就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)的制作方法
專利名稱:就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)，包括：預沉淀單元、電滲透處理單元、排污水單元、檢測控制單元，其中預沉淀單元包括：污泥進料管、多個污泥預沉淀池、污泥加料泵、加料電動閥、污泥加料管、液位傳感器；電滲透處理單元包括；電滲透處理池、耐腐蝕電極、液位傳感器。排污水單元包括布置在電滲透處理池底部的排水管網(wǎng)、排水管道、污水流量計、污水井；檢測控制單元包括自動電源控制柜以及電腦系統(tǒng)，所述電腦系統(tǒng)與所述液位傳感器、所述污水流量計、電流信號采集器實現(xiàn)通信。本實用新型的處理系統(tǒng)結構簡單、能耗低、操作簡便，處理量大、處理效果好。
【專利說明】
就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種污泥脫水處理系統(tǒng)，更特別地涉及一種就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]根據(jù)《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》數(shù)據(jù)，目前我國污水處理能力為1.2476 X 108t/d，到2015年將增長到1.7045 X 108t/d，同時全國污水處理設備的平均運行負荷率84%左右。預計截止2015年末，我國脫水污泥年產(chǎn)量將超過2.6 X 107t。整個污水廠投資及運行費用的25%?65%用于污泥的處理與處置，成為污水處理廠的沉重負擔。同時，也給日益嚴峻的生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力。如何處置污水廠污泥尋找切實可行的最有效解決途徑，實現(xiàn)資源的綜合利用，已成為社會關注的課題。
[0003]現(xiàn)有的淤泥處理方法大約有以下幾種:傾倒填滿、生物治氣、建筑利用、焚燒法。
[0004]現(xiàn)行最成熟的、環(huán)保的處理方法是:污泥焚燒法。但污泥焚燒對含水率有較高的要求，當污泥含水率降至40%以下，污泥就可直接作為燃料進行焚燒發(fā)電?，F(xiàn)有的污泥脫水干化一般有以下幾種:
[0005]—、直接機械脫水法:常用的帶式和離心脫水兩種方法處理的污泥含水率也只是在85%左右。
[0006]二、機械藥劑綜合法:一般是隔膜壓濾機加藥劑進行污泥的脫水處理。一般可脫水至65%左右。但這種方法需要大量藥劑，造成干泥的燃燒值降低，同時會增加環(huán)境的二次污染。
[0007]三、熱處理法:用電廠的余熱對于你污泥進行烘干，能耗高、設備工藝復雜，產(chǎn)生大量的氣體污染。
[0008]四、電滲透脫水技術
[0009]電滲透脫水是利用電場力的原理，對污泥細胞水進行破碎并排出的一種方法。這種方法對土顆粒大小要求不敏感，效率高。不僅可排出自由水，還可以排出弱結合水，可大大降低污泥含水率。是一種新型的處理方案?，F(xiàn)有的電滲透污泥脫水技術一般采用機械壓榨加電場力的原理，陽極和陰極作為導電電極，產(chǎn)生電場力，同時電極也作為機械金屬壓榨面。污泥從中間經(jīng)過，在機械力和電場力的條件下，進行脫水。
[0010]從現(xiàn)有裝置部件的數(shù)量和精度來說:現(xiàn)有的電滲透污泥脫水裝置構成的金屬部件一般數(shù)量都比較多，主要部件一般由幾十種以上。并且實際運行時，有頻繁地機械動作，往復運動控制及傳動等。對裝置部件的耐磨性和機械精度有較高要求。但實際運行時材料裝置很容易被腐蝕，從而增大機械磨損。直接降低了裝置的運行效率，從而增加了檢修及運行成本。從現(xiàn)有裝置運行上來說:現(xiàn)有的電滲透污泥脫水裝置一般需要較多的人工進行輔助，同時在實際運行處理時都需真空栗抽水，排水能耗高，效率較低。從現(xiàn)有裝置維護來說:現(xiàn)有的電滲透污泥脫水裝置的維修頻率高、備品件更換頻繁，使用難度大，整體成本高。從現(xiàn)有裝置處理量來說:現(xiàn)有的電滲透污泥脫水裝置一般采用小型裝置進行加工處理為主，處理量小。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的上述問題，提供一種對污泥進行脫水處理就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)。
[0012]本實用新型所采用的技術方案是:提供一種就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)，其中預沉淀單元包括:污泥進料管、多個污泥預沉淀池、污泥加料栗、加料電動閥、污泥加料管、液位傳感器；
[0013]電滲透處理單元包括;電滲透處理池、耐腐蝕電極、液位傳感器。
[0014I排污水單元包括:布置在電滲透處理池底部的排水管網(wǎng)、排水管道、污水流量計、污水井；
[0015]檢測控制單元包括自動電源控制柜以及電腦系統(tǒng)，所述電腦系統(tǒng)與所述液位傳感器、所述污水流量計、電流信號采集器實現(xiàn)通信。
[0016]優(yōu)選地，排水管網(wǎng)上間隔設置排水孔，脫出來的污水經(jīng)由排水孔排入排水管網(wǎng)，再經(jīng)過排水管網(wǎng)匯總至污水總管，并經(jīng)流量計流至污水深井。
