汙泥漫擴散脫水固化工藝的製作方法
2023-04-23 22:48:21
專利名稱：汙泥漫擴散脫水固化工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及汙泥處理工藝，具體涉及一種汙泥脫水固化工藝。
背景技術：
汙泥是未處理完的廢水，或者是一種固態廢棄物。隨著工業的發展，以及人們生活 廢水排放量的增加，汙水處理廠的汙泥排放量隨之增加。預計全國每年產生超過3340萬噸 汙泥，這些汙泥的處理和處置將耗費大量的財力和資源。汙泥的排放從本質說也是汙染物 的排放，減少汙泥的排放同樣是減排的重要內容。 汙泥中所含的水有顆粒間的空隙水、毛細水、汙泥顆粒吸附水和顆粒內部水。汙泥 中含水達99%時，屬於牛頓流體，其流動特性與水相似；當其含水為97%以下時，其流動特 性具有半塑性或塑性流體特性。 汙泥中顆粒大多是相互排斥的。首先是由於水合作用，有一層或幾層水吸附於顆 粒表面而阻礙了顆粒相互結合。其次，汙泥顆粒一般都帶負電荷，相互之間表現為排斥，造 成了穩定的分散狀態。 汙泥中微生物的胞外物質富含糖類，當系統的能量水平低時，汙泥脫水性能隨著 糖類含量的增加而得到改善，當微生物系統能量高時，糖類的凝聚作用不看可忽視。汙泥含 有相當量的脂肪和蛋白質，其含量增加時汙泥脫水性能隨之而變差。汙泥中存在絲狀菌且 過度生長時，就會像超膠體顆粒那樣導致汙泥的脫水性能下降。汙泥的泥齡會影響到汙泥 顆粒的大小，從而影響到汙泥的脫水性能。汙泥顆粒越小，顆粒的比表面積越大，意味著更 高的水合程度和更大的脫水阻力。 汙水廠的汙泥中固體含量較少，如天津某汙水廠剩餘汙泥中富含有機碳水化合物 等，固體含量在1.4_2.0%之間，其中碳水化合物約佔23%，蛋白質約佔38%。汙泥的力學 性質(一般用抗剪強度表示)很差，不適於填埋。汙泥的滲透性非常低，很難通過固結或晾 曬降低其含水量來提高強度。城市汙泥如果處理不當進入環境，不僅會造成資源和能源的 浪費，而且會對周圍環境造成一定的危害。 通常把汙泥的穩定和脫水稱作汙泥的處理，將汙泥的堆肥、填埋、幹化和加熱處理 及最終利用稱為汙泥的處置。汙泥焚燒是最徹底的汙泥處置方法。它能使有機物全部碳化， 殺死病原體，可最大限度的減少汙泥體積。焚燒過程能耗高，消耗大量能源，運行成本高。焚 燒可分為兩大類一類是將脫水汙泥直接用焚燒爐焚燒；另一類是將脫水汙泥先幹化後再 焚燒。前者需要消耗能源，後者可獲得有利用價值的熱量。 上述的各種汙泥處理過程中都需要將河道、汙水處理廠等場所的汙泥運送到汙泥 處理廠。汙泥處理廠需要保證汙泥處理過程中，汙泥的異味儘量的不向外界散發，以保證周 圍的環境良好。現在汙泥處理廠在汙泥處理設備的工作過程中已經能夠較好的阻止異味散 發，但是汙泥在各個環節的轉移過程中異味的散發仍然難以阻止。特別在從汙泥運輸車傾 倒到汙泥處理廠的汙泥貯存池內，並從汙泥貯存池內轉移到其他處理設備的過程中，汙泥 產生的異味最為難以阻止。
汙泥處理目的主要有4個一是穩定化，通過處理使汙泥停止降解；二是無害化， 殺滅寄生蟲卵和病原微生物；三是減量化，減少汙泥最終處置的體積，降低汙泥處理及最終 處置費用；四是資源化和最終處置。在處理汙泥的同時實現化害為利、循環利用、保護環境 的目的。汙泥的穩定化、減量化和資源化的處理和處置過程中，脫水是必須經歷的過程，它 成了汙泥處理和處置的關鍵技術。 現在能夠完成上述4個主要汙泥處理目的的處理工藝很少，而且成本高、效果差。 特別是汙泥的脫水環節，是汙泥處理工藝中的難題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種汙泥漫擴散脫水固化工藝，具有密閉性好，能夠有效
