一种高压带式连续污泥深度脱水一体化系统及其工艺方法与流程

本发明涉及污泥处理，尤其涉及一种高压带式连续污泥深度脱水一体化系统及其工艺方法。

背景技术：

1、在当下高速发展的时代，社会不断发展壮大，城市人口更加密集，从而导致环境问题愈发突出，城镇废水产生量逐年增高。目前市场上对污泥脱水工艺主要分为污泥浓缩、絮凝调理、污泥脱水、污泥稳定化、污泥最终处置五个步骤。污泥浓缩即为将含水率99％以上的高含水率污泥在浓缩池中浓缩处理，提高污泥浓度，降低后端污泥处理系统运行负荷。污泥浓缩至含水率98％左右后进行加药絮凝调理，使污水中胶体和悬浮颗粒脱稳架桥，相互聚集在一起形成较大絮体，达到泥水分离快速沉降的目的。污泥脱水技术主要常见于机械脱水和能源干化，即通过物理压榨或加热烘干去除污泥内部水分，进一步降低污泥含水率，减小污泥体积。最后通过最终处置使污泥稳定化，主要分为堆肥处理、焚烧处理、卫生填埋等方法。

2、中国专利cn202222083742.8公开了一种压滤脱水机构，该机构包含进泥螺旋和污泥脱水箱体组成，污泥通过进泥螺旋输送至脱水箱体内部，污泥通过上下两条滤带压榨过滤脱水，出泥通过刮泥板刮落，落入倾斜出料槽。滤带下方设置过滤网，压滤液通过过滤网二次过滤，提高了污泥回收率。该专利描述脱水箱内部滤带呈两个倒三角排布，污泥落到下滤带上后直线输送到出泥段，输送过程由上滤带平行于下滤带向下压榨污泥，污泥脱水结构简单，污泥受到压力小且不可调整，该机构没有冲洗装置，压榨后的滤带孔隙较脏不利于下一轮脱水过程，会导致出泥含水率不稳定。

3、中国专利cn202223418400.3公开了一种一种污泥处理脱水装置，该装置包括机箱体和进料斗，进料斗设置l型挡板，防止设备运行过程有异物进入箱体，箱体内设置支撑座、转轴和转筒，转轴和转筒旋转时使污泥离心脱水，脱水后的滤液通过导流板流出，需要排出污泥时，盖板通过气缸控制向外打开，另一侧活动板推动卸料环将污泥推到卸料口。该设备能够将脱水筒内壁上附着的污泥进行卸料操作，同时也能够防止污泥堆积阻塞通孔，为后续的污泥脱水操作提供便利，但是该设备卸料不连续，污泥处理无法连续运行，脱水步骤较为繁琐，不适合对大泥量工程使用，应用范围有限。且该离心机运行过程噪声大、药剂消耗量高，经济、环境效益无法达到预期效果。

4、中国专利cn202111116445.2公开了一种带式污泥脱水装置，该装置包括安装座、脱水组件以及接水箱。其中脱水组件由支架、限位带辊、振动抽气系统、压辊组成，四根限位带辊呈矩形排布将滤带撑起，振动抽气系统通过负压对滤带上表面污泥抽滤，抽气泵运行时振动通过传动杆带动压辊振动不断压榨污泥，对污泥进行脱水，在出泥端通过刮泥辊转动将污泥从滤带上刮落。该装置利用抽气泵振动的特性不断带动压辊振动挤压污泥，联合负压抽滤效果，有效实现对污泥脱水。但是该装置运行过程中压辊长期振动对设备零部件损坏较快，且会有较大噪声。冲洗系统直接引用抽滤液，冲洗水量小，对滤带冲洗效果不佳。在出泥端采用刮泥辊的方式对粘度较高的污泥应用效果较差，无法对其刮落。

5、以上专利分别提供了不同的脱水方式，从脱水辊筒布局、离心脱水结构、辊筒振动脱水等不同方面提高设备的脱水性能，可以对污泥间隙水实现有效去除，但是对污泥处理量有很大限制，且不能保证稳定的出泥效果。

6、故目前亟需一种可以连续深度脱水、能够大产量处理污泥且出泥稳定的污泥脱水设备。

技术实现思路

1、本发明公开了一种高压带式连续污泥深度脱水一体化系统及其工艺方法，解决了上述背景技术中脱水系统存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种高压带式连续污泥深度脱水一体化系统，包括进泥系统、高压带式连续污泥深度脱水一体机、第一加药系统、第二加药系统、粉剂加药系统、冲洗系统及空压机。

