下，這些帶負(fù)電荷的微生物失去電子而失去生物活性從而死亡后沉降；(2)除臭，電解產(chǎn)生的多種游離基(氯[Cl]、羥基[0Η]和氧[O])氧化分解污泥中的發(fā)臭基團(tuán)，去除惡臭，大幅度改善污泥減量處理工藝的整體工作環(huán)境；(3)分解污泥中大量有機(jī)物，在電流作用下電解使污泥中的大分子開環(huán)或斷鏈，使難生物降解的大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，將污泥B/C從O. I O. 2提高到O. 3 O. 6，增強(qiáng)污泥的可生化性；(4)脫色，經(jīng)過了生化、物化等多種方法處理后ニ沉池出水的色度在80 1000倍之間，一般的處理方法很難進(jìn)一歩脫除色度，經(jīng)過電解可以將污水的色度從80 1000倍之間降低到16 32倍；(5)降低了后續(xù)污泥減量過程中化學(xué)藥劑的投加量，并使污泥水解，減少污泥量3(Γ45%。2、向污泥投加生石灰，一方面改變污泥的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，改善其沉降性能，加快泥水沉降分離，另一方面進(jìn)ー步抑制和殺死污泥中的微生物，并使殘余的重金屬離子產(chǎn)生沉淀穩(wěn)定下來，消除污泥可能對(duì)環(huán)境造成的危害。3、污泥含水率從> 97%降低至50飛5%，去掉了污泥中大部分水份，節(jié)約運(yùn)輸成本，減少占地，少付填埋費(fèi)，并為其它的最終處置方案提供減量、衛(wèi)生化和經(jīng)濟(jì)性條件。

圖I現(xiàn)有技術(shù)污泥處理及處置エ藝流程圖；圖2為本實(shí)用新型所述ー種污泥脫水裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型是在對(duì)現(xiàn)有污水處理廠ニ沉池污泥的成份、性質(zhì)和現(xiàn)有處理方案進(jìn)行深入系統(tǒng)的對(duì)比研究之后完成的對(duì)污水處理廠ニ沉池污泥的減量化工藝的設(shè)計(jì)，通過電解和脫水エ藝的組合運(yùn)用，形成一種污泥脫水裝置及其方法。下面實(shí)施例將結(jié)合附圖2對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的說明。參見圖2，本實(shí)用新型所述ー種污泥脫水裝置實(shí)施例設(shè)有ー級(jí)污泥泵11、絮凝反應(yīng)池I、ニ級(jí)污泥泵21、電解機(jī)2、中間池3、三級(jí)污泥泵41、污水泵42和脫水裝置4 ;所述的ー級(jí)污泥泵11與污水處理廠ニ沉池的污泥出ロ聯(lián)接，ー級(jí)污泥泵11的出口與絮凝反應(yīng)池I的進(jìn)ロ聯(lián)接，絮凝反應(yīng)池I的出ロ經(jīng)ニ級(jí)污泥泵21與電解機(jī)2的進(jìn)ロ聯(lián)接，電解機(jī)2的出ロ接中間池3的進(jìn)ロ，中間池3的一路出ロ經(jīng)三級(jí)污泥泵41接脫水裝置4的進(jìn)ロ，中間池3的另一路出ロ經(jīng)污水泵42接ニ沉池的進(jìn)水口，脫水裝置4的出水通過管道與ニ沉池的進(jìn)水口聯(lián)接。所述絮凝反應(yīng)池I和中間池2上分別有一個(gè)加藥裝置A和加藥裝置B。以下結(jié)合圖2給出污泥脫水裝置方法的具體實(shí)施例。實(shí)施例I某50000噸/日污水處理廠日產(chǎn)含水率99%的污泥500噸，其污泥處理設(shè)計(jì)如下(I) ー級(jí)污泥泵2臺(tái)(I用I備)，型號(hào)100WL100-15-7. 