[0017]優(yōu)選地，污泥預沉池的下部有兩路污泥加料管，一路水平直通連接到電滲透處理單元的電滲透脫水處理池中部，另一路加料管連接到電滲透脫水處理池頂部，且兩路路加料管上都設置有所述加料電動閥，控制加料;所述兩路加料管上都設置污泥加料栗。
[0018]優(yōu)選地，所述污泥預沉淀池以及所述電滲透處理池均為長方形水泥池，并進行防水處理，且選擇若干個長方形水泥池中至少一個水泥池作為電滲透脫水處理池，其余水泥池則作為污泥預沉池。
[0019]優(yōu)選地，排水管網(wǎng)由一套縱橫交叉的排水管道組成，縱向位置的排水管道上每間隔I米預留I個直徑8?12cm中空的排水孔，排水孔與所述耐腐蝕電極通過轉換接頭連接。
[0020]優(yōu)選地，所述污泥預沉池為地上池，即從地平面水平向上建造;所述電滲透處理池為半地下池，即一半在地平面上，一半在地平面下。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述污泥預沉池布置為架高在所述電滲透處理池上方。
[0022]優(yōu)選地，耐腐蝕電極為空心柱體，柱體上設置有多個漏水孔，所述耐腐蝕電極外表面裹有導電滲水布，電滲透處理期間所出的水可以通過漏水孔進入到耐腐蝕電極內(nèi)部，所述耐腐蝕電極之間通過導線連接。
[0023]優(yōu)選地，所述電滲透脫水處理池以及所述污泥預沉池上都設置有高壓清洗單元。
[0024]優(yōu)選地，所述高壓清洗單元成像監(jiān)測裝置、高壓沖水管、清潔劑施放裝置、排污栗、控制裝置。
[0025]本實用新型與現(xiàn)有技術相比有如下優(yōu)點:
[0026]1.解決現(xiàn)有電滲透污泥脫水裝置組成結構復雜、耐磨性和機械精度要求高、實際運行時材料很容易被腐蝕、增大機械磨損、直接降低了裝置的運行效率、從而增加了檢修及運行成本的問題。
[0027]2.解決現(xiàn)有裝置運行時人工多、能耗高、真空栗排水能耗高、效率較低的問題。
[0028]3.解決現(xiàn)有電滲透污泥脫水裝置維修頻率高、備品件更換頻繁，使用難度大，整體成本高的問題。
[0029]4.解決現(xiàn)有電滲透污泥脫水裝置處理量小的問題。
【附圖說明】
[0030]圖1:根據(jù)本實用新型的就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)的示意圖。
[0031]圖2:電滲透脫水處理池示意圖
[0032]圖3:電滲透脫水處理池池壁的排水格柵示意圖
[0033]1、電滲透污泥脫水處理池;2、一號污泥預沉池;3、一號加料電動閥；4、一號污泥加料栗；5、二號污泥預沉池;6、二號加料電動閥；7、二號污泥加料栗;8、污水井;9、液位傳感器；10、污水深井栗；11、污泥加料管；12、原污泥進料管；13、自動電源控制柜；14、導線；15、污水流量計;16、排水管網(wǎng)；17、耐腐蝕電極;18、排水孔;19、排水格柵。20、電流信號采集器
【具體實施方式】
[0034]其中需要注意的是，本實用新型中所指的污泥包括了一般理解意義上的污泥，如工廠污泥、生活污泥、以及建筑泥漿、河道淤泥、陰溝泥和污水處理廠污泥、河道淤泥、海泥、軟土層等含有固體或者半固體沉淀物的一類物質(zhì)。
[0035]根據(jù)本實用新型的就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)，主要包括四個單元:預沉淀單元、電滲透處理單元、排污水單元、檢測控制單元。
[0036]預沉淀單元包括:污泥進料管12、多個污泥預沉淀處理池、污泥加料栗、加料電動閥、污泥加料管、液位傳感器9 ο電滲透處理單元包括；電滲透處理池1、耐腐蝕電極17、液位傳感器9、導線14。排污水單元包括布置在電滲透處理池底部的排水管網(wǎng)16、排水管道、污水流量計15、污水井8。污水經(jīng)過排水管網(wǎng)匯總至污水總管，并經(jīng)流量計流至污水井8，再經(jīng)過污水處理裝置對污水進行適當處理后，回收再利用。檢測控制單元包括自動電源控制柜13以及電腦系統(tǒng)，該電腦系統(tǒng)與液位傳感器9、污水流量計、電流信號采集器20實現(xiàn)通信。液位傳感器9、污水流量計15、電流信號采集器20的檢測信號發(fā)送至電腦系統(tǒng)，電腦系統(tǒng)根據(jù)信號控制進料、電極的工作方式、排污等操作。
[0037]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，舉例來說，如圖1所示，設置預沉淀處理池為兩個，也即預沉淀處理池2，5。對應設置加料電動閥也為兩個，S卩加料電動閥3，6;污泥加料栗為兩個，即污泥加料栗4，7。每個預沉淀池和電滲透處理池中都設置有液位傳感器9，用以監(jiān)控對比每個池中的污泥液位。但本實用新型的預沉淀處理池以及加料電動閥、污泥加料栗、傳感器等的數(shù)量都不限于兩個。
[0038]優(yōu)選地，污泥預沉池的原污泥進料管12直接連接污水廠的污泥池。每個污泥預沉池的下部有兩路污泥加料管，一路水平直通連接到電滲透處理單元的電滲透脫水處理池中部，加料管上設置有加料電動閥，控制加料。另一路加料管連接到電滲透脫水處理池頂部，并在該管道上設置污泥加料栗。由于預沉池污泥相對于電滲透脫水處理池，有個高度差。在實際運行時污泥可通過自身重力的作用，從污泥預沉池進入電滲透脫水處理池，當兩側液面相平時，再關閉加料電動閥，啟動污泥加料栗，這樣即節(jié)省設備投資，又可達到節(jié)能的目的。
[0039]污泥預沉淀池以及所述電滲透處理池，都為長方形水泥池。在構建該系統(tǒng)的過程中，在污泥所產(chǎn)生區(qū)域現(xiàn)場建造若干個長方形的水泥池，并做防水處理。優(yōu)選地，選擇若干個長方形水泥池中至少一個水泥池作為電滲透脫水處理池，其余水泥池則作為污泥預沉池。
