公布日：2023.09.05

申請日：2023.07.05

分類號：C02F11/14(2019.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I;C02F11/147(2019.01)I

摘要

本發明公開了一種污泥處理設備及工藝，所述設備包括：污泥預處理系統，用于對藥劑進行制備，并將藥劑與待處理污泥混合攪拌，對污泥進行破膠；脫水系統，與所述污泥預處理系統的出泥端銜接，用于將經所述污泥預處理系統處理后的污泥進行脫水；所述污泥預處理系統和所述脫水系統對污泥進行破膠，是通過所述藥劑改變污泥中水泡體結構，將污泥中難以破除泡體結構刺破，使得污泥中的結合水和吸附水轉變為自由水。本發明采用對污泥進行破膠預處理的方式，通過化學方法改變了污泥的水體結構，即將表面吸附水和毛細結合水改變了存在形式，使它們以自由水的形式存在，自由水可以通過外力輕松排出；再經過脫水系統對污泥的脫水，脫水率大幅度提高。

權利要求書

1.污泥處理設備，其特征在于，包括：污泥預處理系統，用于對包括破膠劑在內的藥劑進行制備，并將藥劑與待處理污泥混合攪拌，對污泥進行破膠；脫水系統，與所述污泥預處理系統的出泥端銜接，用于將經所述污泥預處理系統處理后的污泥進行脫水，并持續對污泥進行破膠；所述污泥預處理系統和所述脫水系統對污泥進行破膠，是通過所述藥劑改變污泥中水泡體結構，將污泥中難以破除泡體結構刺破，使得污泥中的結合水和吸附水轉變為自由水。

2.根據權利要求1所述的污泥處理設備，其特征在于，所述污泥預處理系統包括：卸料倉(1)，用于對待處理的污泥進行卸料；污泥儲存倉(4)，與所述卸料倉(1)的出泥端相連接，用于對污泥進行存儲；藥劑生產輸送系統，用于對藥劑進行制備、輸送；攪拌系統，分別與所述污泥儲存倉(4)的出泥端及所述藥劑生產輸送系統出藥端相連接；所述攪拌系統用于將污泥、藥劑、水混合攪拌，對污泥進行破膠除菌調理；固液分離器(12)，與所述攪拌系統的出泥端相連接，用于將經所述攪拌系統攪拌后的污泥進行固液分離；泥漿罐(14)，與所述固液分離器(12)的出泥端相連接，用于對經過破膠除菌調理的污泥漿進行悶料處理。

3.根據權利要求2所述的污泥處理設備，其特征在于，所述藥劑生產輸送系統包括：藥劑生產裝置(7)，用于對能夠改變污泥中水泡體結構的藥劑進行制備；藥劑氣力輸送管道(8)，與所述藥劑生產裝置出藥端相連接；藥劑氣力輸送泵，設置在所述藥劑氣力輸送管道(8)上；計量斗(10)，位于所述藥劑氣力輸送管道(8)出藥端的正下方，用于對藥劑進行計量；藥劑輸送機，其進藥端與所述計量斗(10)出藥端相銜接，其出藥端與所述攪拌系統相銜接。

4.根據權利要求3所述的污泥處理設備，其特征在于，所述藥劑生產裝置(7)還對無害化藥劑進行制備；在所述污泥預處理系統對污水進行預處理過程中和/或所述脫水系統對污泥進行脫水過程中，通過所述無害化藥劑對污泥進行殺菌除臭，抑制并降低污泥中重金屬的滲出。

5.根據權利要求1所述的污泥處理設備，其特征在于，所述脫水系統包括：初級脫水系統，用于對經預處理后的污泥進行壓濾脫水；持續脫水系統，與所述初級脫水系統的出料端相銜接，用于對經所述初級脫水系統處理后的泥餅進行持續脫水。

6.根據權利要求5所述的污泥處理設備，其特征在于，所述持續脫水系統包括：破碎機(18)，用于承接所述初級脫水系統壓濾后的泥餅，用于將泥餅破碎成污泥顆粒；混料翻拌機(20)，與所述破碎機(18)的出料端相連接，用于將破碎后的污泥顆粒在混料翻拌機中進行翻拌，以降低污泥顆粒中的含水率。

7.根據權利要求6所述的污泥處理設備，其特征在于，所述混料翻拌機(20)的上方還設置有儲料倉(21)；所述儲料倉(21)用于存儲木屑并將木屑投入所述混料翻拌機(20)。

8.根據權利要求1至7任意一項所述的污泥處理設備，其特征在于，還包括：造粒機(23)，用于將脫水后的污泥進行造粒。

9.根據權利要求1至7任意一項所述的污泥處理設備，其特征在于，還包括：廢水處理裝置(25)，用于將所述脫水系統對污泥處理過程中產生的廢水進行收集處理；經所述廢水處理裝置(25)處理后的水及污泥進行回用。

10.根據權利要求1至7任意一項所述的污泥處理設備，其特征在于，還包括：廢氣處理裝置(26)，用于將所述污泥預處理系統以及所述脫水系統運行過程中產生的廢氣進行吸收處理。

