一种垃圾场污泥固化处理方法

文档序号:182262 发布日期:2021-11-02 浏览:61次 >En<

阅读说明:本技术 一种垃圾场污泥固化处理方法 (Method for solidifying and treating sludge in refuse dump ) 是由 何云武 邓亚军 肖曦彬 黄太昌 张吁麟 黄嘉伟 于 2021-07-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种垃圾场污泥固化处理方法,包括如下步骤:S1:储坑污泥,S2:离心检测;S3:固化混合搅拌,通过输送泵将储备坑中的污泥传送到混合搅拌设备中,同时将准备好的固化剂输送到混合搅拌设备中,然后进行混合搅拌;S4:脱水处理;S5:晾晒养护,S6:卫生填埋。本发明固化时间短,添加量少,对污泥pH改变较小;不对污泥造成二次污染,固化过程简化,易于生产和施工;可进行资源化利用,固化效果能够达到标准要求;固化污泥渗透性能满足填埋要求;而且固化剂的输送即减少了电力浪费,保证污泥与固化剂随时的混合均匀,提高固化效果。(The invention discloses a method for solidifying sludge in a refuse dump, which comprises the following steps: s1: storage pit sludge, S2: carrying out centrifugal detection; s3: solidifying, mixing and stirring, namely conveying the sludge in the storage pit into a mixing and stirring device through a conveying pump, conveying the prepared solidifying agent into the mixing and stirring device, and then mixing and stirring; s4: carrying out dehydration treatment; s5: airing and maintaining, S6: and (5) sanitary landfill. The invention has short curing time, small addition amount and small change to the pH value of the sludge; the secondary pollution to the sludge is avoided, the solidification process is simplified, and the production and construction are easy; resource utilization can be carried out, and the curing effect can meet the standard requirement; the permeability of the solidified sludge meets the landfill requirement; and the conveying of the curing agent reduces the electric power waste, ensures the sludge and the curing agent to be uniformly mixed at any time, and improves the curing effect.)

一种垃圾场污泥固化处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾场处理技术领域,特别涉及一种垃圾场污泥固化处理方法。

背景技术

污泥有机质含量高,呈胶体状的絮体结构,具有高度的亲水性和持水性,脱水性能极差,即便是经长时间自然晾晒,含水率已降低至80%污泥在雨水淋溶条件下仍可能具备较高的流动性与污染物浸出风险,因此有必要进行污泥持水性能改善,实现污泥高效脱水,从而满足卫生填埋、干化焚烧、厌氧发酵、堆肥对污泥含水率做出的严格技术界定。对于卫生填埋(事实上,我国目前绝大部分污泥都采用卫生填埋),含水率必须低于60wt.%且做好防渗处理才能确保污泥具有足够高的土力学强度,避免污泥填埋时出现滑坡现象;对于堆肥,含水率也应该低于60wt.%,否则要添加大量木屑等辅助材料;对于厌氧发酵,残渣脱水仍然没有解决,需要脱水到50~60wt.%才能卫生填埋;对于干化焚烧,只有污泥含水率小于50wt.%,热值大于1200kcal/kg时,焚烧处理才具可行性。可以看出,污泥高亲水性是制约污泥无害化处理处置的控制因子,因此污泥持水性能改善是实现污泥高效、低成本处理与资源化的重要前提与关键步骤,污泥固化处理是近年来污泥的工业处理上普遍重视和使用较多的一种方法。它是指用物理化学方法将污泥颗粒胶结、掺合并包裹在密实的惰性基材中,形成整体性较好的固化体的一种过程。其中固化所用的惰性材料叫固化剂,污泥经过固化处理所形成的固化产物为固化体。

现如今的污泥固化有水泥固化、石灰固化、热塑型固化法和聚合型固化法,写固化法存在污泥干化速率慢;固化效果难以达到标准要求;固化污泥渗透性能满足不了填埋要求;工艺设备较复杂和固化剂成本较高,且添加量大,会产生臭氧;容易对环境二次污染,固化过程复杂,不易于生产和施工;基本不可进行资源化利用,而且在混合搅拌前,现有的其他类型固化剂输送时,为了保证固化剂喷洒均匀,需要电力的单独均匀驱动,浪费资源,驱动过程中无法保证随时暂停,固化剂容易输送过量,降低了固定效果的问题。

