专利名称：一种节能污泥预处理设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污泥处理设备，尤其是涉及一种节能污泥预处理设备。
背景技术：
城镇自来水厂、给水厂和污水处理厂及其管网系统，在对原水或污水进行处理时， 会产生大量沉渣，这种沉渣称为污泥。污泥中有机物含量高，容易腐化发臭。污泥颗粒较细， 成发泡状，因而密度较小，含水率高，且水分不易去除。污泥中还含有氮、磷、钾等植物营养 素，可以作为肥料。干燥的污泥具有较高热值，可以燃烧。由于城市污水中混有医院排水和 某些工业废水，污泥中常常含有大量的寄生虫卵、大肠杆菌、细菌等微生物和重金属等有害 有毒物质。一般情况下，1万m3城市污水可产生15-25吨沉淀物(絮凝物)，即含水97-99. 5% 的污泥，经现有的处理方法即浓缩、消化、机械过滤等方法处理后，变成8-10吨湿污泥(湿 基含水率约80%)。该污泥含有有机物、无机化合物、微生物、细菌、重金属等各种有害物质， 具有一定的流动性，并有强烈臭味。城镇污泥处理设施是城市重要的市政基础设施，是城镇公共环境卫生体系的重要 组成部分，关系到一个城镇的卫生文明程度和广大人民群众的切身利益。近十几年来，我国 用于污泥处理设施的投资逐年增加，但污泥减量与无害化处理率仍然很低，污泥减量与无 害化处理设施的缺乏已成为污染环境、制约发展的社会问题。如何遵循可持续发展的原则， 通过安全卫生、技术可靠、经济适用的处理技术，实现城镇污泥减量化、资源化、无害化，是 政府履行公共职能的一项重要任务。污泥问题，国家一直非常关注，从政策层面制定了一系列的支持和鼓励性文件，例 如《关于印发推进城市污水、垃圾处理产业化发展意见的通知》(计投资[2002] 1591号)， 《2009年国家先进污染防治示范技术名录》以及《2009国家鼓励发展的环境保护技术目 录》(环发[2009]146号)中明确把“污泥处理技术”列为第一类序列，作为重中之重。2010 年2月国家环保部《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行)》 (HJ-BAT-002),《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》(建城[2009]23号， 2009-02-18实施)，全面落实科学发展观，进一步树立环境优先理念，坚持“谁污染、谁治 理，谁开发、谁保护，谁使用、谁付费”原则，从法规与操作层面上把污泥处理问题紧迫地摆 上了日程。目前，我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约1500多座(包括在建)，设计 处理能力达到1050X 104 m3/d，其中二级生化处理能力约750X 104m3/d，全国城市污水二 级处理率达到99TlO%。国内目前建设二级污水处理厂的投资水平按单位处理水量计约为 120(Γ1600元/m3，相应的配套排水管网投资约为40(Γ700元/m3，污水厂单位水量处理成本 0. 55、. 80元/m3，单位水量运营费0. 35、. 55元/m3，焚烧It含水80%的污泥需要445L燃 料油。2009年有1300多座污水处理厂稳定运行，全国新增城市污水日处理能力1330万t。全国废水排放总量为589. 2亿t，比上年增加3. 0% ；化学需氧量排放量为1277. 8万t， 比上年下降3. 3% ；氨氮排放量为122. 6万t，比上年下降3. 5%。如按1万t污废水平均产 生8t污泥计算，589. 2亿t相当于可产生4713. 6万t污泥。