4、所述进泥系统后端连通设有所述高压带式连续污泥深度脱水一体机，所述高压带式连续污泥深度脱水一体机主体分别与所述第一加药系统、第二加药系统、粉剂加药系统、冲洗系统及空压机连接；

5、所述高压带式连续污泥深度脱水一体机沿污泥处理方向依次连通设置有第一调理单元、重力浓缩装置、一段脱水带机、收料螺旋、第二调理单元及二段脱水带机，所述第一调理单元与所述进泥系统连接，所述重力浓缩装置设置于所述一段脱水带机上部；所述二段脱水带机脱水滤带拉力大于所述一段脱水带机脱水滤带拉力；

6、所述第一调理单元与所述第一加药系统连通，所述第一加药系统向所述第一调理单元加入絮凝剂；

7、所述收料螺旋与所述第二加药系统连通，所述第二加药系统向所述收料螺旋加入调理剂；

8、所述粉剂加药系统与所述第二调理单元连通，所述粉剂加药系统向所述第二调理单元定量添加石灰、煤灰粉、炭粉、秸秆粉中的任一种或几种混合物；

9、所述冲洗系统与所述高压带式连续污泥深度脱水一体机连通，所述冲洗系统向所述高压带式连续污泥深度脱水一体机提供高压清水可对所述高压带式连续污泥深度脱水一体机内部进行冲洗；

10、所述空压机与所述高压带式连续污泥深度脱水一体机连通，所述空压机为所述高压带式连续污泥深度脱水一体机提供动力气源。

11、该系统将含水率95～99％的污泥依次经过加长浓缩重力脱水区、一段脱水带机低压挤压脱水区、二段脱水带机高压脱水区及超高压压榨区，通过加长重力浓缩、挤压脱水、药剂调理、孔隙再造、深度压榨至含水率50-70％。

12、作为本发明进一步的方案：所述进泥系统包括进泥螺杆泵及电磁流量计，所述进泥螺杆泵设置于所述电磁流量计前端，所述电磁流量计后端连接所述第一调理单元。

13、作为本发明进一步的方案：所述第一加药系统包括药剂制备装置和药剂投加泵，所述药剂制备装置内部制备有絮凝剂，所述药剂投加泵进料端与所述药剂制备装置连接，所述药剂投加泵出料端与所述第一调理单元连通。

14、作为本发明进一步的方案：所述第二加药系统包括调理剂溶解装置和调理剂投加泵，所述调理剂溶解装置内部溶解有调理剂，所述调理剂投加泵进料端与所述调理剂溶解装置连接，所述调理剂投加泵出料端与所述收料螺旋连通。

15、作为本发明进一步的方案：所述调理剂为铁盐、铝盐混合物，其中各成分比例为氯化铁：氯化铝：硫酸铁：三氯化铁＝4：2：1：1，调理剂和水溶解比例为1：3。

16、作为本发明进一步的方案：所述冲洗系统包括冲洗水箱、冲洗水泵及精密过滤器，所述精密过滤器设置于所述冲洗水箱进水口前端，所述冲洗水泵进水端连接所述冲洗水箱，所述冲洗水泵出水端连接所述高压带式连续污泥深度脱水一体机。

17、作为本发明进一步的方案：所述粉剂加药系统包括粉剂料仓，所述粉剂料仓连接有定量机，所述粉剂料仓通过螺旋输送机与所述第二调理单元连通。

18、作为本发明进一步的方案：所述第一调理单元包括调理罐，所述调理罐顶部设有搅拌装置，所述调理罐内部设有竖型折板，所述搅拌装置可带动所述竖型折板旋转搅拌，所述调理罐在一侧底端设有第一进泥口，所述第一进泥口与所述进泥系统连接，所述第一进泥口处设有第一加药口，所述第一加药口与所述第一加药系统连接，所述调理罐另一侧顶部设有第一出泥口，所述第一出泥口与所述重力浓缩装置连接。