11.污泥處理工藝，其特征在于，所述工藝基于權利要求1至10任意一項所述的污泥處理設備進行，包括以下步驟：S1.對污泥進行預處理：將配置的藥劑與待處理污泥混合攪拌，對污泥進行破膠；S2.對經步驟S1預處理后的污泥進行脫水，并持續對污泥進行破膠；所述步驟S1和所述步驟S2對污泥進行破膠，是通過所述藥劑改變污泥中水泡體結構，將污泥中難以破除泡體結構刺破，使得污泥中的結合水和吸附水轉變為自由水。

12.根據權利要求11所述的污泥處理工藝，其特征在于，還包括以下步驟：在進行步驟S1過程中和/或進行步驟S2過程中，將配置的無害化藥劑與污泥進行攪拌混合，以對污泥進行殺菌除臭，抑制并降低污泥中重金屬的滲出。

13.根據權利要求12所述的污泥處理工藝，其特征在于，所述無害化藥劑包括沸石、活性氧化鎂以及強氧化劑混合劑。

14.根據權利要求11至13任意一項所述的污泥處理工藝，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：S11.藥劑的制備；S12.將污泥、藥劑、水依次輸送至攪拌系統進行混合攪拌；S13.將混合攪拌后的污泥漿輸入泥漿罐(14)進行悶料處理。

15.根據權利要求11所述的污泥處理工藝，其特征在于，所述步驟S2包括以下步驟：S21.初步脫水工藝步驟：設定初級脫水系統的壓濾時間以及壓濾壓力后，通過初級脫水系統對經預處理后的污泥進行至少一次壓濾脫水；S22.持續脫水工藝步驟：將經步驟S21壓濾后的泥餅破碎，形成半干的土壤狀污泥顆粒；將破碎后的污泥顆粒進行翻拌，并持續對污泥顆粒進行破膠，以使污泥顆粒中的水分持續揮發。

16.根據權利要求15所述的污泥處理工藝，其特征在于，在對污泥翻拌過程中，加入木屑，以助于污泥脫水。

17.根據權利要求11所述的污泥處理工藝，其特征在于，還包括在對污泥脫水后的造粒步驟。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有的污泥的處理方法無法高效地實現對污泥無害化處理的缺陷，從而提供一種污泥處理設備及工藝。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