[0040]優(yōu)選地，電滲透脫水處理池、污泥預沉池，池壁四周有排水格柵單元，可利用污泥自重滲出自由水。排水格柵單元19采用耐腐蝕高強度塑料格柵外覆排水土工布構成，格柵上有均勻的孔，每個孔的面積在1cm2左右。同時由于排水土工布的特性，實際運行時，自由水可滲出，而污泥不會排出。其中電滲透脫水處理池設置為半地下池，池有效高度一般按4米左右設計。一半在地面水平以下，一半在地面水平以上，以4米高度為例，那么2米在地面水平下，2米在地面水平上。電滲透脫水處理池外圍布置污泥預沉池，這些污泥預沉池為地上池，即從地面水平往上建池，池高度一般按4米左右設計。因此一般來說，從地面上看，污泥預沉池比電滲透處理池高兩米。如要節(jié)省現(xiàn)場場地空間，也可把污泥預沉池直接架高在電滲透脫水處理池上方布置。
[0041 ]電滲透脫水處理池的總容量一般情況下等于I個月的最大污泥總量。污泥預沉池的總容量一般情況下等于2個月的最大污泥總量。具體可根據(jù)實際污水廠的處理需求，現(xiàn)場地理位置作相應調(diào)整，例如:一個日處理量60萬噸的污水處理廠，污泥率按萬分之1.5計算。每天產(chǎn)生污泥量90噸，按水密度I: I測算，體積大約為:90立方米。I個月的污泥總量為:2700立方米。
[0042]現(xiàn)有技術中要實現(xiàn)這種規(guī)格的污水處理廠，污泥處理設備及廠房等占地面積較大，廠房及設備的一次性投入高，后期運行維護成本高。優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型，現(xiàn)場只需建造I個電滲透污泥脫水池，2個污泥預沉池，每個池子2700立方，按深度4米測算。每個池子有效大約面積為675平方米，加上建筑面積每個尺寸面積在800平方米以內(nèi)。3個尺寸總面積為:2400平方米。如考慮到污水廠現(xiàn)有的污泥池容量，或者污泥預沉池采用架空設計，則實際占地面積更小。
[0043]電滲透脫水池池底的水泥地面下方預置排水管網(wǎng)16，排水管網(wǎng)16由一套縱橫交叉的排水管道組成，縱向位置的排水管道上每間隔I米預留I個直徑8?12cm中空的排水孔18，優(yōu)選地，設置直徑為1cm的排水孔，排水效果較為理想。再經(jīng)過排水管網(wǎng)16匯總至污水總管，并經(jīng)流量計流至污水深井8，待后續(xù)處理?，F(xiàn)有技術中，多采用真空栗抽水的形式進行排水，這種方式需要利用真空栗往上抽水，就必須克服重力做功，所用能耗較大。而且由于不同污泥在不同處理時期排水量的不確定性，真空栗必須時刻開啟，必然浪費能耗，也影響排水效率，從而直接影響處理的效果和速度。
[0044]為了簡化污泥處理系統(tǒng)的結構，本實用新型將排水管網(wǎng)在電滲透處理池下方，利用水重力的原理排水。在電滲透脫水期間一旦有水滲出，就能及時通過排水管網(wǎng)排水，排水效果理想，而且本實用新型的排水即不用能耗，即節(jié)省了設備投資，又大大增強了排水效率。
[0045]排水孔18與耐腐蝕電極17通過轉換接頭連接。這樣排水孔18就可適應不同外形形狀的耐腐蝕電極17，有利于不同特性污泥的處理，提高處理效率和處理效果，排水管道匯總在一起，并通過污水流量計15流至污水井。另外，耐腐蝕電極17為空心柱體，橫截面可以為圓形、橢圓、方形等，柱體上設置有多個漏水孔，電極外表面裹有導電滲水布從而加強電極的作用并能導出所電滲透處理中脫去的水。在電滲透處理期間所出的水可以通過漏水孔進入到電極內(nèi)部。耐腐蝕電極17之間通過導線14連接。
[0046]耐腐蝕電極17采用耐腐蝕并能夠?qū)щ姷牟馁|(zhì)制造，如塑料導電材料、非金屬導電材料等。
[0047]電滲透脫水處理期間，所施加電壓值按具體污泥特性浮動確定，一般來說，為了避免電極端泥土的開裂和硬化等情況，不宜采用大電壓大電流方式，而是采用小電壓、小電流方式:所選擇的電勢力梯度在0.2-0.5V/cm，也即每厘米厚的污泥所需電壓在0.2V-0.5V左右。優(yōu)選地，電滲透處理通電電壓為:DC20V-DC50V。這個階段所采用的電流比電滲透預處理所采用的電流小，每組電極電流約在0.3A-0.8A/單元米，因而排水比較緩慢，但比較穩(wěn)定，整體效果好。
[0048]電滲透脫水處理開始一周內(nèi)每隔一定的處理時間根據(jù)實際出水量調(diào)整正負極極性。優(yōu)選地，每隔6個小時，正負電極的極性進行調(diào)整，也即原來的正極轉換為負極，原來的負極轉換為正極。到了電滲透脫水處理第二周，正負電極不再換相，正常通電處理。電滲透處理時，需要對電流和排水量進行自動檢測。當檢測到每組電極的電流低至最初的1/15以下時(最小0.02A/單元米以下)，注意觀察排水量。當日排水量按重量算小于污泥處理總重量的千分之一時，可認為污泥電滲透脫水完畢，此時污泥的含水率一般在40 %-60 %之間。污泥電滲透脫水過程一般需要25天左右。然后可進行脫水后污泥的出料工作。出料時間一般控制在5天以內(nèi)。
[0049]優(yōu)選地，自動電源控制柜13為智能控制電源柜，為整個系統(tǒng)的運作提供電源，并控制電極的正負極轉換。而電腦對整體系統(tǒng)該電腦系統(tǒng)與液位傳感器9、污水流量計15、電流信號采集器20實現(xiàn)通信。根據(jù)液位傳感器9、污水流量計15、電流信號采集器20發(fā)出的檢測信號，電腦系統(tǒng)控制整個系統(tǒng)的運作。