19、作为本发明进一步的方案：：所述竖型折板长度与所述调理罐高度相等。

20、作为本发明进一步的方案：所述重力浓缩装置包括第二进泥口，所述第二进泥口与所述第一调理单元连接，所述重力浓缩装置主体上部固定设有多根圆钢导轨，每根所述圆钢导轨上可调节设有多个第一泥耙，所述第一泥耙前后交错设置，所述第二进泥口对向侧设有出泥辊，所述出泥辊与电机动力连接带动过滤带循环运动，所述出泥辊表面贴合连接设有第一刮泥板。

21、作为本发明进一步的方案：所述一段脱水带机为z型，所述一段脱水带机包括第一预压辊、第二预压辊、第一主压辊、第一主动辊、第一纠偏辊、第一过渡辊、第一张紧辊，所述第一主动辊与电机连接带动滤带在各辊轮之间循环运动实现挤压脱水，所述一段脱水带机在进料端设有多个第二泥耙，所述一段脱水带机底部设有第一接水盘，所述一段脱水带机内底部设有冲洗水口与所述冲洗系统连接，所述一段脱水带机内顶部设有冲洗水盒，所述第一主动轮外设置有第二刮泥板进行污泥清理。

22、作为本发明进一步的方案：所述第一主压辊包括多个竖直s型布置的滚动辊，所述第一预压辊、第二预压辊及所述第一主压辊直径依次变小，所述第一预压辊直径为560-800mm，第二预压辊直径为325-450mm，第一主压辊内部多个滚动辊直径为200-220mm。

23、作为本发明进一步的方案：所述收料螺旋与所述一段脱水带机连接，所述收料螺旋设有加药管，所述加药管与所述第二加药系统连接，所述加药管上等距设有多个螺旋加药口，所述收料螺旋下部设有螺旋出料口与所述第二调理单元连接，所述螺旋出料口布置于所述第二调理单元顶部。

24、作为本发明进一步的方案：所述螺旋加药口之间距离为200mm。

25、作为本发明进一步的方案：所述第二调理单元一侧顶部设有第二进料口，所述第二调理单元另一侧底部设有第二出料口，所述第二调理单元顶部盖板处设有粉剂加药口，所述粉剂加药口与所述粉剂加药系统连接，所述第二调理单元内部为双螺旋轴结构对污泥和粉剂进行均匀混合。

26、作为本发明进一步的方案：所述二段脱水带机包括布料装置、第三预压辊、第四预压辊、第二主压辊、第二主动辊、第二张紧辊及第二纠偏辊，所述布料装置设置于所述第二调理单元下部，所述布料装置设置于二段脱水带机内部滤带上方并将污泥均匀分布于滤带上，所述布料装置内部含有螺旋叶片及环形叶片，螺旋叶片设置于环形叶片前端，所述第二主动辊与电机连接带动滤带循环转动进行挤压脱水，所述第二主压辊包括多个水平s型布置的滚动辊，所述第三预压辊、第四预压辊及所述第二主压辊直径依次变小，所述第三预压辊直径为325-450mm，第四预压辊直径为215-267mm，第二主压辊内部多个滚动辊直径为133-200mm，所述二段脱水带机内底部设有第二接水盘，所述二段脱水带机内顶部设有冲洗水盒，所述第二主动辊外部设有第三刮泥板对滤带进行污泥清理。

27、作为本发明进一步的方案：所述布料装置距离下部滤带距离为20mm，所述布料装置将污泥堆积在滤带上的厚度为10mm。

28、一种高压带式连续污泥深度脱水一体化系统的工艺方法，包括如下步骤：

29、s1、将含水率95-99％的污泥通过进泥系统输送至第一调理单元，第一加药系统将絮凝剂通过第一加药口和污泥一同进入调理罐中，开启搅拌装置，将污泥和絮凝剂充分混合絮凝，形成絮体结构；

30、s2、絮凝好的污泥流入到重力浓缩装置上，电机带动辊筒转动，滤带向前运行，位置可调的第一泥耙将污泥分流均匀平摊在滤带上，运动过程中污泥通过自身重力进行泥水分离，水透过滤带流出，污泥在出泥端通过第一刮泥板刮落；

31、s3、污泥落在一段脱水带机上，经过第二泥耙均匀布料在滤带上，一段脱水带机通过第一预压辊、第二预压辊及所述第一主压辊直径依次变小对污泥进行压力逐渐增大压榨脱水，逐步脱出污泥中的自由水，污泥出泥含水率在80±2％，通过调整张紧气缸压力改变滤带拉力，一段脱水带机滤带拉力为5-15kn/m，被滤带挤压出的水分由塔式接水盘收集最终在第一接水盘汇集排出，压榨后出泥通过第二刮泥板刮落，压完泥的滤带经过冲洗系统进行冲刷干净；

