CN101921050B - 水底淤泥脱水干化装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水底淤泥脱水干化装置与方法，包括由管路与输送泵串联连接的过滤筛、压滤机、净化塔与离心机，其中所述压滤机、净化塔与离心机的输入管路设置有絮凝剂添加机，离心机的排水口连接至所述净化塔的输入口。本发明合理选择多种水处理设备，利用各种设备的优势构建整套装置，避免了单一设备处理效率低的缺陷，可以高效的进行水底淤泥脱水干化处理。本发明具有占地面积小、能耗低、连续作业无堵塞，出泥量大等特点，可移动性好，可以方便的设置于淤泥处理现场；不仅减少了淤泥堆场自然干化所需的时间，提高了淤泥处理的效率，同时清淤成本也大大降低，满足规模化、批量化、工程化处理淤泥的需要。

Description

水底淤泥脱水干化装置及方法

技术领域

本发明涉及环保设备领域，尤其是水底淤泥脱水干化装置及方法。

背景技术

近年来湖泊水质污染，底泥沉积物中的污染物质累积严重，氮、磷、有机质等含量相对较高，从而为蓝藻和湖泛的爆发提供了必要的营养元素，所以对湖泊底泥的清除尤为重要。湖泊底泥含水量大，采用淤泥干化技术可以大大减轻后续处理的运输压力，提高清淤效率，降低清淤成本。目前国内外的淤泥干化技术主要采用化学固化法或脱水干化法。化学固化法的处理对象主要是含水率高、具有流动性的淤泥，需要加入大量的固化剂及加重剂，实际使用时难度较大，成本较高。脱水干化法主要是利用机械脱水来实现固液分离，目前常采用单一的固液分离设备，例如真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机或卧式离心机来进行固液分离；这些设备需要对污水进行预处理，而且出水通常也不能直接排放，无法用于大规模、批量化的淤泥处理工程，处理效果很不理想。

发明内容

本申请人针对上述现有水底淤泥干化采用的机械脱水设备形式单一，出水不能直接排放，无法规模化、批量化生产的缺点，提供一种水底淤泥脱水干化装置及方法，工艺合理，耗能低，可以规模化、批量化进行淤泥干化处理。

本发明所采用的技术方案如下：

一种水底淤泥脱水干化装置，包括由管路与输送泵串联连接的过滤筛、压滤机、净化塔与离心机，其中所述压滤机、净化塔与离心机的输入管路设置有絮凝剂添加机，离心机的排水口连接至所述净化塔的输入口。其进一步特征在于：

所述过滤筛为振动筛或滚动筛；

所述压滤机为板框压滤机或带式压滤机。

采用上述装置进行的水底淤泥脱水干化方法，对污水进行四级处理：

第一级，采用过滤筛对含泥污水进行预处理；

第二级，采用压滤机进行污泥脱水；

第三级，采用净化塔对压滤机出水进行二次处理；

第四级，采用离心机对净化塔浓缩污泥进行脱水，离心机出水回流至上级净化塔进行再处理。其进一步特征在于：

在所述的第二级、第三级、第四级的进水中添加有絮凝剂；

所述絮凝剂为聚合氯化铝与聚丙烯酰胺；

在第二级的进水中聚合氯化铝添加浓度为100～150ppm；聚丙烯酰胺添加浓度为6～8ppm；

在第三级的进水中聚合氯化铝添加浓度为20～50ppm；聚丙烯酰胺添加浓度为1～3ppm；

在第四级的进水中聚合氯化铝添加浓度为200ppm；聚丙烯酰胺添加浓度为5～10ppm。

本发明合理选择多种水处理设备，利用各种设备的优势构建整套装置，避免了单一设备处理效率低的缺陷，可以高效的进行水底淤泥脱水干化处理。本发明具有占地面积小、能耗低、连续作业无堵塞，出泥量大等特点，可移动性好，可以方便的设置于淤泥处理现场；不仅减少了淤泥堆场自然干化所需的时间，提高了淤泥处理的效率，同时清淤成本也大大降低，满足规模化、批量化、工程化处理淤泥的需要。在实际作业时，泥饼输出量大，净化塔出水完全达到排放指标(GB18918-2002)中的一级标准。

附图说明

图1为本发明的水底淤泥脱水干化装置连接示意图；

图2为图1中振动筛的主视图；

图3为图1中带式压滤机的主视图；

图4为图1中净化塔的主视图；

图5为图1中离心机的主视图；

图6为本发明的水底淤泥脱水干化方法详细流程图。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明所述的水底淤泥脱水干化装置包括由管路与输送泵串联连接的振动筛100、压滤机200、净化塔300与离心机400，其中所述压滤机200、净化塔300与离心机400的输入管路设置有絮凝剂添加机，离心机400的排水口407连接至所述净化塔300的入口。参照图6，本发明所述的水底淤泥脱水干化方法主要分为四级进行淤泥处理。