[0050]優(yōu)選地，在電滲透脫水處理池、污泥預沉池上設置有高壓清洗單元。在經(jīng)過一段時間的使用之后，電滲透脫水處理池、污泥預沉池池壁上附著有大量的污泥，如不及時清理，則不利于長期使用，容易對池壁形成永久性腐蝕，難以復原。因此本實用新型設置了高壓清洗單元，該清洗單元包括成像監(jiān)測裝置、高壓沖水管、清潔劑施放裝置、排污栗、控制裝置。電滲透脫水處理池、污泥預沉池每次排空之后，成像監(jiān)測裝置啟動，對電滲透脫水處理池、污泥預沉池進行成像檢測，如污泥附著程度超出設定的閾值，清洗單元的控制裝置向電腦系統(tǒng)發(fā)出信號，電腦系統(tǒng)啟動高壓沖水管以及清潔劑施放裝置，對電滲透脫水處理池、污泥預沉池進行噴射處理，待電滲透脫水處理池、污泥預沉池中的水充滿之后，池水靜置2-6天后，電腦系統(tǒng)向控制裝置發(fā)出信號，啟動排污栗將池水抽出后，再啟動高壓沖水管進行第二次沖洗。每次清洗之后，成像監(jiān)測裝置都進行成像監(jiān)測，確定是否需要啟動下一次沖洗，直至電滲透脫水處理池、污泥預沉池的潔凈程度達到可接受程度，停止沖洗。另外，一般來說只有首次沖洗的時候，啟動清潔劑施放單元，放入足量的清潔劑即可。但是如果污泥質(zhì)量較臟，可以在第二次沖洗的時候也啟動清潔劑施放單元。通常最多只需要加入兩次清潔劑即可。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的上述實施方式，耐腐蝕電極17豎直插放入污泥中，相鄰排或者相鄰列之間的電極相反設置;而根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方式，耐腐蝕電極17也可以從電滲透脫水處理池側面所開電極插入口水平插入到污泥中，水平方向上相鄰層的電極相反設置；根據(jù)本發(fā)明再一個優(yōu)選的實施方式中，為了加速整個污泥脫水的效率，也可以采用綜合的布置方式，即先豎直插入污泥后，再進一步相應設置水平設置的耐腐蝕電極17。此外，根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，耐腐蝕電極也可水平橫向布置在污泥的上下兩側，上層電極正極，下層電極負極。在水平設置或者綜合設置的情況下，轉化接頭則需要搭配相應的軟管使用，已將水平設置的耐腐蝕電極17作用形成的水順利經(jīng)由排水網(wǎng)管排出。在實際處理時，可輔助一定的壓力方式，和不同的電壓方式控制。這樣處理效果更好。
[0052]以上所述，僅為本實用新型專利較佳的【具體實施方式】，但本實用新型專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型專利揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型專利的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)，包括:預沉淀單元、電滲透處理單元、排污水單元、檢測控制單元，其特征在于: 其中預沉淀單元包括:污泥進料管、多個污泥預沉淀池、污泥加料栗、加料電動閥、污泥加料管、液位傳感器； 電滲透處理單元包括；電滲透處理池、塑料導電電極、液位傳感器， 排污水單元包括:布置在電滲透處理池底部的排水管網(wǎng)、排水管道、污水流量計、污水井;檢測控制單元包括自動電源控制柜以及電腦系統(tǒng)，所述電腦系統(tǒng)與所述液位傳感器、所述污水流量計、電流信號采集器實現(xiàn)通信。2.根據(jù)權利要求1的處理系統(tǒng)，其中排水管網(wǎng)上間隔設置排水孔，脫出來的污水經(jīng)由排水孔排入排水管網(wǎng)，再經(jīng)過排水管網(wǎng)匯總至污水總管，并經(jīng)流量計流至污水深井。3.根據(jù)權利要求2的處理系統(tǒng)，其中污泥預沉池的下部有兩路污泥加料管，一路水平直通連接到電滲透處理單元的電滲透脫水處理池中部，另一路加料管連接到電滲透脫水處理池頂部，且兩路加料管上都設置有所述加料電動閥，控制加料;所述兩路加料管上都設置污泥加料栗。4.根據(jù)權利要求3的處理系統(tǒng)，其中所述污泥預沉淀池以及所述電滲透處理池均為長方形水泥池，并進行防水處理，且選擇若干個長方形水泥池中至少一個水泥池作為電滲透脫水處理池，其余水泥池則作為污泥預沉池。5.根據(jù)權利要求2的處理系統(tǒng)，其中排水管網(wǎng)由一套縱橫交叉的排水管道組成，縱向位置的排水管道上每間隔I米預留I個直徑8?12cm中空的排水孔，排水孔與所述塑料導電電極通過轉換接頭連接。6.權利要求3的處理系統(tǒng)，其中所述污泥預沉池為地上池，即從地平面水平向上建造；所述電滲透處理池為半地下池，即一半在地平面上，一半在地平面下。7.權利要求3的處理系統(tǒng)，其中所述污泥預沉池布置為架高在所述電滲透處理池上方。8.權利要求5的處理系統(tǒng)，其中塑料導電電極為導電塑料材質(zhì)的空心柱體，柱體上設置有多個漏水孔，所述電極外表面裹有導電滲水布，電滲透處理期間所出的水可以通過漏水孔進入到電極內(nèi)部，所述塑料導電電極之間通過導線連接。9.權利要求1的處理系統(tǒng)，其中所述電滲透脫水處理池以及所述污泥預沉池上都設置有高壓清洗單元。10.權利要求9的處理系統(tǒng)，所述高壓清洗單元成像監(jiān)測裝置、高壓沖水管、清潔劑施放裝置、排污栗、控制裝置。
【文檔編號】C02F11/12GK205710371SQ201620185199
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】承征, 郭亞成, 承勝, 曹玲, 承鵬, 何彩娣