根据2009年环保部门的测算， 全国2010年产生含水率80%的污泥约3800万t左右，并且以15 20%的速度逐年递增。传统的污泥处理方法，一般是采用浓缩、消化与化学调理、干化、焚烧，再进行污泥 的综合利用，如生产堆肥、复合肥，建筑材料应用、填埋；或将污泥投海，或能源回收利用(如 用污泥生产沼气、通过焚烧回收热量发电、低温热解)等，但从转运、加工到最终处置，均存 在不同程度的二次污染问题。在实际操作运行中，主要是直接卫生填埋，很难杀菌、难以脱除重金属、无法清除 强烈臭气，也很难再降低其含水率。填埋要占用大量土地，耗费巨大的转运费和填埋费，并 造成严重的二次污染。
实用新型内容本实用新型目的是克服现有污泥处理设施存在的上述缺陷，提供一种效率高，能 耗低的污泥预处理设备，使用本设备对污泥进行预处理，可以实现对污泥进行初步杀菌、释 放细胞水、除臭、除重金属的目的，并增加污泥的流动性，便于进行下一步处理。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的其包括反应罐、反应药剂箱、自动 控制台、净水池，反应罐安装有搅拌器，所述反应药剂箱、净水池通过管道与反应罐连通，各 反应药剂箱和净水池的安装位置高于反应罐的安装位置；反应罐的上部进水管道上设有电 动阀门；反应罐的側壁中部热水出口管道上设有电动阀门，且彼此通过管道连接；反应罐 的顶部污泥进口管道上安装有电动阀门；反应药剂箱和净水池的出口管道上分别设有电动 阀门；反应罐底部的污泥出口管道上设有电动阀门；各电动阀门的控制线与自动控制台相 连接。反应罐的数量根据待处理污泥量的多少确定，一般为2、个(优选3个)。药剂箱的数量根据污泥的成分确定，一般为2、个(优选3个)。当设有多个反应罐时，各反应罐以相等间隔距离等高安装，所述反应罐宜为同等 大小，上部宜为斜切圆柱形，下部宜为圆椎体。各反应罐体尺寸大小宜根据待处理污泥量的多少确定。各反应罐体及连接各反应罐的管道宜设置保温层，以防热量散失。工作原理由污泥输送装置(如螺旋输送机等)将污泥输送至反应罐内，加水和药 剂搅拌一段时间，并经一定时间沉淀后，在反应罐内形成下部污泥沉淀层和上部清水层。在 搅拌至沉淀过程中，药剂与污泥发生化学反应，同时产生大量的热量，使得温度升高。经过充分的化学反应后，发泡状的污泥变成了流动性好的极稀泥状，同时去除了 部分有害细菌及其它有害物质、去除了大部分臭味。反应罐中经沉淀后上部清水中还含有未充分反应的部分药剂，如果这些水直接排 放，则会造成一定的环境污染，并且浪费药剂和热能。由于一级反应在适当高的温度条件下(通常在80°C左右为好)反应速度较快，因此 ，将一级反应设备做成三个反应罐组合结构，反应罐的罐体及管道均进行保温包扎处理，三 个反应罐轮流作业，通过自动控制的手段，将反应罐内经沉淀后的高温并含部分药剂的清水放入后续的反应罐内循环使用，不对外排放，既有利于节能，又有利于保护环境。同时，由于反应罐内反应过程中产生热量，一部分水蒸发，在反应罐的顶部冷凝成 水，将反应罐的罐体顶部做成斜坡结构，便于水珠汇流下来。经本实用新型预处理的含水率约80%的污泥，在药剂的作用下，微生物和病菌的 生存环境和条件被破坏，部分微生物和病菌同步被杀死，被杀死的微生物和病菌释放出其 细胞水和间隙水，而该污泥的质量并没有被改变，但减少了污泥的体积，相对地说，水量增 加了，达到了增加其流动性的目的。本设备可以对污泥进行预处理，达到初步杀菌、释放细胞水、除臭、反应重金属的 目的，为下一道工序的进一步处理提供了条件；能耗低。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图(主视图)；图2为图1所示实施例的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。