一種汙泥深度脫水的方法與流程
2023-10-11 19:52:04 1
本發明涉及汙泥治理領域，特別涉及一種汙泥深度脫水的方法。
背景技術：
汙水處理廠的剩餘汙泥一直是一個難以解決但又必須解決的棘手問題，國內外均如此。汙泥具有含水率高、易腐爛、有惡臭、含有大量寄生蟲卵與病原微生物等特點，如不加以妥善處理，任意排放，將會造成二次汙染；而同時汙泥又是一種有效的生物資源，含有促進農作物生長的氮、磷、鉀等營養物質，且汙泥中含量高達40％以上的有機質是良好的土壤改良劑。汙泥本身含有大量的有機質及農作物所需的營養物質，填埋了是一種浪費。焚燒法的成本很高，一般僅用於量少、有機質含量高、含有毒有害物質的汙泥。而利用汙泥生產有機生物肥料不僅能夠消除棄置或填埋造成的二次汙染和爆炸隱患，節省大量的土地，又利用了汙泥本身含有大量的有機質及農作物所需的營養物質，變廢為寶，創造了價值。但是若不對汙泥進行任何處理，直接作為普通有機肥，則不能完全滿足作物生長的要求，還可能造成其它方面的汙染。
汙泥的深度脫水是指通過對含水率較高的汙泥進行化學調質處理後，再高壓壓榨脫水至含水率60％以下，不僅在數量上減少50％以上，更重要的是使汙泥後續處置途徑更為廣泛。深度脫水後的汙泥具有一定的熱值，可作為電廠低品位的燃料和水泥生產過程中的熟料，實現穩定、無害化處置和資源化利用。即使進行填埋，也能大幅減少土地佔用和環境汙染。
汙泥深度脫水技術在國外起源較早，隨著汙泥處理處置領域技術進步和業內人士認識的提高，近幾年在國內逐步得到重視並有一定範圍的應用。主要表現在各類科研機構在汙泥調質處理技術上不斷推陳出新，以及高壓壓濾脫水技術及裝備快速發展。可以說，雖然汙泥深度脫水只是汙泥處理處置的一個環節，目前的工藝技術尚未完全成熟，但業界對汙泥處置技術的認識正在逐步向深度脫水方向靠攏。
汙泥的調質處理是汙泥深度脫水的關鍵環節和核心技術，可以說汙泥調理技術決定汙泥深度脫水項目的成敗。國內汙泥調質的方法比較多，普遍採用在汙泥中添加脫水劑、絮凝劑或混凝劑的方法，改變汙泥中水分子(主要是間隙水和毛細水)存在方式和結構，有利於水與泥在一定條件下實現分離，現有的汙泥嘗試處理技術通常需要加絮凝劑和鹼性物質，最後用酸來進行中和反應，該調質處理工藝存在所用藥劑種類眾多，處理步驟繁瑣和工藝參數較難控制的問題，同時其後續所使用的汙泥深度脫水設備的壓強比傳統的汙泥壓幹設備壓強要稍大一些，對設備的要求較高。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有汙泥深度脫水技術所存在的汙泥調質處理所用藥劑種類眾多和處理步驟繁瑣的上述不足，提供一種汙泥深度脫水的方法，通過在待處理的含水汙泥中僅加入水泥作為調質處理劑，就能達到破除汙泥中水分子鍵的作用，在加壓情況下可以把水脫至22％重量含量以下，顯著地提高了汙泥深度脫水的效果，同時該方法具有施工簡便，加工成本低的優點。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為：
一種汙泥深度脫水的方法，包括以下步驟：
S1、向汙泥中投加水泥，混合均勻，得到混合汙泥，水泥加入的重量百分比例為汙泥的1-30％；
