[发明专利]一种强化污泥与药剂混合效果的方法及专用设备

说明书

技术领域

本发明属于环境工程污泥治理领域，涉及一种城市生活污水处理产生剩余污泥的预处理技术及设备。

背景技术

目前，世界上超过90%的城市污水处理采用活性污泥处理法，但结果会产生大量含水率高达99%以上的剩余污泥，体积约占处理水量的0.3%~0.5%，若采用深度处理污泥量会增加0.5到1.0倍。各国已建立起回收和再利用剩余活性污泥的方案，常见的方法是填埋或作为营养元素施于土中，但是这些方法会造成环境的二次污染。所以新的法律规定严禁生物固体的抛弃与土地填埋，污泥必须经过减量化、稳定化、无害化处理，鼓励实现资源化。

污泥脱水是污泥减量化中最为经济的一种方法，是污泥处理工艺中的一个重要环节，其目的是去除污泥中的孔隙水和毛细水、降低污泥的含水率，如含水率98%的污泥，减少2%的水，污泥体积将减少50%，污泥脱水是减少污泥体积，便于运输和处理，或是减少空间、减少污泥干燥和焚烧所需要的能量的必要手段，为污泥的最终处置创造条件。

污泥中含有亲水性负电生物粒子形成的菌胶团，菌胶团使得污泥不易脱水，经机械处理含水率仍在80%以上。为了提高剩余污泥的利用效率，污泥预处理技术越来越受到重视，目前研究较多的污泥预处理技术主要包括机械法、超生波法、热预处理法、微波法、冷冻法、辐射法、臭氧法、氯气法和酸碱法等，但这些技术均存在各自缺点，如：对设备材料要求较高，运行维护费用高等。另外，部分预处理技术会增加二次污染和后续工艺处理难度。

污泥脱水处理工艺中可知，污泥在脱水前需要进行药剂的调理，而污泥与药剂的混合对后续污泥的机械脱水起着至关重要的作用。传统的混合只是单一的机械搅拌，污泥与药剂在搅拌罐中混合得不彻底，混合后的污泥颗粒絮体性能并不稳定、密实度也差，即使通过后续的机械脱水处理，最高也只能将含水率降低到75%左右，而更进一步的深度脱水是要通过污泥干化等方法来实现，需要增加额外的能耗。所以，即使将污泥与药剂进行了机械混合，但其通过常规脱水方法仍无法实现脱水率为65%的目标。

发明内容

本发明的目的是针对污泥中含有亲水性负电生物粒子形成的菌胶团，菌胶团使得污泥不易脱水的特性，提供一种强化污泥与药剂混合效果的方法，方法简单，避免了大量絮凝剂或调理剂的使用，直接经机械浓缩、脱水、稳定（根据用户需求）即可形成含固率达到40%以上的泥质。本发明的目的之二是提供一种强化污泥与药剂混合效果的方法的专用设备，通过逐级可控的不等速碰撞，使活性污泥均化成束缚水比例更小的污泥颗粒，为污泥无害化和资源化的最终处置提供了可靠保障。

为实现上述目的采取的技术方案是：一种强化污泥与药剂混合效果的方法，污泥先经过快速搅拌后，再进行慢速搅拌：

快速搅拌：活性污泥和絮凝剂快速注入快速搅拌机构，平均速度梯度和混合强度均可控，变频器的频率控制在25～50赫兹范围内，完成混合功能，形成高容积絮体的低剪切力稳定性；

慢速搅拌：经快速搅拌的活性污泥进入慢速搅拌机构，通过变频调速进行慢速搅拌，变频器的频率控制在0～25赫兹范围内，实现污泥颗粒絮体的实心密实与稳定，形成颗粒污泥。

所述快速搅拌的驱动参数：最大转数：1425 rpm；运行转数：900-1400 rpm。

所述慢速搅拌的驱动参数：最大转数：425 rpm；运行转数：200-330 rpm。

所述快速搅拌：絮凝剂采用聚丙烯酰胺，絮凝剂用量为点污泥中干泥重量的2－4‰。快速搅拌停留时间低于1s。

一种强化污泥与药剂混合效果的方法的专用设备，涉及搅拌机构，搅拌机构包括慢速搅拌机构和快速搅拌机构，框架上装载快速搅拌机构和慢速搅拌机构，快速搅拌机构连通污泥入口和絮凝剂入口；慢速搅拌机构包括内测等距螺旋和外侧不等距锥形螺旋，内测等距螺旋和外侧不等距锥形螺旋同心同轴，安装在一个锥形外壳内，慢速搅拌机构通过搅拌轴连接驱动电机，驱动电机安装在横梁上，横梁两侧焊接纵向运动导轨，横梁与框架接触但不固定连接，横梁由线性驱动器驱动沿导轨纵向运动，线性驱动器固定于框架上，线性驱动器的安装位置为框架与导轨接触的内侧；快速搅拌机构出口连通慢速搅拌机构底部入口，慢速搅拌机构上部开设有污泥出口。