为解决上述问题。为此,提出一种垃圾场污泥固化处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垃圾场污泥固化处理方法,通过本方法实施,可以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种垃圾场污泥固化处理方法,包括如下步骤:

S1:储坑污泥,将待处理污泥输送到待处理的污泥储备坑中;

S2:离心检测,待处理污泥进行离心脱水,检测离心脱水后污泥含水率,评价污泥调理剂调理效果与离心脱水可行性;

S3:固化混合搅拌,通过输送泵将储备坑中的污泥传送到混合搅拌设备中,同时将准备好的固化剂输送到混合搅拌设备中,然后进行混合搅拌;

S4:脱水处理,污泥通过混合搅拌器后泵送入机械脱水设备,将污泥中的水分进行脱水处理,降低污泥含水率;

S5:晾晒养护,将脱水处理的污泥,再次通过转运设备转运到晾晒区,再进行进一步的晾晒养护,提高固化效果;

S6:卫生填埋,待晾晒养护周期到后,达到填埋标准后,再次通过转运设备转运到填埋场,最终完成垃圾场污泥固化处理。

进一步地,S1中的储备坑的计算公式为V——台体的体积,m3;H——台体的高度,m;S上——台体上表面面积,m2;S 下——台体下表面面积,m2。

进一步地,步S2中的离心检测的离心脱水设备转速为5000r/min,持续时间为10min。

进一步地,混合搅拌设备包括泵送管以及设置在泵送管出口端的加料驱动部件,加料驱动部件的驱动末端外套在加料罐的下端,且加料罐与加料驱动部件均设置在混合搅拌机上,且均与混合搅拌机相连通。

进一步地,加料驱动部件包括导料壳以及与导料壳的外壁连接的转轴,且转轴的外侧设置有驱动片,驱动片的单片长度等于泵送管的直径,且泵送管的出口与单片的驱动片凹陷处相对应,转轴延伸出导料壳的外侧设置有转动轴,转动轴贯穿设置在加料罐下端设置的送料管连通连接的安装壳,且转动轴的末端设置有第一锥形齿轮,第一锥形齿轮与设置在安装壳内侧与送料管相连通的从动导料管外侧设置的第二锥形齿轮啮合连接。

进一步地,从动导料管位于混合搅拌机的内部的下端设置有撒料部件,撒料部件包括主送料盘,主送料盘上贯穿设置有副送料管,副送料管的内孔底部与主送料盘内侧开设的空腔的底部持平。

进一步地,撒料部件包括主送料盘,主送料盘的环形外壁设置有出料片,出料片与主送料盘内侧开设的空腔相连通,位于主送料盘的下端设置有撒料盘,撒料盘呈漏斗状,且上端面高于出料片的上的,撒料盘与出料片均开设有孔径相同的穿孔。

进一步地,S3中固化剂的处理方法,

S31:将固化剂暂存在固化剂仓内部;

S32:固化剂仓与单螺旋输送机相连,通过单螺旋输送机将固化剂送入加料罐(3)内,且每次输送量为为原污泥湿重8~10wt.%;

S33:污泥与固化剂在混合搅拌器中混合。

进一步地,固化剂种类为基于钙镁化合物的M1固化剂与SC固化剂的混合物,M1固化剂与SC固化剂混合质量比3:7。

进一步地,S5中的养护方法为,

S51:将脱水固化污泥运至养护区并卸入指定位置,再由挖机推铺至30 ㎝厚度的薄层养护;

S52:平铺养护2d后,用挖掘机将固化污泥堆成条垛,用翻抛机对养护体进行翻抛,促进其进一步干化;

S53:翻抛5d后,由挖机装入短驳车辆运出养护区。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1.本发明提出的一种垃圾场污泥固化处理方法,针对基于钙镁复盐的M1 固化剂,与其他固化剂相比,该固化剂的优点如下:固化时间短,可以在短期内(48h)使污泥凝固,达到填埋要求;添加量少(5%~10%),对污泥 pH改变较小,同时可以抑制臭气的产生;为一种绿色的污泥调理剂,不对污泥造成二次污染,促进污泥的稳定化进程,并有一定阻燃脱硫效果;固化过程简化,易于生产和施工;固定化处理的污泥经过一定时间的降解稳定后,形成一种类土壤物质,可进行资源化利用。