第一级：含泥污水预处理。选用振动筛100作为含泥污水的预处理设备。在河湖的清淤、疏浚工程中，底泥中的固体垃圾和杂质较多，必须要经过预处理才能进行后续的污泥脱水。振动筛的工作原理在于两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛网做纵向运动，使其上的物料受激振力而周期性向前抛出的一个过程，从而完成物料的筛分。如图1、图2所示，机架104的顶部设置有倾斜的筛网103，筛网103在振动泵102的作用下上下振动，缓冲水箱101流出的含有固体垃圾和杂质的污水，其液体通过筛网103的筛孔过滤并从出水口105流出，而大颗粒的固体垃圾或杂质不能通过筛孔，而沿着斜面向下运动，最终落入侧面设置的振动筛污泥收集箱601。

当然，采用滚动筛等过滤筛也可以完成本预处理步骤，用于初步分离泥水中的大固体杂质；但是振动筛由振动泵提供反向激振力，其筛网的网孔在预处理过程中不易造成堵塞，节省了反冲洗的时间，提高了处理效率。

第二级：污泥脱水。本发明选用带式压滤机200作为污泥脱水设备，带式压滤机的工作原理是将压力施加在滤带上，污泥在两条滤带上受到挤压，因滤布的压力或张力而使污泥脱水。如图3所示，带式压滤机200主要由上下排列的上回转滤带205与下回转滤带213组成，上回转滤带205在上回转轮208的驱动下逆时针转动，而下回转滤带213在下回转轮214的驱动下顺时针转动；上下回转滤带之间的相邻面在滤带内侧相对设置有滚压轴212；滤带上方设置有冲洗水口207，用于冲洗滤带；在滤带下方设置有T型泄水槽206；在滤带回转端部设置有上刮刀209与下刮刀210，分别用来刮除附着在滤带上的残余杂质。如图1所示，振动筛出水502与旁路汇入的絮凝剂添加机201的絮凝剂503合并进入浓缩反应罐202，在反应罐中发生絮凝反应，反应罐出水504流入带式压滤机200的缓冲水槽204，并卸料在带式压滤机200的上回转滤带205上，先在重力的作用下，滤液经过滤带脱水经T型泄水槽206滤出，实现了初步固液分离，而留在上回转滤带205上的浓缩后的污泥203则被带入上下回转滤带之间的相邻面，在滚压轴212的滚压压榨下进行脱水，滤液211流至下方的泄水槽排出，而压榨脱水后的污泥形成压滤机泥饼602。

当然，也可以采用板框压滤机来完成本步骤，达到淤泥脱水的目的；但是带式压滤机相比于其他同类产品而言，适用性更广、机械性能优异、耐久性强、耗能低、噪音小、污泥产量高，可连续生产，是一种理想的工程化污泥脱水设备。

第三级：出水二次处理。带式压滤机200的压滤机出水505不能直接排放，本发明增设净化塔300作为尾水的二次处理设备。如图4所示，本发明将压滤机出水505通过旁通加药管路加入絮凝剂添加机301按一定比例预先配制好的絮凝剂506，然后输入至反应罐302进行充分混合，并通过反应罐顶部的出水管道507进入净化塔300的入口。在设备初始调试时，通过观察设置于不同高度的管道305导出的水质样品，来获知分离塔内的反应情况，从而可以调节加药量；在设备调试结束连续运行一段时间后，净化塔出水508从塔顶的出水口303排出，此时出水水质较好，符合直接排放的标准，可以直排至湖泊；在塔底经沉降的淤泥水通过底部出泥口304排出。净化塔出水508的一部分可以作为回用水509，通过回用管路可以输送至各个设备作为清洗用水，提高了内循环水的利用效率。

净化塔相当于一个可移动的沉淀池，利用絮凝沉淀、重力分离的原理工作。相比于沉淀池，污泥分离塔不但能达到沉淀池的效果，而且还具有占地面积小，节省土地资源；节省投资，不需要建池子及配备专用的刮泥设备；灵活性高，不限于固定点使用等优点。