S2、將所述混合汙泥進行壓濾，得到脫水泥餅。
本發明通過在待處理的含水汙泥中加入水泥作為調質處理劑，水泥在汙泥中發生的化學反應能夠達到破除汙泥中水分子鍵的作用，使汙泥中水分在後續的壓濾操作中更易脫除。
優選地，上述汙泥的含水率為70～95％。
優選地，上述水泥為42.5矽酸鹽水泥、42.5R矽酸鹽水泥、52.5矽酸鹽水泥和52.5R矽酸鹽水泥中的一種或幾種。
優選地，上述水泥加入的重量百分比例為汙泥的5～25％。
優選地，上述水泥加入的重量百分比例為汙泥的10～20％。
優選地，上述水泥加入的重量百分比例為汙泥的15％。
優選地，上述步驟S1中混合的方式為攪拌，攪拌時間為10～30分鐘。
本發明的另一目的在於提供一種用於上述混合汙泥的壓濾裝置，該裝置包括壓幹倉、擠壓板和液壓缸，所述擠壓板裝在壓幹倉內腔，並與壓幹倉內腔的頂、底部相互配合，所述擠壓板上開有均勻分布的孔，所述擠壓板遠離汙泥的一端加裝有過濾網，所述液壓缸設置在所述壓幹倉的首尾兩端，並通過推桿與所述擠壓板連接，所述壓幹倉內腔的底部的中段裝有汙泥入口，所述汙泥入口的左側和右側分別設置有濾液出口。
優選地，上述壓幹倉內腔的尾側裝有活動頁門，經壓濾後的脫水泥餅由活動頁門推出。
優選地，上述脫水泥餅的含水率為22～60％。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是：通過在待處理的含水汙泥中加入水泥作為調質處理劑，水泥在汙泥中發生的化學反應能夠達到破除汙泥中水分子鍵的作用，使汙泥中水分更易脫除，本發明提供的壓濾裝置通過設置水平對置的液壓缸，實現了對擠壓板的同步驅動移動，相向移動時位於兩個擠壓板之間的汙泥受到擠壓作用，水分由壓幹倉內腔的底部的左側和右側的濾液出口排出，相比現有技術的汙泥脫水設備中大部分濾液只能通過側面過水，沒有正常的濾液流通通道，擠壓時間延長較多，本發明提供的壓濾動作模式簡潔高效，濾液排出順暢。通過控制進料的節奏以及液壓缸推桿伸出的長度，實現對汙泥擠壓效果的調節，能夠將經調質處理的汙泥擠壓脫水至一定的含水率範圍，利於後續配料加工。
附圖說明
圖1是本發明提供的壓濾裝置的結構示意圖。
圖中標記：1-液壓缸，2-壓幹倉，3-擠壓板，4-推桿，5-濾液出口，6-汙泥進口。
具體實施方式
下面結合試驗例及具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實施例，凡基於本發明內容所實現的技術均屬於本發明的範圍。
實施例1
一種汙泥深度脫水的方法，包括以下步驟：
S1、向含水率為85％的汙泥中投加42.5R矽酸鹽水泥攪拌混合均勻，攪拌時間為20分鐘，得到混合汙泥，水泥加入的重量含量為汙泥的10％；
S2、將所述混合汙泥送入壓濾裝置進行壓濾，得到含水率為35％脫水泥餅。
下面結合附圖，對本發明的壓濾裝置作詳細的說明。
如圖1所示，一種壓濾裝置，包括壓幹倉2、擠壓板3和液壓缸1，所述擠壓板3裝在壓幹倉2內腔，並與壓幹倉2內腔的頂、底部相互配合，所述擠壓板3上開有均勻分布的孔，所述擠壓板3遠離汙泥的一端加裝有過濾網，所述液壓缸1裝在所述壓幹倉2的首尾兩端，並通過推桿4與所述擠壓板3連接，所述壓幹倉2內腔的底部的中段裝有汙泥入口6，所述汙泥入口6的左側和右側分別裝有濾液出口5。通過控制壓幹倉2的首尾兩端的液壓缸1的同步動作，控制壓幹倉2內擠壓板3同步相向或背向移動，當同步相向移動時，對位於兩者之間的汙泥物料進行擠壓，水分由壓幹倉2內腔底部的濾液出口5排出。