【申請人】江蘇圣意達自控科技有限公司
【專利摘要】一種就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)，包括：預沉淀單元、電滲透處理單元、排污水單元、檢測控制單元，其中預沉淀單元包括：污泥進料管、多個污泥預沉淀池、污泥加料泵、加料電動閥、污泥加料管、液位傳感器；電滲透處理單元包括；電滲透處理池、耐腐蝕電極、液位傳感器。排污水單元包括布置在電滲透處理池底部的排水管網(wǎng)、排水管道、污水流量計、污水井；檢測控制單元包括自動電源控制柜以及電腦系統(tǒng)，所述電腦系統(tǒng)與所述液位傳感器、所述污水流量計、電流信號采集器實現(xiàn)通信。本實用新型的處理系統(tǒng)結構簡單、能耗低、操作簡便，處理量大、處理效果好。
【專利說明】
就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種污泥脫水處理系統(tǒng)，更特別地涉及一種就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]根據(jù)《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設施建設規(guī)劃》數(shù)據(jù)，目前我國污水處理能力為1.2476 X 108t/d，到2015年將增長到1.7045 X 108t/d，同時全國污水處理設備的平均運行負荷率84%左右。預計截止2015年末，我國脫水污泥年產(chǎn)量將超過2.6 X 107t。整個污水廠投資及運行費用的25%?65%用于污泥的處理與處置，成為污水處理廠的沉重負擔。同時，也給日益嚴峻的生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力。如何處置污水廠污泥尋找切實可行的最有效解決途徑，實現(xiàn)資源的綜合利用，已成為社會關注的課題。
[0003]現(xiàn)有的淤泥處理方法大約有以下幾種:傾倒填滿、生物治氣、建筑利用、焚燒法。
[0004]現(xiàn)行最成熟的、環(huán)保的處理方法是:污泥焚燒法。但污泥焚燒對含水率有較高的要求，當污泥含水率降至40%以下，污泥就可直接作為燃料進行焚燒發(fā)電?，F(xiàn)有的污泥脫水干化一般有以下幾種:
[0005]—、直接機械脫水法:常用的帶式和離心脫水兩種方法處理的污泥含水率也只是在85%左右。
[0006]二、機械藥劑綜合法:一般是隔膜壓濾機加藥劑進行污泥的脫水處理。一般可脫水至65%左右。但這種方法需要大量藥劑，造成干泥的燃燒值降低，同時會增加環(huán)境的二次污染。
[0007]三、熱處理法:用電廠的余熱對于你污泥進行烘干，能耗高、設備工藝復雜，產(chǎn)生大量的氣體污染。
[0008]四、電滲透脫水技術
[0009]電滲透脫水是利用電場力的原理，對污泥細胞水進行破碎并排出的一種方法。這種方法對土顆粒大小要求不敏感，效率高。不僅可排出自由水，還可以排出弱結合水，可大大降低污泥含水率。是一種新型的處理方案?，F(xiàn)有的電滲透污泥脫水技術一般采用機械壓榨加電場力的原理，陽極和陰極作為導電電極，產(chǎn)生電場力，同時電極也作為機械金屬壓榨面。污泥從中間經(jīng)過，在機械力和電場力的條件下，進行脫水。
[0010]從現(xiàn)有裝置部件的數(shù)量和精度來說:現(xiàn)有的電滲透污泥脫水裝置構成的金屬部件一般數(shù)量都比較多，主要部件一般由幾十種以上。并且實際運行時，有頻繁地機械動作，往復運動控制及傳動等。對裝置部件的耐磨性和機械精度有較高要求。但實際運行時材料裝置很容易被腐蝕，從而增大機械磨損。直接降低了裝置的運行效率，從而增加了檢修及運行成本。從現(xiàn)有裝置運行上來說:現(xiàn)有的電滲透污泥脫水裝置一般需要較多的人工進行輔助，同時在實際運行處理時都需真空栗抽水，排水能耗高，效率較低。從現(xiàn)有裝置維護來說:現(xiàn)有的電滲透污泥脫水裝置的維修頻率高、備品件更換頻繁，使用難度大，整體成本高。從現(xiàn)有裝置處理量來說:現(xiàn)有的電滲透污泥脫水裝置一般采用小型裝置進行加工處理為主，處理量小。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術的上述問題，提供一種對污泥進行脫水處理就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)。
[0012]本實用新型所采用的技術方案是:提供一種就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)，其中預沉淀單元包括:污泥進料管、多個污泥預沉淀池、污泥加料栗、加料電動閥、污泥加料管、液位傳感器；
[0013]電滲透處理單元包括;電滲透處理池、耐腐蝕電極、液位傳感器。
[0014I排污水單元包括:布置在電滲透處理池底部的排水管網(wǎng)、排水管道、污水流量計、污水井；
[0015]檢測控制單元包括自動電源控制柜以及電腦系統(tǒng)，所述電腦系統(tǒng)與所述液位傳感器、所述污水流量計、電流信號采集器實現(xiàn)通信。
[0016]優(yōu)選地，排水管網(wǎng)上間隔設置排水孔，脫出來的污水經(jīng)由排水孔排入排水管網(wǎng)，再經(jīng)過排水管網(wǎng)匯總至污水總管，并經(jīng)流量計流至污水深井。
[0017]優(yōu)選地，污泥預沉池的下部有兩路污泥加料管，一路水平直通連接到電滲透處理單元的電滲透脫水處理池中部，另一路加料管連接到電滲透脫水處理池頂部，且兩路路加料管上都設置有所述加料電動閥，控制加料;所述兩路加料管上都設置污泥加料栗。