阻止，從汙泥運輸車傾倒到汙泥處理廠的汙泥貯存池內，並從汙泥貯存池內轉移到其他處 理設備的過程中，汙泥的異味散發到外界。脫水效果好，脫水後的汙泥可以作為燃料使用。 本發明所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現
汙泥漫擴散脫水固化工藝，其特徵在於，包括
汙泥陳化流程 (1)運輸汙泥到儲存汙泥的儲泥池裡，並在儲泥池上加蓋；
(2)通過傳輸設備將汙泥從儲泥池傳送到攪拌機進行攪拌； (3)根據攪拌機內的汙泥的數量，在攪拌過程中，同時有序添加固化藥劑，由攪拌 機把汙泥和固化藥劑攪勻攪溶；
養生工藝流程 把經過陳化的汙泥運到水泥場地，攤成厚不大於50cm的堆垛，上層汙泥較為乾燥 後，用翻拋機翻拋，使汙泥儘可能多接觸空氣，加快脫水的蒸發；
無害化處置 將經過養生工藝的汙泥作為燃料焚燒。 所述儲泥池加蓋可以防止臭味散發，還可以防止下雨和有人或生畜跌入。如果，汙 泥從儲泥池到攪拌機是靠輸送帶輸送的，輸送帶也要加蓋，可以防止臭味散發和下雨。
所述養生工藝在一設有屋頂的廠房內進行，所述廠房的兩頭建有風井使室內保持 負壓，有利於水分的蒸發和空氣的流通。 所述井內裝有水噴淋除臭裝置，以最大限度地減少對空氣的二次汙染。 所述廠房內鋪設汙水收集和排放的陰溝，收集工藝中產生的汙水，可以將返回汙
水處理廠。 這種養生方式，可以實現全天候養生，不受天氣影B向，並且能避免養生過程產生的 臭氣外洩。廠房的兩頭建有風井使室內保持負壓，有利於水分的蒸發和空氣的流通。井內 裝有水噴淋除臭裝置，以最大限度地減少對空氣的二次汙染。廠房內鋪設汙水收集和排放 的陰溝，收集可能產生的汙水(凡是廠房地面上的水都視為汙水)，臭氣吸收液和汙水全部 納入汙水管道，返回汙水處理廠，或直接做其他處理。 汙泥經養生工藝以後，實現了減量化、穩定化，可以作為燃料使用，比如可以送到 水泥廠燒掉做到無害化處置。 所述固化藥劑，包括礦化劑、固化添加劑、偶聯劑、緩凝劑和膨脹劑，
(1)汙泥在礦化劑的作用下，迅速結合汙泥空隙水、自由水並在汙泥顆粒表面凝 結。在攪拌的過程中不產生滲濾液。
(2)在固化添加劑的作用下，汙泥能在短時間內基本成型，有一定塑性。
(3)在偶聯劑的作用下改變顆粒表面性質，克服顆粒間的水合作用和靜電作用，實
現汙泥顆粒與添加劑粒子、顆粒與顆粒之間更好地接觸。 (4)在緩凝劑和膨脹劑的作用下，依靠礦化劑和胞外聚合物、礦化劑和汙泥顆粒中 無機粒子的相互多維牽引架橋，汙泥逐漸成形和出現硬度，塑性的汙泥從外層開始將微生 物細胞瓦解，釋放出大量間隙水，使之成為自由水。吸附水和毛細水也相繼溢出汙泥顆粒， 脫水的汙泥構建立體多孔框架。汙泥的塑性從外到裡隨時間減弱，汙泥的容積隨含水率的 降低而迅速減少，汙泥的硬度隨脫水率的增大而提高。 就單獨的能夠完成上述單項功能的能完成上述單項功能的礦化劑、固化添加劑、 偶聯劑、緩凝劑和膨脹劑，品種很多，本領域技術人員可以找到。但是採用上述組合的方式 用於汙泥處理的方法是本領域技術人員在不花費創造性勞動的情況下難以想到的。
相對於汙泥的原始質量，礦化劑的投加濃度為4. 5 6. 0 % ，固化添加劑含有混凝 劑，混凝劑的投加濃度為0. 8 1. 2%，偶聯劑的投加濃度為0. 08 0. 12%;膨脹劑的投加 濃度為1.0 1.3%。在確定的添加工藝下，汙泥的脫水率可達89 95%，6天後汙泥剩餘 含水率12 20%之間。這樣的汙泥可以作為燃料燃燒。
圖1為本發明的整體工藝流程示意圖。