第四级：浓缩污泥脱水。本发明采用离心机400对净化塔的浓缩泥浆进行脱水处理，可以避免浓缩泥浆回流至上一节设备处理对絮凝效果产生影响。如图5所示，离心机400在机架上设置有同旋转中心轴、同旋转方向的转筒406与螺旋输送器，螺旋输送器由空心主轴403与固定于主轴403外圆周面的叶片405组成，其在端部设置的驱动轮402驱动下低速旋转，而同时转筒406高速旋转。如图1所示，净化塔浓缩泥水510汇合了旁路输入絮凝剂添加机401按一定比例预先配制好的絮凝剂511，进入离心机400的空心主轴403内腔，通过图5所示的主轴上分布的若干分配孔404甩出至主轴403与转筒406之间的空间，由于螺旋输送器与转筒406同向旋转，但转速不同，比重较大的脱水泥饼603被甩至转筒406的内侧壁，并在叶片405的推送下至螺旋输送器末端，通过排泥口408排出，而比重较小的分离液则从另一端的排水口407排出。分离机出水512回流输送至净化塔设备的入口，重新进入净化塔进行处理，防止分离机出水512直接排放污染环境。

本发明使用的水处理絮凝药剂主要成分为PAC(聚合氯化铝)、PAM(聚丙烯酰胺)。PAC为无机混凝剂，当投加到某一临界值时，其水解产物迅速沉淀析出，水中的胶粒和细小悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附网捕，变成细小的絮体；PAM为有机高分子絮凝剂，其为水溶性长链化合物，在水解时电离出大量可离解的基团，通过电性中和、架桥吸附作用网捕细小的絮体从而起到絮凝的效果。带式压滤机、净化塔和离心机所添加的药剂量见表1。

表1药剂成分与含量

	PAC加药量(ppm)	PAM加药量(ppm)
			带式压滤机	100-150	6-8
净化塔	20-50	1-3
			离心机	200	5-10

本发明采用净化塔利用絮凝沉淀重力分离的原理对带式压滤机、离心机的出水进行净化处理，在高效絮凝剂的作用下快速絮凝沉降，这种处理方式可以有效去除污水中的多种杂质成分，出水完全达标排放(GB18918-2002一级A)，解决了其出水不能直接排放的问题，进出水水质对照表见表2，抽取部分出水作为回用水清洗设备，节省了水资源。

表2进出水水质对照表

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改，例如采用生物絮凝剂等其他絮凝剂。或者以工程化运作作为目的的前提下，增设污泥处理设备以提高其生产能力；在各级水处理单元之间增设调节池，控制水质、水量以此满足不同设备的最佳处理浓度及处理量，达到最佳运行效果的目的。

Claims (9)

1.一种水底淤泥脱水干化装置，其特征在于：包括由管路与输送泵串联连接的过滤筛、压滤机、净化塔与离心机，其中所述压滤机、净化塔与离心机的输入管路设置有絮凝剂添加机，所述压滤机出水通过絮凝剂混凝后进入净化塔，净化塔的浓缩泥浆通过絮凝剂混凝后进入离心机，离心机的排水口连接至所述净化塔的输入口。

2.按照权利要求1所述的水底淤泥脱水干化装置，其特征在于：所述过滤筛为振动筛或滚动筛。

3.按照权利要求1所述的水底淤泥脱水干化装置，其特征在于：所述压滤机为板框压滤机或带式压滤机。

4.采用权利要求1所述的装置进行的水底淤泥脱水干化方法，其特征在于，对污水进行四级处理：

第一级，采用过滤筛对含泥污水进行预处理；

第二级，采用压滤机进行污泥脱水；

第三级，采用净化塔对压滤机出水进行二次处理；

第四级，采用离心机对净化塔浓缩污泥进行脱水，离心机出水回流至上级净化塔进行再处理。

5.按照权利要求4所述的水底淤泥脱水干化方法，其特征在于：在所述第二级、第三级、第四级的进水中添加有絮凝剂。

6.按照权利要求5所述的水底淤泥脱水干化方法，其特征在于：所述絮凝剂为聚合氯化铝与聚丙烯酰胺。

7.按照权利要求6所述的水底淤泥脱水干化方法，其特征在于：在第二级的进水中聚合氯化铝添加浓度为100～150ppm；聚丙烯酰胺添加浓度为6～8ppm。

8.按照权利要求6所述的水底淤泥脱水干化方法，其特征在于：在第三级的进水中聚合氯化铝添加浓度为20～50ppm；聚丙烯酰胺添加浓度为1～3ppm。

9.按照权利要求6所述的水底淤泥脱水干化方法，其特征在于：在第四级的进水中聚合氯化铝添加浓度为200ppm；聚丙烯酰胺添加浓度为5～10ppm。