[0018]優(yōu)選地，所述污泥預沉淀池以及所述電滲透處理池均為長方形水泥池，并進行防水處理，且選擇若干個長方形水泥池中至少一個水泥池作為電滲透脫水處理池，其余水泥池則作為污泥預沉池。
[0019]優(yōu)選地，排水管網(wǎng)由一套縱橫交叉的排水管道組成，縱向位置的排水管道上每間隔I米預留I個直徑8?12cm中空的排水孔，排水孔與所述耐腐蝕電極通過轉換接頭連接。
[0020]優(yōu)選地，所述污泥預沉池為地上池，即從地平面水平向上建造;所述電滲透處理池為半地下池，即一半在地平面上，一半在地平面下。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述污泥預沉池布置為架高在所述電滲透處理池上方。
[0022]優(yōu)選地，耐腐蝕電極為空心柱體，柱體上設置有多個漏水孔，所述耐腐蝕電極外表面裹有導電滲水布，電滲透處理期間所出的水可以通過漏水孔進入到耐腐蝕電極內(nèi)部，所述耐腐蝕電極之間通過導線連接。
[0023]優(yōu)選地，所述電滲透脫水處理池以及所述污泥預沉池上都設置有高壓清洗單元。
[0024]優(yōu)選地，所述高壓清洗單元成像監(jiān)測裝置、高壓沖水管、清潔劑施放裝置、排污栗、控制裝置。
[0025]本實用新型與現(xiàn)有技術相比有如下優(yōu)點:
[0026]1.解決現(xiàn)有電滲透污泥脫水裝置組成結構復雜、耐磨性和機械精度要求高、實際運行時材料很容易被腐蝕、增大機械磨損、直接降低了裝置的運行效率、從而增加了檢修及運行成本的問題。
[0027]2.解決現(xiàn)有裝置運行時人工多、能耗高、真空栗排水能耗高、效率較低的問題。
[0028]3.解決現(xiàn)有電滲透污泥脫水裝置維修頻率高、備品件更換頻繁，使用難度大，整體成本高的問題。
[0029]4.解決現(xiàn)有電滲透污泥脫水裝置處理量小的問題。
【附圖說明】
[0030]圖1:根據(jù)本實用新型的就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)的示意圖。
[0031]圖2:電滲透脫水處理池示意圖
[0032]圖3:電滲透脫水處理池池壁的排水格柵示意圖
[0033]1、電滲透污泥脫水處理池;2、一號污泥預沉池;3、一號加料電動閥；4、一號污泥加料栗；5、二號污泥預沉池;6、二號加料電動閥；7、二號污泥加料栗;8、污水井;9、液位傳感器；10、污水深井栗；11、污泥加料管；12、原污泥進料管；13、自動電源控制柜；14、導線；15、污水流量計;16、排水管網(wǎng)；17、耐腐蝕電極;18、排水孔;19、排水格柵。20、電流信號采集器
【具體實施方式】
[0034]其中需要注意的是，本實用新型中所指的污泥包括了一般理解意義上的污泥，如工廠污泥、生活污泥、以及建筑泥漿、河道淤泥、陰溝泥和污水處理廠污泥、河道淤泥、海泥、軟土層等含有固體或者半固體沉淀物的一類物質(zhì)。
[0035]根據(jù)本實用新型的就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)，主要包括四個單元:預沉淀單元、電滲透處理單元、排污水單元、檢測控制單元。
[0036]預沉淀單元包括:污泥進料管12、多個污泥預沉淀處理池、污泥加料栗、加料電動閥、污泥加料管、液位傳感器9 ο電滲透處理單元包括；電滲透處理池1、耐腐蝕電極17、液位傳感器9、導線14。排污水單元包括布置在電滲透處理池底部的排水管網(wǎng)16、排水管道、污水流量計15、污水井8。污水經(jīng)過排水管網(wǎng)匯總至污水總管，并經(jīng)流量計流至污水井8，再經(jīng)過污水處理裝置對污水進行適當處理后，回收再利用。檢測控制單元包括自動電源控制柜13以及電腦系統(tǒng)，該電腦系統(tǒng)與液位傳感器9、污水流量計、電流信號采集器20實現(xiàn)通信。液位傳感器9、污水流量計15、電流信號采集器20的檢測信號發(fā)送至電腦系統(tǒng)，電腦系統(tǒng)根據(jù)信號控制進料、電極的工作方式、排污等操作。
[0037]在本實用新型的優(yōu)選實施方式中，舉例來說，如圖1所示，設置預沉淀處理池為兩個，也即預沉淀處理池2，5。對應設置加料電動閥也為兩個，S卩加料電動閥3，6;污泥加料栗為兩個，即污泥加料栗4，7。每個預沉淀池和電滲透處理池中都設置有液位傳感器9，用以監(jiān)控對比每個池中的污泥液位。但本實用新型的預沉淀處理池以及加料電動閥、污泥加料栗、傳感器等的數(shù)量都不限于兩個。
[0038]優(yōu)選地，污泥預沉池的原污泥進料管12直接連接污水廠的污泥池。每個污泥預沉池的下部有兩路污泥加料管，一路水平直通連接到電滲透處理單元的電滲透脫水處理池中部，加料管上設置有加料電動閥，控制加料。另一路加料管連接到電滲透脫水處理池頂部，并在該管道上設置污泥加料栗。由于預沉池污泥相對于電滲透脫水處理池，有個高度差。在實際運行時污泥可通過自身重力的作用，從污泥預沉池進入電滲透脫水處理池，當兩側液面相平時，再關閉加料電動閥，啟動污泥加料栗，這樣即節(jié)省設備投資，又可達到節(jié)能的目的。
[0039]污泥預沉淀池以及所述電滲透處理池，都為長方形水泥池。在構建該系統(tǒng)的過程中，在污泥所產(chǎn)生區(qū)域現(xiàn)場建造若干個長方形的水泥池，并做防水處理。優(yōu)選地，選擇若干個長方形水泥池中至少一個水泥池作為電滲透脫水處理池，其余水泥池則作為污泥預沉池。