具體實施例方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本發明。 參照圖l，汙泥漫擴散脫水固化工藝的整體工藝流程依次是，先進性汙泥陳化流程 1，再進行養生工藝流程2，再進行無害化處置3。 汙泥陳化流程1 : (1)運輸汙泥到儲存汙泥的儲泥池裡，並在儲泥池上加蓋。儲泥 池加蓋可以防止臭味散發，還可以防止下雨和有人或生畜跌入。如果，汙泥從儲泥池到攪拌 機是靠輸送帶輸送的，輸送帶也要加蓋，可以防止臭味散發和下雨。
(2)通過傳輸設備將汙泥從儲泥池傳送到攪拌機進行攪拌。 (3)根據攪拌機內的汙泥的數量，在攪拌過程中，同時有序添加固化藥劑，由攪拌 機把汙泥和固化藥劑攪勻攪溶。
(3)中採用的固化藥劑，包括礦化劑、固化添加齊U、偶聯齊IJ、緩凝劑和膨脹劑。
汙泥在礦化劑的作用下，迅速結合汙泥空隙水、自由水並在汙泥顆粒表面凝結。在 攪拌的過程中不產生滲濾液。 在固化添加劑的作用下，汙泥能在短時間內基本成型，有一定塑性。 在偶聯劑的作用下改變顆粒表面性質，克服顆粒間的水合作用和靜電作用，實現
汙泥顆粒與添加劑粒子、顆粒與顆粒之間更好地接觸。 在緩凝劑和膨脹劑的作用下，依靠礦化劑和胞外聚合物、礦化劑和汙泥顆粒中無機粒子的相互多維牽引架橋，汙泥逐漸成形和出現硬度，塑性的汙泥從外層開始將微生物 細胞瓦解，釋放出大量間隙水，使之成為自由水。吸附水和毛細水也相繼溢出汙泥顆粒，脫 水的汙泥構建立體多孔框架。汙泥的塑性從外到裡隨時間減弱，汙泥的容積隨含水率的降 低而迅速減少，汙泥的硬度隨脫水率的增大而提高。 就單獨的能夠完成上述單項功能的能完成上述單項功能的礦化劑、固化添加劑、 偶聯劑、緩凝劑和膨脹劑，品種很多，本領域技術人員可以找到。但是採用上述組合的方式 用於汙泥處理的方法是本領域技術人員在不花費創造性勞動的情況下難以想到的。
養生工藝流程2 : 把經過陳化的汙泥運到水泥場地，攤成厚不大於50cm的堆垛，上層汙泥較為乾燥 後，用翻拋機翻拋，使汙泥儘可能多接觸空氣，加快脫水的蒸發。養生工藝在一設有屋頂的 廠房內進行，所述廠房的兩頭建有風井使室內保持負壓，有利於水分的蒸發和空氣的流通。 井內裝有水噴淋除臭裝置，以最大限度地減少對空氣的二次汙染。廠房內鋪設汙水收集和 排放的陰溝，收集工藝中產生的汙水，可以將返回汙水處理廠。 這種養生方式，可以實現全天候養生，不受天氣影B向，並且能避免養生過程產生的 臭氣外洩。廠房的兩頭建有風井使室內保持負壓，有利於水分的蒸發和空氣的流通。井內 裝有水噴淋除臭裝置，以最大限度地減少對空氣的二次汙染。廠房內鋪設汙水收集和排放 的陰溝，收集可能產生的汙水(凡是廠房地面上的水都視為汙水)，臭氣吸收液和汙水全部 納入汙水管道，返回汙水處理廠，或直接做其他處理。
無害化處置3 : 將經過養生工藝的汙泥作為燃料焚燒。 汙泥經養生工藝以後，實現了減量化、穩定化，可以作為燃料使用，比如可以送到 水泥廠燒掉做到無害化處置。 相對於汙泥的原始質量，礦化劑的投加濃度為4. 5 6. 0 % ，混凝劑的投加濃度為 0.8 1.2%，偶聯劑的投加濃度為0.08 0. 12%;膨脹劑的投加濃度為1.0 1.3%。在 確定的添加工藝下，汙泥的脫水率可達89 95%，6天後汙泥剩餘含水率12 20%之間。 這樣的汙泥可以作為燃料燃燒。 以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說明書中描述的只是說 明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這 些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書 及其等效物界定。