2.本发明提出的一种垃圾场污泥固化处理方法,针对整个垃圾场污泥固化处理工艺的优点如下:污泥干化速率块;固化效果好,达到标准要求;固化污泥渗透性能满足填埋要求;工艺设备简单和固化剂成本适中。

3.本发明提出的一种垃圾场污泥固化处理方法,从泵送管输送的污泥流入到导料壳内部,在污泥重力及推动力下带动驱动片转动,进而使得转轴带动转动轴转动,转动轴带动第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合传动,最后带动从动导料管转动,再经撒料部件均匀的撒向污泥上端,无需使用另外的电动驱动部件,合理的利用原有污泥的重力及驱动力提供动力,即减少了电力浪费,又可保证任何时间在污泥停止输送时,混合搅拌机中的固化剂也停止输送,保证污泥与固化剂的比例不受变化,保证污泥与固化剂随时的混合均匀,提高固化效果。

附图说明

图1为本发明垃圾场污泥固化处理方法的整体流程示意图;

图2为本发明垃圾场污泥固化处理方法的混合搅拌设备整体立体结构示意图;

图3为本发明垃圾场污泥固化处理方法的加料驱动部件内部平面结构示意图;

图4为本发明垃圾场污泥固化处理方法的加料驱动部件与加料罐配合内部平面结构示意图;

图5为本发明垃圾场污泥固化处理方法的实施例一的撒料部件立体结构示意图;

图6为本发明垃圾场污泥固化处理方法的实施例二的撒料部件立体结构示意图;

图7为本发明垃圾场污泥固化处理方法的步骤三中固化剂的处理方法流程示意图;

图8为本发明垃圾场污泥固化处理方法的步骤三中养护方法流程示意图。

图9为本发明垃圾场污泥固化处理方法的图2-1:脱水固化污泥含水率日变化;

图10为本发明垃圾场污泥固化处理方法的图2-2:脱水固化污泥7d无侧限抗压强度;

图11为本发明垃圾场污泥固化处理方法的图2-3:垂直压力下的脱水固化污泥抗剪强度;

图12为本发明垃圾场污泥固化处理方法的图2-4:固结压力下的脱水固化污泥渗透系数;

图中:1、泵送管;2、加料驱动部件;21、导料壳;22、转轴;23、驱动片;231、送料管;24、转动轴;25、第一锥形齿轮;26、安装壳;3、加料罐;31、送料管;32、从动导料管;321、第二锥形齿轮;33、撒料部件;331、主送料盘;332、副送料管;334、出料片;335、撒料盘;336、空腔; 4、混合搅拌机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和7,一种垃圾场污泥固化处理方法,首先是进行污泥储坑,将待处理污泥输送到待处理的污泥储备坑中;

储备坑的计算公式为

V——台体的体积,m3;

H——台体的高度,m;

S上——台体上表面面积,m2;

S下——台体下表面面积,m2,便于计算污泥固化量。

其次,对需要处理的污泥进行离心检测,待处理污泥进行离心脱水,检测离心脱水后污泥含水率,评价污泥调理剂调理效果与离心脱水可行性,实现采样的污泥信息见下表;

表2-1:污泥基本性质分析结果

开展离心脱水实验可在一定程度上反映污泥亲水能力,评价污泥脱水性能,指导脱水固化工艺路线设计。采用5000r/min转速对实验待处理污泥进行离心脱水,检测离心脱水后污泥含水率,评价污泥调理剂调理效果与离心脱水可行性,实验结果见下表:

表2-2:污泥离心脱水含水率分析结果

由表2-2数据可知,污泥亲水性下降,离心处理可实现污泥脱水10%以上,有机絮凝剂因含有亲水基团,增强了污泥亲水性,不利于提高离心脱水性能,因此本地污泥不宜采用有机絮凝剂进行污泥调理。