[0040]優(yōu)選地，電滲透脫水處理池、污泥預沉池，池壁四周有排水格柵單元，可利用污泥自重滲出自由水。排水格柵單元19采用耐腐蝕高強度塑料格柵外覆排水土工布構成，格柵上有均勻的孔，每個孔的面積在1cm2左右。同時由于排水土工布的特性，實際運行時，自由水可滲出，而污泥不會排出。其中電滲透脫水處理池設置為半地下池，池有效高度一般按4米左右設計。一半在地面水平以下，一半在地面水平以上，以4米高度為例，那么2米在地面水平下，2米在地面水平上。電滲透脫水處理池外圍布置污泥預沉池，這些污泥預沉池為地上池，即從地面水平往上建池，池高度一般按4米左右設計。因此一般來說，從地面上看，污泥預沉池比電滲透處理池高兩米。如要節(jié)省現(xiàn)場場地空間，也可把污泥預沉池直接架高在電滲透脫水處理池上方布置。
[0041 ]電滲透脫水處理池的總容量一般情況下等于I個月的最大污泥總量。污泥預沉池的總容量一般情況下等于2個月的最大污泥總量。具體可根據(jù)實際污水廠的處理需求，現(xiàn)場地理位置作相應調(diào)整，例如:一個日處理量60萬噸的污水處理廠，污泥率按萬分之1.5計算。每天產(chǎn)生污泥量90噸，按水密度I: I測算，體積大約為:90立方米。I個月的污泥總量為:2700立方米。
[0042]現(xiàn)有技術中要實現(xiàn)這種規(guī)格的污水處理廠，污泥處理設備及廠房等占地面積較大，廠房及設備的一次性投入高，后期運行維護成本高。優(yōu)選地，根據(jù)本實用新型，現(xiàn)場只需建造I個電滲透污泥脫水池，2個污泥預沉池，每個池子2700立方，按深度4米測算。每個池子有效大約面積為675平方米，加上建筑面積每個尺寸面積在800平方米以內(nèi)。3個尺寸總面積為:2400平方米。如考慮到污水廠現(xiàn)有的污泥池容量，或者污泥預沉池采用架空設計，則實際占地面積更小。
[0043]電滲透脫水池池底的水泥地面下方預置排水管網(wǎng)16，排水管網(wǎng)16由一套縱橫交叉的排水管道組成，縱向位置的排水管道上每間隔I米預留I個直徑8?12cm中空的排水孔18，優(yōu)選地，設置直徑為1cm的排水孔，排水效果較為理想。再經(jīng)過排水管網(wǎng)16匯總至污水總管，并經(jīng)流量計流至污水深井8，待后續(xù)處理?，F(xiàn)有技術中，多采用真空栗抽水的形式進行排水，這種方式需要利用真空栗往上抽水，就必須克服重力做功，所用能耗較大。而且由于不同污泥在不同處理時期排水量的不確定性，真空栗必須時刻開啟，必然浪費能耗，也影響排水效率，從而直接影響處理的效果和速度。
[0044]為了簡化污泥處理系統(tǒng)的結構，本實用新型將排水管網(wǎng)在電滲透處理池下方，利用水重力的原理排水。在電滲透脫水期間一旦有水滲出，就能及時通過排水管網(wǎng)排水，排水效果理想，而且本實用新型的排水即不用能耗，即節(jié)省了設備投資，又大大增強了排水效率。
[0045]排水孔18與耐腐蝕電極17通過轉換接頭連接。這樣排水孔18就可適應不同外形形狀的耐腐蝕電極17，有利于不同特性污泥的處理，提高處理效率和處理效果，排水管道匯總在一起，并通過污水流量計15流至污水井。另外，耐腐蝕電極17為空心柱體，橫截面可以為圓形、橢圓、方形等，柱體上設置有多個漏水孔，電極外表面裹有導電滲水布從而加強電極的作用并能導出所電滲透處理中脫去的水。在電滲透處理期間所出的水可以通過漏水孔進入到電極內(nèi)部。耐腐蝕電極17之間通過導線14連接。
[0046]耐腐蝕電極17采用耐腐蝕并能夠?qū)щ姷牟馁|(zhì)制造，如塑料導電材料、非金屬導電材料等。
[0047]電滲透脫水處理期間，所施加電壓值按具體污泥特性浮動確定，一般來說，為了避免電極端泥土的開裂和硬化等情況，不宜采用大電壓大電流方式，而是采用小電壓、小電流方式:所選擇的電勢力梯度在0.2-0.5V/cm，也即每厘米厚的污泥所需電壓在0.2V-0.5V左右。優(yōu)選地，電滲透處理通電電壓為:DC20V-DC50V。這個階段所采用的電流比電滲透預處理所采用的電流小，每組電極電流約在0.3A-0.8A/單元米，因而排水比較緩慢，但比較穩(wěn)定，整體效果好。
[0048]電滲透脫水處理開始一周內(nèi)每隔一定的處理時間根據(jù)實際出水量調(diào)整正負極極性。優(yōu)選地，每隔6個小時，正負電極的極性進行調(diào)整，也即原來的正極轉換為負極，原來的負極轉換為正極。到了電滲透脫水處理第二周，正負電極不再換相，正常通電處理。電滲透處理時，需要對電流和排水量進行自動檢測。當檢測到每組電極的電流低至最初的1/15以下時(最小0.02A/單元米以下)，注意觀察排水量。當日排水量按重量算小于污泥處理總重量的千分之一時，可認為污泥電滲透脫水完畢，此時污泥的含水率一般在40 %-60 %之間。污泥電滲透脫水過程一般需要25天左右。然后可進行脫水后污泥的出料工作。出料時間一般控制在5天以內(nèi)。
[0049]優(yōu)選地，自動電源控制柜13為智能控制電源柜，為整個系統(tǒng)的運作提供電源，并控制電極的正負極轉換。而電腦對整體系統(tǒng)該電腦系統(tǒng)與液位傳感器9、污水流量計15、電流信號采集器20實現(xiàn)通信。根據(jù)液位傳感器9、污水流量計15、電流信號采集器20發(fā)出的檢測信號，電腦系統(tǒng)控制整個系統(tǒng)的運作。