本發明提供的壓濾裝置的工作過程為：初始情況下，首尾兩端的液壓缸1中的推桿4充分回縮，壓幹倉2內的擠壓板3移動到壓幹倉2內腔的兩端；需要進行脫水處理的汙泥由汙泥進口6進入壓幹倉2的內腔；當壓幹倉2的內腔有足夠的汙泥物料時，停止進料，此時液壓缸1啟動，壓幹倉2內腔兩端的擠壓板3相向移動對汙泥進行擠壓脫水，水分由壓幹倉2底部的濾液出口5排出壓幹倉2之外。
下述實施例2-6均使用上述壓濾裝置對混合汙泥進行壓濾。
實施例2
一種汙泥深度脫水的方法，包括以下步驟：
S1、向含水率為80％的汙泥中投加52.5R矽酸鹽水泥水泥攪拌混合均勻，攪拌時間為20分鐘，得到混合汙泥，水泥加入的重量含量為汙泥的5％；
S2、將所述混合汙泥送入壓濾裝置進行壓濾，得到含水率為45％脫水泥餅。
實施例3
一種汙泥深度脫水的方法，包括以下步驟：
S1、向含水率為70％的汙泥中投加42.5矽酸鹽水泥攪拌混合均勻，攪拌時間為10分鐘，得到混合汙泥，水泥加入的重量含量為汙泥的15％；
S2、將所述混合汙泥送入壓濾裝置進行壓濾，得到含水率為31％脫水泥餅。
實施例4
一種汙泥深度脫水的方法，包括以下步驟：
S1、向含水率為95％的汙泥中投加42.5R矽酸鹽水泥攪拌混合均勻，攪拌時間為30分鐘，得到混合汙泥，水泥加入的重量含量為汙泥的20％；
S2、將所述混合汙泥送入壓濾裝置進行壓濾，得到含水率為32％脫水泥餅。
實施例5
一種汙泥深度脫水的方法，包括以下步驟：
S1、向含水率為90％的汙泥中投加52.5矽酸鹽水泥水泥攪拌混合均勻，攪拌時間為20分鐘，得到混合汙泥，水泥加入的重量含量為汙泥的25％；
S2、將所述混合汙泥送入壓濾裝置進行壓濾，得到含水率為28％的脫水泥餅。
實施例6
一種汙泥深度脫水的方法，包括以下步驟：
S1、向含水率為84％的汙泥中投加42.5R矽酸鹽水泥水泥攪拌混合均勻，攪拌時間為20分鐘，得到混合汙泥，水泥加入的重量含量為汙泥的30％；
S2、將所述混合汙泥送入壓濾裝置進行壓濾，得到含水率為22％的脫水泥餅。
測試例
本測試試驗採用黃堰河汙泥作為原料，原泥含水率為84.9％，按照汙泥壓榨原理，首先將黃堰河汙泥按照一定比例投加藥劑混合均勻，然後通過高壓壓榨的方式將汙泥中水分壓榨出來，以壓榨後的汙泥含水率小於60％為目標，測試結果如下表一所示。
表1投加不同調質劑試驗數據
註：脫水劑為某公司提供的汙泥專用脫水劑，售價為6000元/噸。
從表1可以看出在不投加任何藥劑的情況下，壓榨後泥餅含水率為69.4％；選用某公司提供的汙泥專用脫水劑和有機絮凝劑PAM作為混合調質劑對汙泥進行預處理後，壓榨後泥餅含水率為76.5％，進一步提高脫水劑用量(2倍用量)後，泥餅含水率僅降低4.8％；而選用425型號的水泥作為調質劑加入汙泥中混合均勻後，壓榨後泥餅含水率僅為45.6％，脫水效果顯著提高。通過本次和多次試驗結果表明，在汙泥中加入適量的水泥，在合適的加壓情況下能保證把汙泥含水率降低至50％以下。