32、s4、通过一段脱水带机刮落的污泥落入收料螺旋，第二加药系统将调理剂通过内壁上固定的加药管和污泥混合，对污泥调理改性及空隙再造，最终从螺旋出料口落出；

33、s5、混合调理剂的污泥落入第二调理单元，在螺旋桨叶的搅拌下继续混合充分、反应，粉剂加药系统通过粉剂加药口加入定量粉剂，使污泥破壁处理，释放污泥结合水，提高污泥的耐压性，调理剂与污泥的游离态水分和破胶释放的水分进行水解和水化反应，产生大量胶凝物质和链状结晶物质，使污泥整体形成一个密实又略有孔隙的微观颗粒结构，增加了污泥的孔隙率，提高污泥的不可压缩性；

34、s6、调理后的污泥从第二调理单元进入二段脱水带机，污泥通过布料装置均匀平铺在滤带上，随着滤带行走进行压榨脱水，通过调整张紧气缸压力改变滤带拉力，第三预压辊、第四预压辊及第二主压辊直径依次变小对污泥进行压力逐渐增大压榨脱水，二段脱水带机滤带拉力为12-50kn/m，污泥在s型布置的滚动辊系统中，受到垂直于滚动辊正向压力和与滚动辊相切的切向应力，污泥在上下滤带中不断受压和受剪，即污泥在不断被压滤和被重新塑形过程中，水分被快速排出，出泥含水率为50-70％，压榨过程污泥中水分进一步被压榨出来，由塔式接水盘收集，最终在第二接水盘汇集排出，压榨后污泥通过第三刮泥板刮落并排出。

35、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

36、1、本发明提供的一种高压带式连续污泥深度脱水一体化系统，包括进泥系统、高压带式连续污泥深度脱水一体机、第一加药系统、第二加药系统、粉剂加药系统、冲洗系统及空压机，其中，高压带式连续污泥深度脱水一体机沿污泥处理方向依次连通设置有第一调理单元、重力浓缩装置、一段脱水带机、收料螺旋、第二调理单元及二段脱水带机，该一体化系统一体化设计，集中程度高，整体占地面积小，适用于污泥提标改造项目和新建项目，可以连续脱水、能够大产量处理污泥且出泥稳定，该一体化系统可直接将含水率95-99％的液态污泥一步降低到含水率50～70％，污泥减量显著，设备处理量大。

37、2、本发明提供的一种污泥连续深度脱水一体化系统及其工艺方法，设备一体化设计，对外接口少，方便与外接设备对接；设备可以连续运行，智能物联网系统，实现远程监督，劳动强度低；设备能耗低，核心设备单机总装机功率仅为15kw；可灵活对接后端处置工艺，后端可选用干化焚烧、好氧堆肥、土地填埋等方式处理。

38、3、进泥系统包括电磁流量计可对进泥流量进行实时监测，通过流量数据可智能实时调节系统内各电机频率及滤带行走速度，可实现系统最佳运行状态，提高了系统污泥处理效率。

39、4、一段脱水带机包括低压挤压脱水区，第一主压辊包括多个竖直s型布置的滚动辊，第一预压辊直径为560-800mm，第二预压辊直径为325-450mm，第一主压辊直径为200-220mm，从第一预压辊到第二预压辊，再到第一主压辊污泥受到的压力逐步增加，逐步脱出污泥中自由水，提高了脱水效率；二段脱水带机包括高压脱水区及超高压压榨区，第三预压辊直径为325-450mm，第四预压辊直径为215-267mm，第二主压辊内部多个滚动辊直径为133-200mm，第三预压辊、第四预压辊及第二主压辊直径依次变小压力逐渐增大，逐级高压脱水；通过加长重力浓缩、挤压脱水、药剂调理、孔隙再造、深度压榨至含水率50～70％。

40、5、采用模块化分区污泥一体脱水设计：浓缩→预压→调理→高压→冲洗→张紧，脱水效率高。

41、6、一段脱水带机滤带拉力为5-15kn/m，二段脱水带机滤带拉力为12-50kn/m，通过两段脱水带机的逐渐加压压榨，逐步高效脱水，脱水一体化系统具有高效的脱水效率。