[发明专利]用于污泥处理的阶梯式脱水工艺

说明书

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及了一种用于污泥处理的阶梯式脱水工艺。

背景技术

近年来，随着城市化规模的扩大和不断发展，城镇工业污水和生活污水大量增加，随之产生的污泥量也越来越大，污泥的处置问题已经日益严峻。污泥得不到有效的处理，造成环境新的污染，大大抵消了污水处理的环境保护意义，相当于污水环境污染的变相转移。

在污泥处置方面，大多数国家处理污泥的方式包括：填埋、焚烧和土地利用等方法。焚烧处理虽然减量程度很高，但投资运行费用较高，而且存在烟气污染的问题。土地利用可以将污泥变废为宝，但污泥中多数含有重金属离子、难降解有机物等有害物质，难以达到土地利用标准。不经处理的填埋所需成本最低，现阶段大部分污泥只经过重力浓缩、浅度的机械脱水处理后，就送往垃圾场填埋或直接暴露在旷野中，造成严重的二次污染，而且它要占用大量的土地资源，填埋场周围的环境也会恶化。而污泥简单脱水后固体含量低，也会造成以上的问题。

在中国大部分污泥还是进行填埋，按国家标准规定，填埋污泥含水率要求小于等于60％才能进行填埋。而且不能全量填埋，必须和垃圾有一个混合比，要小于8％。由此给我们带来了新的问题，如果污泥要进行填埋，那么含水率必须进一步下降。从国内外很多大规模对污泥进行机械脱水的方式来看，由于设备和工艺不合理，造成污泥含水率无法降到60％以下。

对于污泥的处理，大幅度减少水分是关键，这样为后续的处理、利用和运输创造条件。当污泥的含水率自99.5％降低至98.5％时，污泥体积缩成原污泥的三分之一左右，再降至95％（含固率为5％）时，污泥的体积减缩成原污泥的十分之一左右。因此，若能将污泥中的含水率降低，那么在后续处理中的工作量会大大降低，降低污泥的处理成本和处理难度并提高工作效率。

世界上很多国家对污泥的脱水有不同的处置方法，例如采用自然干化、热干化，焚烧、电渗透及机械脱水等。由于机械脱水耗能和占用土地资源相对较少，所以优选先采用机械脱水。经机械脱水后的污泥含水率在80％左右，然后再处理。现有技术中主要的机械脱水的设备有真空过滤、板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机。然而污泥中纤维含量多、压缩比大，并且纤维成网状交织在一起的特点，使用传统工艺进行过滤脱水时，泥饼受外力挤压，其中的水分可以通过纤维间的通道排出；但是，污泥颗粒会被挤进纤维间的排水通道，从而阻塞排水通道。滤腔中充满污泥后，泥饼较厚，脱水时泥饼表面的排水通道被阻塞，泥饼内部的水就无法排出，因此越到后期污泥脱水越困难，脱水后期脱水率提高5%可能花费的成本和时间是前期脱水的几十倍甚至上百倍；

中国发明专利CN200810198537.8公开了一种污泥脱水的方法，其在污泥中添加助剂后采用板框压滤机压滤脱水，污泥注入压力逐渐增加，即将调制完成的污水污泥以一定进泥压力注入压滤机，注满时，滤液排出流量为V1；当滤液排出流量低于1/2 V1时，将污泥注入压力提高，此时滤液排出流量会增大到V2；又当滤液排出流量低于1/2 V2时，再将污泥注入压力提高，以此方式逐渐增加至设定压力，至设定压力时停止进料并保压，然后再隔膜挤压；然而该方法需要加入助剂（污泥量的5-10%），间接增大处理量，压力逐渐升高，虽然开始时一定程度上可以减少过滤阻力，但由于是一次进料，滤饼挤压不充分，压滤后期仍会存在滤饼通道阻塞，过滤阻力升高的问题，与恒定压力式压滤方式相比脱水效果提高有限，而且该发明采用特定结构的压滤机才能达到上述效果，适用性较差，无法应用的常规的压滤机上。

中国实用新型专利CN92205317.0公开了一种具高压力及真空的污水污泥处理装置，主要包括一个受液压驱动的活塞，一个刚性的体积可变的挤压室，挤压室底部设有高密度的陶瓷或水泥板制成的过滤板，水只从该底部滤出。此外，挤压室的底部还同时与真空装置相接。可以看出，上述装置的处理效率不高，由于还必须配合高真空作业，并使用了陶瓷或水泥板制成的过滤板，压力不会很高。

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种全新的污泥脱水方法，本发明针对污泥纤维含量多、压缩比大的特点，通过分段进料结合压力梯级变化的方式对污泥进行连续式、多阶段、多批次过滤脱水，解决了传统工艺污泥泥饼过滤不彻底的缺陷，有效降低污泥泥饼的含水率，有利于污泥减量化，推动污泥资源化进程。

发明内容

本发明提出了一种用于污泥处理的阶梯式脱水工艺，其采用分段进料梯度增压的污泥脱水工艺，主要包括以下步骤：