其次,进行污泥固化混合搅拌,通过输送泵将储备坑中的污泥传送到混合搅拌设备中,同时将暂存在固化剂仓内部的固化剂{固化剂种类:M1固化剂 (M1固化剂是基于钙镁复盐的胶凝固化剂)与SC固化剂混合质量比3:7固化剂投加量:原污泥湿重8~10wt.%}通过与固化剂仓连接的单螺旋输送机将固化剂送入加料罐(3)内,然后进行混合搅拌,搅拌后进行脱水处理,污泥通过混合搅拌器后泵送入机械脱水设备,将污泥中的水分进行脱水处理,降低污泥含水;

请参阅图2,混合搅拌设备包括泵送管1以及设置在泵送管1出口端的加料驱动部件2,加料驱动部件2的驱动末端外套在加料罐3的下端,且加料罐 3与加料驱动部件2均设置在混合搅拌机4上,且均与混合搅拌机4相连通。

请参阅图3-4,加料驱动部件2包括用于防护的导料壳21以及与导料壳 21的外壁活动连接的转轴22,且转轴22的外侧设置有若干驱动片23,优先的,驱动片23设置有四个,且均为C形,驱动片23的单片长度等于泵送管1 的直径,且泵送管1的出口与单片的驱动片23凹陷处相对应,使得泵送的污泥推动力只作用在单片驱动片23上,使得转轴22单向转动更稳定,不会受到反向转动的阻力影响。

转轴22延伸出导料壳21的外侧设置有转动轴24,转动轴24贯穿设置在加料罐3下端设置的送料管31连通连接的安装壳26,且位于安装壳26的内侧的转动轴24的末端设置有第一锥形齿轮25,第一锥形齿轮25与设置在安装壳26内侧与送料管31相连通的从动导料管32外侧设置的第二锥形齿轮321 啮合连接,从动导料管32贯穿安装壳26,且与安装壳26的连接端均为活动连接,从泵送管1输送的污泥流入到导料壳21内部,在污泥重力及推动力下带动驱动片23转动,进而使得转轴22带动转动轴24转动,转动轴24带动第一锥形齿轮25与第二锥形齿轮321啮合传动,最后带动从动导料管32转动,无需使用另外的电动驱动部件,合理的利用原有污泥的重力及驱动力提供动力,即减少了电力浪费,又可保证任何时间在污泥停止输送时,混合搅拌机4中的固化剂也停止输送,保证污泥与固化剂的比例不受变化,保证污泥与固化剂随时的混合均匀,提高固化效果。

请参阅图5,从动导料管32位于混合搅拌机4的内部的下端设置有撒料部件33,撒料部件33包括主送料盘331,主送料盘331上贯穿设置有副送料管332,副送料管332的内孔底部与主送料盘331内侧开设的空腔336的底部持平,当从动导料管32转动时,在离心力作用下,流入到空腔336的固化剂粉末均匀从副送料管332旋转撒到混合搅拌机4内部,并落入到污泥上,完成均匀散料。

提供撒料部件33的另一种实施例,如图6所示,撒料部件33包括主送料盘331,主送料盘331的环形外壁设置有出料片334,出料片334与主送料盘331内侧开设的空腔336相连通,位于主送料盘331的下端设置有撒料盘 335,撒料盘335呈漏斗状,且上端面高于出料片334的上的,撒料盘335与出料片334均开设有孔径相同的穿孔,当从动导料管32转动时,在离心力作用下,流入到空腔336的固化剂粉末均匀的从出料片334撒出后经撒料盘335 呈散开状撒到混合搅拌机4内部,并落入到污泥上,完成均匀散料。

针对不同的固化剂进行实用结果如下;

一.含水率随养护时间的变化规律

选用脱水干化效果较好、原料易得的3种固化剂M1、A1、SC,3天后含水率低于60%,实验结果如下图2-1所示。通过图2-4可以看出污泥脱水干化后其含水率较低,≤50%。

二.无侧限抗压强度随养护时间变化规律

采用脱水性能较好的M1、SC固化剂,室温养护7天,测定无侧限抗压强度如下图所示:

由图2-2可看出,污泥固化强度随M1、SC脱水固化剂投加量增多而增大。当M1、SC的添加比例为8%时,抗压强度也迅速升高到50kN/m2以上,分别为 105.13kN/m2和189.11kN/m2