權利要求
汙泥漫擴散脫水固化工藝，其特徵在於，包括汙泥陳化流程(1)運輸汙泥到儲存汙泥的儲泥池裡，並在儲泥池上加蓋；(2)通過傳輸設備將汙泥從儲泥池傳送到攪拌機進行攪拌；(3)根據攪拌機內的汙泥的數量，在攪拌過程中，同時有序添加固化藥劑，由攪拌機把汙泥和固化藥劑攪勻攪溶；養生工藝流程把經過陳化的汙泥運到水泥場地，攤成厚不大於50cm的堆垛，上層汙泥較為乾燥後，用翻拋機翻拋，使汙泥儘可能多接觸空氣，加快脫水的蒸發；無害化處置將經過養生工藝的汙泥作為燃料焚燒。
2. 根據權利要求1所述的汙泥漫擴散脫水固化工藝，其特徵在於，所述固化藥劑，包括 礦化劑、固化添加劑、偶聯劑、緩凝劑和膨脹劑，(1) 汙泥在礦化劑的作用下，迅速結合汙泥空隙水、自由水並在汙泥顆粒表面凝結；(2) 在固化添加劑的作用下，汙泥能在短時間內基本成型，有一定塑性；(3) 在偶聯劑的作用下改變顆粒表面性質，克服顆粒間的水合作用和靜電作用，實現汙 泥顆粒與添加劑粒子、顆粒與顆粒之間更好地接觸；(4) 在緩凝劑和膨脹劑的作用下，依靠礦化劑和胞外聚合物、礦化劑和汙泥顆粒中無機 粒子的相互多維牽引架橋，汙泥逐漸成形和出現硬度，塑性的汙泥從外層開始將微生物細 胞瓦解，釋放出大量間隙水，使之成為自由水，吸附水和毛細水也相繼溢出汙泥顆粒，脫水 的汙泥構建立體多孔框架，汙泥的塑性從外到裡隨時間減弱，汙泥的容積隨含水率的降低 而迅速減少，汙泥的硬度隨脫水率的增大而提高。
3. 根據權利要求2所述的汙泥漫擴散脫水固化工藝，其特徵在於，相對於汙泥的原 始質量，礦化劑的投加濃度為4. 5 6. 0%，固化添加劑含有混凝劑，混凝劑的投加濃度為 0. 8 1. 2%，偶聯劑的投加濃度為0. 08 0. 12% ;膨脹劑的投加濃度為1. 0 1. 3%。
4. 根據權利要求3所述的汙泥漫擴散脫水固化工藝，其特徵在於，所述儲泥池加蓋，汙 泥從儲泥池到攪拌機是靠輸送帶輸送的，輸送帶也加蓋。
5. 根據權利要求2或3所述的汙泥漫擴散脫水固化工藝，其特徵在於，所述養生工藝在 一設有屋頂的廠房內進行，所述廠房的兩頭建有風井使室內保持負壓，有利於水分的蒸發 和空氣的流通。
6. 根據權利要求5所述的汙泥漫擴散脫水固化工藝，其特徵在於，所述井內裝有水噴 淋除臭裝置，以最大限度地減少對空氣的二次汙染。
7. 根據權利要求6所述的汙泥漫擴散脫水固化工藝，其特徵在於，所述廠房內鋪設汙 水收集和排放的陰溝，收集工藝中產生的汙水。汙泥經養生工藝以後，實現了減量化、穩定化，可以作為燃料使用，比如可以送到水泥 廠燒掉做到無害化處置。
全文摘要
汙泥漫擴散脫水固化工藝涉及一種汙泥脫水固化工藝。包括汙泥陳化流程(1)運輸汙泥到儲存汙泥的儲泥池裡，並在儲泥池上加蓋；(2)通過傳輸設備將汙泥從儲泥池傳送到攪拌機進行攪拌；(3)根據攪拌機內的汙泥的數量，在攪拌過程中，同時有序添加固化藥劑，由攪拌機把汙泥和固化藥劑攪勻攪溶。養生工藝流程把經過陳化的汙泥運到水泥場地，攤成厚不大於50cm的堆垛，上層汙泥較為乾燥後，用翻拋機翻拋，使汙泥儘可能多接觸空氣，加快脫水的蒸發。無害化處置將經過養生工藝的汙泥作為燃料焚燒。脫水效果好，脫水後的汙泥可以作為燃料使用。
文檔編號F23G7/00GK101792248SQ20091005106
公開日2010年8月4日 申請日期2009年5月12日 優先權日2009年5月12日
發明者劉楓, 盛貽伯, 陳中興 申請人:上海久桓環境資源開發有限公司