[0050]優(yōu)選地，在電滲透脫水處理池、污泥預沉池上設置有高壓清洗單元。在經(jīng)過一段時間的使用之后，電滲透脫水處理池、污泥預沉池池壁上附著有大量的污泥，如不及時清理，則不利于長期使用，容易對池壁形成永久性腐蝕，難以復原。因此本實用新型設置了高壓清洗單元，該清洗單元包括成像監(jiān)測裝置、高壓沖水管、清潔劑施放裝置、排污栗、控制裝置。電滲透脫水處理池、污泥預沉池每次排空之后，成像監(jiān)測裝置啟動，對電滲透脫水處理池、污泥預沉池進行成像檢測，如污泥附著程度超出設定的閾值，清洗單元的控制裝置向電腦系統(tǒng)發(fā)出信號，電腦系統(tǒng)啟動高壓沖水管以及清潔劑施放裝置，對電滲透脫水處理池、污泥預沉池進行噴射處理，待電滲透脫水處理池、污泥預沉池中的水充滿之后，池水靜置2-6天后，電腦系統(tǒng)向控制裝置發(fā)出信號，啟動排污栗將池水抽出后，再啟動高壓沖水管進行第二次沖洗。每次清洗之后，成像監(jiān)測裝置都進行成像監(jiān)測，確定是否需要啟動下一次沖洗，直至電滲透脫水處理池、污泥預沉池的潔凈程度達到可接受程度，停止沖洗。另外，一般來說只有首次沖洗的時候，啟動清潔劑施放單元，放入足量的清潔劑即可。但是如果污泥質(zhì)量較臟，可以在第二次沖洗的時候也啟動清潔劑施放單元。通常最多只需要加入兩次清潔劑即可。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的上述實施方式，耐腐蝕電極17豎直插放入污泥中，相鄰排或者相鄰列之間的電極相反設置;而根據(jù)本發(fā)明的又一個實施方式，耐腐蝕電極17也可以從電滲透脫水處理池側面所開電極插入口水平插入到污泥中，水平方向上相鄰層的電極相反設置；根據(jù)本發(fā)明再一個優(yōu)選的實施方式中，為了加速整個污泥脫水的效率，也可以采用綜合的布置方式，即先豎直插入污泥后，再進一步相應設置水平設置的耐腐蝕電極17。此外，根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，耐腐蝕電極也可水平橫向布置在污泥的上下兩側，上層電極正極，下層電極負極。在水平設置或者綜合設置的情況下，轉化接頭則需要搭配相應的軟管使用，已將水平設置的耐腐蝕電極17作用形成的水順利經(jīng)由排水網(wǎng)管排出。在實際處理時，可輔助一定的壓力方式，和不同的電壓方式控制。這樣處理效果更好。
[0052]以上所述，僅為本實用新型專利較佳的【具體實施方式】，但本實用新型專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型專利揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型專利的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種就地工廠化電滲透污泥脫水處理系統(tǒng)，包括:預沉淀單元、電滲透處理單元、排污水單元、檢測控制單元，其特征在于: 其中預沉淀單元包括:污泥進料管、多個污泥預沉淀池、污泥加料栗、加料電動閥、污泥加料管、液位傳感器； 電滲透處理單元包括；電滲透處理池、塑料導電電極、液位傳感器， 排污水單元包括:布置在電滲透處理池底部的排水管網(wǎng)、排水管道、污水流量計、污水井;檢測控制單元包括自動電源控制柜以及電腦系統(tǒng)，所述電腦系統(tǒng)與所述液位傳感器、所述污水流量計、電流信號采集器實現(xiàn)通信。2.根據(jù)權利要求1的處理系統(tǒng)，其中排水管網(wǎng)上間隔設置排水孔，脫出來的污水經(jīng)由排水孔排入排水管網(wǎng)，再經(jīng)過排水管網(wǎng)匯總至污水總管，并經(jīng)流量計流至污水深井。3.根據(jù)權利要求2的處理系統(tǒng)，其中污泥預沉池的下部有兩路污泥加料管，一路水平直通連接到電滲透處理單元的電滲透脫水處理池中部，另一路加料管連接到電滲透脫水處理池頂部，且兩路加料管上都設置有所述加料電動閥，控制加料;所述兩路加料管上都設置污泥加料栗。4.根據(jù)權利要求3的處理系統(tǒng)，其中所述污泥預沉淀池以及所述電滲透處理池均為長方形水泥池，并進行防水處理，且選擇若干個長方形水泥池中至少一個水泥池作為電滲透脫水處理池，其余水泥池則作為污泥預沉池。5.根據(jù)權利要求2的處理系統(tǒng)，其中排水管網(wǎng)由一套縱橫交叉的排水管道組成，縱向位置的排水管道上每間隔I米預留I個直徑8?12cm中空的排水孔，排水孔與所述塑料導電電極通過轉換接頭連接。6.權利要求3的處理系統(tǒng)，其中所述污泥預沉池為地上池，即從地平面水平向上建造；所述電滲透處理池為半地下池，即一半在地平面上，一半在地平面下。7.權利要求3的處理系統(tǒng)，其中所述污泥預沉池布置為架高在所述電滲透處理池上方。8.權利要求5的處理系統(tǒng)，其中塑料導電電極為導電塑料材質(zhì)的空心柱體，柱體上設置有多個漏水孔，所述電極外表面裹有導電滲水布，電滲透處理期間所出的水可以通過漏水孔進入到電極內(nèi)部，所述塑料導電電極之間通過導線連接。9.權利要求1的處理系統(tǒng)，其中所述電滲透脫水處理池以及所述污泥預沉池上都設置有高壓清洗單元。10.權利要求9的處理系統(tǒng)，所述高壓清洗單元成像監(jiān)測裝置、高壓沖水管、清潔劑施放裝置、排污栗、控制裝置。
【文檔編號】C02F11/12GK205710371SQ201620185199
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年3月10日
【發(fā)明人】承征, 郭亞成, 承勝, 曹玲, 承鵬, 何彩娣
【申請人】江蘇圣意達自控科技有限公司
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