参照图1及图2，本实施例包括一号反应罐19、二号反应罐20、三号反应罐21、一 号反应药剂箱11、二号反应药剂箱12、三号反应药剂箱13、自动控制台15、净水池14，一号 反应药剂箱11、二号反应药剂箱12和三号反应药剂箱13三个反应罐以相等间隔距离等高 安装，一号反应药剂箱11、二号反应药剂箱12和三号反应药剂箱13、净水池14通过管道与 一号反应罐19、二号反应罐20和三号反应罐21连通，各反应药剂箱和净水池14的安装位 置高于反应罐的安装位置；一号反应罐19、二号反应罐20和三号反应罐21的侧壁出口分 别设有电动阀门I 1、电动阀门II 2、电动阀门III 3，且彼此通过管道连接；一号反应罐19、 二号反应罐20和三号反应罐21的进口管道上分别安装有电动阀门XIV4、电动阀门XV5、电 动阀门XVI6 ；—号反应药剂箱11、二号反应药剂箱12、三号反应药剂箱13、和净水池14的 出口管道上分别安装有电动阀门XI7、电动阀门XII8、电动阀门XIII9、电动阀门XlO ；一号 反应罐19、二号反应罐20和三号反应罐21的顶部的污泥入口分别设有电动阀门ΥΠ 23、电 动阀门VDI 24和电动阀门IX 25,它们的底部污泥出口分别设有有电动阀门IV 16、电动阀门 V 17、电动阀门VI 18;各电动阀门的控制线(图中用虚线表示的线)与自动控制台15相连 接；一号反应罐19、二号反应罐20、三号反应罐21为同等大小，上部为斜切圆柱形，下 部为倒圆椎体形，一号反应罐19装有搅拌器22，二号反应罐20和三号反应罐21也分别装 有搅拌器。各反应罐体及管道均设置有保温层。工作过程(1)初始状态所有电动阀门都是关闭的，一号反应罐19装有搅拌器22，二号反应 罐20和三号反应罐21均为空罐状态；(2)起步设时间为0，开启一号反应罐19的搅拌器22，开启电动阀门VII23，给一 号反应罐19加污泥，同时开启电动阀门XlO和电动阀门XIV4，给一号反应罐19加水，加好
5水后，关闭电动阀门Xio，然后打开电动阀门XI7、电动阀门XII8、电动阀门XII19给一号反 应罐加药剂，加好药剂后，关闭电动阀门XIV4，污泥加至设定量时，关闭电动阀门VII23，再 搅拌至时间池；(3)此时一号反应罐19停止搅拌，进入沉淀并持续反应阶段；(4)开启二号反应罐20的搅拌器，开启电动阀门VIII24，给二号反应罐20加污 泥，同时开启电动阀门XlO和电动阀门XV5，给二号反应罐20加水，加好水后，关闭电动阀门 XlO，然后打开电动阀门XI7、电动阀门XII8、电动阀门XII19给二号反应罐20加药剂，加好 药剂后关闭电动阀门XI7、电动阀门XII8、电动阀门XII19、电动阀门XIV4 ；污泥加至设定量 时，关闭电动阀门VIII24，再搅拌至时间4h ；(5)此时二号反应罐20停止搅拌，进入沉淀并持续反应阶段；(6)此时，一号反应罐19沉淀完成，反应罐19内下部为污泥，上部为药剂与污泥反 应产生的热水；(7)这时，打开电动阀门Il和电动阀门1113，一号反应罐19中的热水经管道流入 三号反应罐21 ；然后关闭电动阀门11和电动阀门II13 ；开启电动阀门IV16，一号反应罐19 内的污泥经由下方输送装置送往下一工序；(8)在步骤(4)的搅拌时间点4h，同时开启三号反应罐21的搅拌器，开启电动阀门 1X25给三号反应罐21加污泥，同时开启电动阀门X和电动阀门XVI 6，给三号反应罐21加 水，此时加水量减少，减少量为一号反应罐放过来的热水量，加好水后，关闭电动阀门X10， 然后打开电动阀门XI7、电动阀门XII8、电动阀门XIII9给三号反应罐加药剂，药剂量较之 