污泥處理設備，包括：

污泥預處理系統，用于對包括破膠劑在內的藥劑進行制備，并將藥劑與待處理污泥混合攪拌，對污泥進行破膠；

脫水系統，與所述污泥預處理系統的出泥端銜接，用于將經所述污泥預處理系統處理后的污泥進行脫水，并持續對污泥進行破膠；

所述污泥預處理系統和所述脫水系統對污泥進行破膠，是通過所述藥劑改變污泥中水泡體結構，將污泥中難以破除泡體結構刺破，使得污泥中的結合水和吸附水轉變為自由水。

進一步優化技術方案，所述污泥預處理系統包括：

卸料倉，用于對待處理的污泥進行卸料；

污泥儲存倉，與所述卸料倉的出泥端相連接，用于對污泥進行存儲；

藥劑生產輸送系統，用于對藥劑進行制備、輸送；

攪拌系統，分別與所述污泥儲存倉的出泥端及所述藥劑生產輸送系統出藥端相連接；所述攪拌系統用于將污泥、藥劑、水混合攪拌，對污泥進行破膠除菌調理；

固液分離器，與所述攪拌系統的出泥端相連接，用于將經所述攪拌系統攪拌后的污泥進行固液分離；

泥漿罐，與所述固液分離器的出泥端相連接，用于對經過破膠除菌調理的污泥漿進行悶料處理。

進一步優化技術方案，所述藥劑生產輸送系統包括：

藥劑生產裝置，用于對能夠改變污泥中水泡體結構的藥劑進行制備；

藥劑氣力輸送管道，與所述藥劑生產裝置出藥端相連接；

藥劑氣力輸送泵，設置在所述藥劑氣力輸送管道上；

計量斗，位于所述藥劑氣力輸送管道出藥端的正下方，用于對藥劑進行計量；

藥劑輸送機，其進藥端與所述計量斗出藥端相銜接，其出藥端與所述攪拌系統相銜接。

進一步優化技術方案，所述藥劑生產裝置還對無害化藥劑進行制備；

在所述污泥預處理系統對污水進行預處理過程中和/或所述脫水系統對污泥進行脫水過程中，通過所述無害化藥劑對污泥進行殺菌除臭，抑制并降低污泥中重金屬的滲出。

進一步優化技術方案，所述脫水系統包括：

初級脫水系統，用于對經預處理后的污泥進行壓濾脫水；

持續脫水系統，與所述初級脫水系統的出料端相銜接，用于對經所述初級脫水系統處理后的泥餅進行持續脫水。

進一步優化技術方案，所述持續脫水系統包括：

破碎機，用于承接所述初級脫水系統壓濾后的泥餅，用于將泥餅破碎成污泥顆粒；

混料翻拌機，與所述破碎機的出料端相連接，用于將破碎后的污泥顆粒在混料翻拌機中進行翻拌，以降低污泥顆粒中的含水率。

進一步優化技術方案，所述混料翻拌機的上方還設置有儲料倉；所述儲料倉用于存儲木屑并將木屑投入所述混料翻拌機。

進一步優化技術方案，還包括：

造粒機，用于將脫水后的污泥進行造粒。

進一步優化技術方案，還包括：

廢水處理裝置，用于將所述脫水系統對污泥處理過程中產生的廢水進行收集處理；經所述廢水處理裝置處理后的水及污泥進行回用。

進一步優化技術方案，還包括：

廢氣處理裝置，用于將所述污泥預處理系統以及所述脫水系統運行過程中產生的廢氣進行吸收處理。

污泥處理工藝，所述工藝基于所述的污泥處理設備進行，包括以下步驟：

S1.對污泥進行預處理：

將配置的藥劑與待處理污泥混合攪拌，對污泥進行破膠；

S2.對經步驟S1預處理后的污泥進行脫水，并持續對污泥進行破膠；

所述步驟S1和所述步驟S2對污泥進行破膠，是通過所述藥劑改變污泥中水泡體結構，將污泥中難以破除泡體結構刺破，使得污泥中的結合水和吸附水轉變為自由水。

進一步優化技術方案，還包括以下步驟：

在進行步驟S1過程中和/或進行步驟S2過程中，將配置的無害化藥劑與污泥進行攪拌混合，以對污泥進行殺菌除臭，抑制并降低污泥中重金屬的滲出。

進一步優化技術方案，所述無害化藥劑包括沸石、活性氧化鎂以及強氧化劑混合劑。

進一步優化技術方案，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S11.藥劑的制備；

S12.將污泥、藥劑、水依次輸送至攪拌系統進行混合攪拌；

S13.將混合攪拌后的污泥漿輸入泥漿罐進行悶料處理。

進一步優化技術方案，所述步驟S2包括以下步驟：

S21.初步脫水工藝步驟：

設定初級脫水系統的壓濾時間以及壓濾壓力后，通過初級脫水系統對經預處理后的污泥進行至少一次壓濾脫水；

S22.持續脫水工藝步驟：

將經步驟S21壓濾后的泥餅破碎，形成半干的土壤狀污泥顆粒；

將破碎后的污泥顆粒進行翻拌，并持續對污泥顆粒進行破膠，以使污泥顆粒中的水分持續揮發。

進一步優化技術方案，在對污泥翻拌過程中，加入木屑，以助于污泥脫水。

進一步優化技術方案，還包括在對污泥脫水后的造粒步驟。

本發明技術方案，具有如下優點：

1.本發明提供的污泥處理設備，采用對污泥進行破膠預處理的方式，通過化學方法改變了污泥的水體結構，即將表面吸附水和毛細結合水改變了存在形式，使它們以自由水的形式存在，自由水可以通過外力輕松排出；再經過脫水系統對污泥的脫水，脫水率大幅度提高。相對于傳統機械脫水，經本發明處理后的污泥，含水率更低，對環境污染的程度更小。

2.本發明提供的污泥處理設備，在污泥預處理系統對污水進行預處理過程中和/或脫水系統對污泥進行脫水過程中，通過無害化藥劑對污泥進行殺菌除臭，污泥中的病原菌和寄生蟲卵去除率可達99％以上，同時抑制并降低重金屬的滲出。

3.本發明提供的污泥處理設備，在攪拌系統的下游設置有泥漿罐，通過泥漿罐對混合好的污泥、藥劑、水進行悶料，通過悶料使得藥劑和污泥破膠反應，同時也消除了污泥中病原菌和有害蟲卵。

4.本發明提供的污泥處理設備，脫水系統包括初級脫水系統和持續脫水系統，對污泥進行兩次脫水，在兩次脫水過程中破膠劑均能夠對污泥進行破膠處理，將污泥內部的額外水分迅速揮發，進一步降低了污泥中的含水率。

5.本發明提供的污泥處理工藝，從無害化到資源化過程簡單、高效。采用第一步破膠、第二步無害化、第三步快速脫水的市政污泥三步法無害化技術對污泥進行處理，污泥含水率直接從85％－90％減量到35％－40％左右，呈現半干狀態。由于污泥中病原菌等有害物質已經去除，無毒性滲出。同時處理后的污泥無需進行其他額外的處理工序，可以直接用于營養土和種植土的資源化利用。改良后污泥不會污染地下水、不會損傷植被根系，也不會導致水土富營養化。三步無害化法是一種更加簡單，更加高效的污泥無害化處理技術。

6.本發明提供的污泥處理工藝，在對污泥翻拌過程中，加入了木屑。木屑具有吸水效果，進一步降低含水率；木屑有很好的助燃作用，燃燒利用率高，造粒可用于生物燃料。

（發明人：張國梅;程艷;康春）