[发明专利]一种声电复合多功能污泥减量化系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种声电复合多功能污泥减量化系统及其工作方法，该系统包括依次连接的进泥管、一体化污泥处理器、排泥管和至少一台机械脱水装置，一体化污泥处理器包括四个区域，依次为超声波处理区、加药反应区、电脱水区和污泥调理区；超声波处理区设有超声波震板，超声波震板与超声波发生器连接，加药反应区上设有A加药装置，电脱水区相间排列有阴极网板和阳极网板，阴极网板和阳极网板分别与电源的负极和正极连接，污泥调理区上设有B加药装置。与现有技术相比，本系统结构简单，操作简便，可实现连续作业，脱水效率高，减容量大，不仅降低了后续污泥的处理处置成本，还能有效控制污泥脱水过程的二次污染，具有显著的环境效益和实用价值。

技术领域

本发明属于污水处理厂污泥的减量化、无害化与资源化技术领域，涉及一种声电复合多功能污泥减量化系统及其工作方法。

背景技术

据《2017中国生态环境状况公报》报道，截至2017年底，全国设市的城市污水处理能力达1.57亿m³/d，目前污水处理行业普遍采用的是活性污泥工艺，该工艺会产生大量的剩余污泥，且含水率通常高达97%以上，依据目前最常用的机械脱水设备，污泥脱水后含水率也通常在80%左右，甚至更高，以此推算全国污泥产量超过3500多万t/a。随着污泥处理处置标准的日益严格，污泥处理费用已经占污水处理厂整体运行费用的20-60%，污泥减量化已经成为污水处理领域迫切需要解决的问题。

污水处理后污泥中的水一般分为四类：自由水，不受固相颗粒的影响，经沉淀很容易去除；间隙水，经过强烈的机械力可以去除；表面水，通过吸附和黏附存在于固相颗粒的表面；结合水，吸附或结合在絮体内，主要依靠氢键与蛋白质的极性结合的水分。其中结合水是限制污泥脱水的主要因素，而传统的机械脱水只能除去污泥中的部分自由水和极少部分间隙水，为了能够进一步降低污泥的含水率，在污水厂污泥脱水与污泥减量化研究领域，近些年来利用微波辐射、热水解和超声波、电化学等的污泥脱水技术有较多的研究和专利报道，尤其是超声波，因其在水中产生的超声空化作用而能破解污泥絮体，甚至是菌胶团和细胞体，可使污泥中的结合水转化为易于用机械方式脱除的自由水，并以其稳定、清洁、安全等性能备受关注。如授权号CN 20639603 U公开了以超声处理为核心的城市污水处理厂污泥的深度脱水系统，以超声空化技术破坏污泥中的毛细结构和细胞壁结构，使毛细水和胞内水转化为自由水，从而更易于脱除。公布号CN 106310652 A和公布号CN105621846分别公开了以超声波处理为主体，辅之以阳离子絮凝剂进行污泥调理的污泥脱水系统与方法，超声波可使污泥菌胶团散开，菌胶团内部包含的水分转变为自由水，同时絮凝剂的加入可快速提高污泥的沉降性能，因此超声联合絮凝剂处理污泥有无污染，破解速度快等优势。

电脱水也是目前比较受关注的污泥脱水技术之一，它是一种以电场为驱动力的固液分离技术，其原理是在电场的作用下，污泥中的负电性颗粒会通过电泳作用向阳极网板迁移，而处于双电层-扩散层内的反离子携带水分通过电渗作用向阴极网板迁移，故电场可使带电污泥颗粒脱稳，因此对于那些表面带电荷的胶体颗粒，机械脱水效果往往不佳，电脱水技术则有更好的脱水效果。近几年也有一些利用这种电渗透技术进行污泥脱水的专利公开，如公布号为CN 107381999 A公开的一种污泥深度脱水方法、公布号为CN 107098565 A公开的一种竖直电场多层式污泥电脱水装置及其工作方法和公布号为CN 106477845 A公开的一种固定平板电极推送式电脱水净化装置等，这些专利均采用竖直电场，在阳极网板板上方施加压力，形成一种加压的电脱水过程，以提高电脱水效率，而没有常压电脱水装置及其在污泥脱水领域的专利报道。