5立式排污泵，Q=IOOm3 /h，H=15m ；(2 )絮凝反應(yīng)池I :鋼混水泥池，規(guī)格5 X 5 X 3m，有效容積50m3，設(shè)計(jì)污泥停留時(shí)間2小吋，同時(shí)帶有3 m3三氯化鐵加藥裝置ー個(gè)；(3) ニ級(jí)污泥泵2臺(tái)(I用I備)，型號(hào)80WL50-25-7. 5，立式排污泵，Q=50m3/h，H=25m ；(4)納米催化電解機(jī)7臺(tái)(5用2備)，型號(hào)BYDW_ I型[波鷹(廈門)科技有限公司生產(chǎn)]，單機(jī)污泥處理能力5 τα/h ；(5)中間池2個(gè)鋼混水泥池，規(guī)格10X6X3. 5m，有效容積150m3，設(shè)計(jì)污泥停留時(shí)間6小時(shí)，同時(shí)帶有10 m3生石灰加藥裝置ー個(gè)；(6)三級(jí)污泥泵 2 臺(tái)(I 用 I 備)，型號(hào)QBY-65, Q= 16m3 /h, H=50m ；(7)污水泵 2 臺(tái)(I 用 I 備)，型號(hào):80WL50-25-7. 5，立式排污泵，Q=50m3/h，H=25m ;(8)板框壓濾機(jī) 3 臺(tái)(2 用 I 備)，型號(hào)XAY100/870-UK-l。[0033]污泥處理包括如下步驟步驟I、絮凝沉淀污水處理廠中二沉池的污泥經(jīng)管道和ー級(jí)污泥泵11進(jìn)入絮凝反應(yīng)池1，在絮凝反應(yīng)池I中通過加藥裝置A加入氯化鐵溶液，投加量為200kg/噸絕干污泥，攪拌3飛分鐘，反應(yīng)完全后通過ニ級(jí)污泥泵21泵入電解機(jī)2。上述氯化鐵為絮凝劑。絮凝劑可以是鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵、有機(jī)高分子絮凝劑或微生物絮凝劑中的ー種或任意ニ種以上組合，所述鋁鹽為硫酸鋁、氯化鋁或二者的組合，所述鐵鹽為硫酸鐵、硫酸亞鐵、氯化鐵或三者中任意ニ種以上的組合，所述聚鋁為聚合氯化招、聚合硫酸招、聚合娃酸招或三者中任意二者以上的組合,所述聚鐵為聚合氯化鐵、聚合硫酸鐵、聚合硅酸鐵或三者中任意二者以上的組合。步驟2、電解 將絮凝沉淀處理后的污泥經(jīng)ニ級(jí)污泥泵21泵入電解機(jī)2電解。所述電解機(jī)2的工作電壓為12V，兩極間的電壓為了 3. 5 8. 0V,電流密度150mA/cm2，在電流作用下，電解產(chǎn)生的初生態(tài)的氯[Cl]、羥基[0H]和初生態(tài)的氧[O]等強(qiáng)氧化性物質(zhì)，既可以抑制和殺滅微生物，又可以氧化分解污泥中的發(fā)臭基團(tuán)，去除惡臭；同時(shí)，電解使污泥中的大分子開環(huán)或斷鏈，使難生物降解的大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，增強(qiáng)污泥的可生化性，并氧化分解污水中有色基團(tuán)、助色基團(tuán)脫色，降低色度；此外，減少后續(xù)化學(xué)物質(zhì)的投加量和污泥量。步驟3、沉降分離電解后的污泥進(jìn)入中間池3，在中間池3中初步濃縮后，再通過加藥裝置B加入生石灰，投加量為300kg/噸絕干污泥，反應(yīng)完全后上清液通過污水泵42管道回流至ニ沉池中，污泥則經(jīng)過三級(jí)污泥泵41進(jìn)入脫水裝置4進(jìn)行脫水。步驟4、脫水沉降分離后的污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)4過濾分離成濾液和泥餅，濾液經(jīng)管道回流至ニ沉池中，而泥餅則外運(yùn)填埋。泥餅的主要成分含量見表I。上述脫水裝置為板框壓濾機(jī)。脫水裝置可以是真空過濾脫水裝置、壓濾脫水裝置、離心脫水裝置和膜過濾裝置中的ー種，所述的壓濾脫水裝置為帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)ニ者中的ー種，所述膜過濾裝置為微濾膜過濾裝置、超濾膜過濾裝置二者中的ー種；所述微濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的ー種，所述超濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的ー種。表I泥餅的主要成分含量