三.抗剪强度与渗透系数

脱水固化性能较好的SC脱水固化剂按污泥湿基质量8%添加,在专用环刀中养护7d得到脱水固化污泥,在垂直压力下的抗剪强度和渗透系数测定结果如下图2-3所示。

由图2-3可看出,随着垂直压力的增加,脱水固化污泥的抗剪强度也增加,通过线性回归,可预测各垂直压力下的抗剪强度。当垂直压力为50kN/m2时,计算得脱水固化污泥抗剪强度为29.93kN/m2。由于脱水固化污泥抗压强度均满足大于50kN/m2,因此经SC脱水固化剂按湿污泥重量添加比8%添加,养护7d得到的脱水固化污泥均可满足抗剪强度大于25KN/m2的技术指标要求。

由图2-4可看出,随着固结压力的增加,脱水固化污泥的渗透系数迅速下降,在固结压力大于100kN/m2时,污泥渗透系数下降至10-8-10-7cm/s。通过线性回归,可预测固结压力为0kN/m2时,污泥渗透系数测定值应在 10-7-10-6cm/s,而由于在测定渗透系数前,要将污泥均匀固定在环刀内做压实预处理,因此完全未经压实的原始状态脱水固化污泥渗透系数应介于 10-6-10-5cm/s,满足技术指标要求。

《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(GB/T 23485-2009)主要标准指标要求如下表所示。

表2-3:固化污泥主要标准指标要求

表2-4:脱水固化污泥主要性质指标

将表2-4数据与表2-3中标准值对比可知,M1、SC投加量为含水率90%污泥湿基质量8%、室温养护7d时,实验结果可满足填埋标准要求;

不同污泥脱水固化处置工艺必选结论汇总如下表所示。

表2-5不同污泥脱水固化处置技术方法比选

由表2-5可知,实验中使用的M1和SC的混合固化剂相对比与其他固化效果,在污泥干化速率、固化效果、固化污泥渗透性能、工艺设备和固化剂成本占有很大的优势。

请参阅图8,然后,进行脱水污泥的晾晒养护,将脱水处理的污泥,再次通过转运设备转运到晾晒区,将脱水固化污泥运至养护区并卸入指定位置,再由挖机推铺至20-40㎝厚度的薄层养护(优先的为30㎝);平铺养护1-3d 后(优先的为2d),用挖掘机将固化污泥堆成条垛,用翻抛机对养护体进行翻抛,促进其进一步干化;翻抛4-7d后(优选的为5d),由挖机装入短驳车辆运出养护区提高固化效果。

上述的实验后的晾晒养护后出料参数:含水率<60%,无侧限抗压强度≥ 50kN/m2,十字板抗剪强度≥25kN/m2,渗透系数在10-6~10-5cm/s数量级。

最后进行卫生填埋,待晾晒养护周期到后,达到填埋标准后,再次通过转运设备转运到填埋场,最终完成垃圾场污泥固化处理。

综上所述:本发明一种垃圾场污泥固化处理方法,储坑污泥,将待处理污泥输送到待处理的污泥储备坑中;离心检测,待处理污泥进行离心脱水,检测离心脱水后污泥含水率,评价污泥调理剂调理效果与离心脱水可行性;固化混合搅拌,通过输送泵将储备坑中的污泥传送到混合搅拌设备中,同时将准备好的固化剂输送到混合搅拌设备中,然后进行混合搅拌;从泵送管1 输送的污泥流入到导料壳21内部,在污泥重力及推动力下带动驱动片23转动,进而使得转轴22带动转动轴24转动,转动轴24带动第一锥形齿轮25 与第二锥形齿轮321啮合传动,最后带动从动导料管32转动,无需使用另外的电动驱动部件,脱水处理,污泥通过混合搅拌器后泵送入机械脱水设备,将污泥中的水分进行脱水处理,降低污泥含水率;晾晒养护,将脱水处理的污泥,再次通过转运设备转运到晾晒区,再进行进一步的晾晒养护,提高固化效果,最终的晾晒养护后出料的固化污泥均达到要求,实现待处置污泥的卫生填埋。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

20页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种节能型污泥浓缩机

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!