前的适量减少，加好药剂后关闭电动阀门XI7、电动阀门XII8、电动阀门XIII9、电动阀门 XVI16，污泥加至设定量时关闭电动阀门1X25，再搅拌至时间他；(9)此时三号反应罐21停止搅拌，进入沉淀并持续反应阶段；(10)在时间点6h，一号反应罐19内沉淀的污泥已输出完毕，关闭电动阀门IV16 ；(11)在时间点6h，完成上述步骤(10)时，打开电动阀门112和电动阀门II，二号 反应罐20中的热水经管道流入一号反应罐19;然后关闭电动阀门112和电动阀门Il ；开启 电动阀门V17，二号反应罐20内的污泥经由下方输送装置送往下一工序；(12)完成上述步骤(11)时，开启一号反应罐19的搅拌器22，开启电动阀门VII23， 给一号反应罐19加污泥，同时开启电动阀门XlO和电动阀门XIV4，给一号反应罐19加水， 加好水后，关闭电动阀门XlO，然后打开电动阀门XI7、电动阀门XII8、电动阀门XII19给一 号反应罐19加药剂，加好药剂关闭电动阀门XI7、电动阀门XII8、电动阀门XII19、电动阀门 XIV4，污泥加至设定量时关闭电动阀门VII23，再搅拌至时间他；(13)在时间点8h，二号反应罐20内的污泥排放完毕，关闭电动阀门V17。(14)如此往复循环，各个反应罐中沉淀澄清出来的热水都进入下一个反应罐中循 环使用，并且各反应罐轮流向下道工序输送经过预处理的污泥。所述相关步骤的时间节点和跨度，可以根据需要调整。
权利要求1.一种节能污泥预处理设备，其特征在于，包括反应罐、反应药剂箱、自动控制台、净 水池，反应罐安装有搅拌器，所述反应药剂箱、净水池通过管道与反应罐连通，各反应药剂 箱和净水池的安装位置高于反应罐的安装位置；反应罐的上部进水管道上设有电动阀门； 反应罐的側壁中部热水出口管道上设有电动阀门，且彼此通过管道连接；反应罐的顶部污 泥进口管道上安装有电动阀门；反应药剂箱和净水池的出口管道上分别设有电动阀门；反 应罐底部的污泥出口管道上设有电动阀门；各电动阀门的控制线与自动控制台相连接。
2.如权利要求1所述的节能污泥预处理设备，其特征在于，反应罐的数量为2、个。
3.如权利要求2所述的节能污泥预处理设备，其特征在于，反应罐的数量为3个。
4.如权利要求1或2所述的节能污泥预处理设备，其特征在于，药剂箱的数量为2、个。
5.如权利要求4所述的节能污泥预处理设备，其特征在于，药剂箱的数量为3个。
6.如权利要求2或3所述的节能污泥预处理设备，其特征在于，各反应罐以相等间隔距 离等高安装，所述反应罐为同等大小，上部为斜切圆柱形，下部为圆椎体。
7.如权利要求2或3之一所述的节能污泥预处理设备，其特征在于，反应罐体及连接各 反应罐的管道设置有保温层。
专利摘要一种节能污泥预处理设备，其包括反应罐、反应药剂箱、自动控制台、净水池，反应罐安装有搅拌器，所述反应药剂箱、净水池通过管道与反应罐连通，各反应药剂箱和净水池的安装位置高于反应罐的安装位置；反应罐的上部进水管道上设有电动阀门；反应罐的侧壁中部热水出口管道上设有电动阀门，且彼此通过管道连接；反应罐的顶部污泥进口管道上设有电动阀门；反应药剂箱和净水池的出口管道上分别设有电动阀门；反应罐底部的污泥出口管道上也设有电动阀门；各电动阀门的控制线与自动控制台相连接。使用本设备对污泥进行预处理，可达到初步杀菌、释放细胞水、除臭、除重金属的目的，为下一道工序的进一步处理提供了条件。
文档编号C02F11/00GK201842741SQ201020585069
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者周旋辉, 孙欣, 朱桂华, 邱团辉, 钟贤铁 申请人:长沙洁湘环保工程有限公司