權(quán)利要求1.一種污泥脫水裝置，其特征在于設(shè)有ー級(jí)污泥泵、絮凝反應(yīng)池、ニ級(jí)污泥泵、電解機(jī)、中間池、三級(jí)污泥泵、污水泵和脫水裝置；所述的絮凝反應(yīng)池的進(jìn)ロ通過管道和ー級(jí)污泥泵與污水處理廠ニ沉池的污泥出口聯(lián)接，絮凝反應(yīng)池的出ロ經(jīng)ニ級(jí)污泥泵與電解機(jī)的進(jìn)ロ聯(lián)接，電解機(jī)的出ロ接中間池的進(jìn)ロ，中間池的一路出ロ經(jīng)三級(jí)污泥泵接脫水裝置的進(jìn)ロ，中間池的另一路出口經(jīng)污水泵接ニ沉池的進(jìn)水口，脫水裝置的出水通過管道與ニ沉池的進(jìn)水ロ聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種污泥脫水裝置，其特征在于所述絮凝反應(yīng)池和中間池上分別有ー個(gè)加藥裝置A和加藥裝置B。
3.如權(quán)利要求I所述的ー種污泥脫水裝置，其特征在于所述電解機(jī)設(shè)有電源和電解槽，電解槽內(nèi)的電極材料為石墨、鈦、鐵、招、鋅、銅、鉛、鎳、鑰、鉻和納米催化惰性電極中的ー種。
4.如權(quán)利要求I或3所述的ー種污泥脫水裝置，其特征在于所述納米催化惰性電極的表層涂覆有晶粒為10 35nm的金屬氧化物惰性催化涂層，所述納米催化惰性電極的基板為鈦板或塑料板。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種污泥脫水裝置，其特征在于所述脫水裝置為真空過濾脫水裝置、壓濾脫水裝置、離心脫水裝置和膜過濾裝置中的ー種，所述的壓濾脫水裝置為帶式壓濾機(jī)、板框壓濾機(jī)二者的ー種，所述膜過濾裝置為微濾膜過濾裝置、超濾膜過濾裝置二者中的ー種。
6.如權(quán)利要求5所述的ー種污泥脫水裝置，其特征在于所述微濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的ー種，所述超濾膜過濾裝置的膜組件為陶瓷膜、金屬膜組件二者中的ー種。
專利摘要一種污泥脫水裝置，其特征在于設(shè)有一級(jí)污泥泵、絮凝反應(yīng)池、二級(jí)污泥泵、電解機(jī)、中間池、三級(jí)污泥泵、污水泵和脫水裝置；所述的絮凝反應(yīng)池的進(jìn)口通過管道和一級(jí)污泥泵與污水處理廠二沉池的污泥出口聯(lián)接，絮凝反應(yīng)池的出口經(jīng)二級(jí)污泥泵與電解機(jī)的進(jìn)口聯(lián)接，電解機(jī)的出口接中間池的進(jìn)口，中間池的一路出口經(jīng)三級(jí)污泥泵接脫水裝置的進(jìn)口，中間池的另一路出口經(jīng)污水泵接二沉池的進(jìn)水口，脫水裝置的出水通過管道與二沉池的進(jìn)水口聯(lián)接。本實(shí)用新型采用電解作為預(yù)處理，具有如下突出效果(1)抑制和殺滅污泥中微生物和病毒；(2)除臭；(3)分解污泥中大量有機(jī)物；(4)脫色；(5)降低了后續(xù)污泥減量過程中化學(xué)藥劑的投加量，并減少污泥量30~45%。
文檔編號(hào)C02F11/00GK202594924SQ20122007456
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者張世文, 李丹 申請(qǐng)人:波鷹(廈門)科技有限公司