CN107382011A - 污泥压滤处理系统和污泥压滤处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污泥压滤处理系统和污泥压滤处理方法，涉及污泥处理技术领域。污泥压滤处理系统包括：污泥泵、压滤机和控制器；污泥泵通过输送管路与压滤机相连，输送管路上设置有压力传感器，控制器分别与污泥泵和压力传感器电连接；压力传感器用于检测输送管路上的压力信号，并输出压力信号至控制器，控制器根据压力信号控制污泥泵的运行状态。本发明缓解了目前污泥脱水处理系统自动化程度低、处理效率低，污泥水在输送过程中压力不稳定，不能对进泥系统进行有效的控制，从而影响压滤机的使用寿命和压滤效果的技术问题。本发明能够使压滤机污泥输送实现以压力点位大小来控制污泥泵的运行，简化了人工操作流程，智能化程度高，压滤机运行稳定。

Description

污泥压滤处理系统和污泥压滤处理方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体而言，涉及一种污泥压滤处理系统和污泥压滤处理方法。

背景技术

我国城市化的进程处于不断加快的阶段，同时环境污染的情况也在加重，污泥问题已经成为关系人们生活的一个重大问题。我国每年的年污泥产量非常巨大、重量十分惊人，同时大部分城市的污水排放总量也呈不断加速增加的趋势，但相应的污水处理效率却没有相应的提高速度，造成了污泥的排放和堆置已经成为新的重大的污染源。

目前的污泥处理技术包括污泥的脱水、浓缩和干燥。当前可以通过一些机械设备如压滤机来实现污泥水的固液分离，压滤机适用于城市污水处理厂、制药、电镀、造纸、皮革、印染、冶金、化工、屠宰、食品、酿酒及环保工程中废水处理工序的污泥脱水，在工业生产中也可用于固液分离之场合，是环境治理和资源回收的理想设备，也可以应用于工业生产中的固液分离或液体浸出工序。

现有技术中传统的污泥脱水系统都是由一个污泥池，多台污泥泵连接多台压滤设备组成。目前的污泥脱水处理系统操作繁琐，自动化程度低，处理效率低，而且由于泥水分布不均，造成污泥水在输送过程中压力不稳定，不能对进泥系统进行有效的控制，从而影响压滤机的使用寿命和压滤效果。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥压滤处理系统和污泥压滤处理方法，使压滤机污泥输送能够实现以压力点位大小来控制污泥泵的运行，简化了人工操作流程，智能化程度较高，压滤机运行稳定。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种污泥压滤处理系统，所述污泥压滤处理系统包括：污泥泵、压滤机和控制器；

所述污泥泵通过输送管路与所述压滤机相连，所述输送管路上设置有压力传感器，所述控制器分别与所述污泥泵和所述压力传感器电连接；

所述压力传感器用于检测输送管路上的压力信号，并输出压力信号至所述控制器，所述控制器根据所述压力信号控制所述污泥泵的运行状态。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述运行状态包括启动、停止和运行速度。

进一步，在本发明技术方案的基础上，所述污泥泵设有变频器。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述控制器设定有第一压力值和第二压力值；

所述控制器用于将所述压力信号与所述第一压力值和所述第二压力值进行比较，根据比较结果控制所述污泥泵的启动、停止和运行速度：

当所述压力信号小于所述第一压力值时，控制器控制所述污泥泵以启动时的运行频率运行；

当所述压力信号大于等于所述第一压力值且小于所述第二压力值时，控制器控制所述污泥泵以小于启动时的运行频率运行；

当所述压力信号大于等于所述第二压力值时，控制器控制所述污泥泵停止运行。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述第一压力值为0.2～0.7MPa，所述第二压力值为0.8～1.0MPa。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述污泥泵的电机频率为20～60Hz；所述污泥泵启动时的运行频率为50～60Hz。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述污泥泵为单极螺杆泵；

所述单极螺杆泵的转速为150～300转/分。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述控制器为PLC控制器；所述PLC控制器设有触控屏。

一种应用上述的污泥压滤处理系统的污泥压滤处理方法，包括以下步骤：

污泥水进入污泥泵，并通过输送管路将污泥水输送至压滤机；压力传感器检测输送管路上的压力信号，将压力信号传输至控制器，以控制污泥泵的运行状态。

优选地，在本发明技术方案的基础上，污泥压滤处理方法包括以下步骤：

污泥水进入污泥泵，并通过输送管路将污泥水输送至压滤机；压力传感器检测输送管路上的压力信号，将压力信号传输至控制器；控制器将压力信号与控制器设定的第一压力值和第二压力值进行比较，根据比较结果控制污泥泵的启动、停止和运行速度：

当压力信号小于第一压力值时，控制器控制污泥泵以启动时的运行频率运行；

当压力信号大于等于第一压力值且小于第二压力值时，控制器控制污泥泵以小于启动时的运行频率运行；

当压力信号大于等于第二压力值时，控制器控制污泥泵停止运行。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明提供的污泥压滤处理系统包括污泥泵、压滤机压力传感器和控制器，通过压力传感器检测管路压力大小，再配合控制器根据压力大小信号来控制污泥泵的运行状态，使压滤机污泥输送能够实现以压力点位大小来控制污泥泵的运行，简化了人工操作流程，智能化程度较高，提高了污泥处理效率。

(2)本发明根据压滤机进泥端压力大小调整污泥泵转速，控制进泥量，对泵和压滤机起到很好的保护作用，通过压力来控制泥水的输送，能够对进泥系统进行有效控制，保证污泥压滤过程的稳定性，提高压滤机的使用寿命和压滤效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一优选实施方式的污泥压滤处理系统的示意图。

图标：1-污泥泵；2-压滤机；3-控制器；4-压力传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明的一个方面，提供了一种污泥压滤处理系统，如图1所示，污泥压滤处理系统包括：污泥泵1、压滤机2和控制器3；污泥泵1通过输送管路与压滤机2相连，输送管路上设置有压力传感器4，控制器3分别与污泥泵1和压力传感器4电连接；

压力传感器4用于检测输送管路上的压力信号，并输出压力信号至控制器3，控制器3根据压力信号控制污泥泵1的运行状态。

污泥泵用于输送污泥水，控制污泥水输送至压滤机。优选地，污泥泵为螺杆泵。

压滤机为污泥水强制滤过介质的污泥脱水装置，优选地，压滤机为板框压滤机。

压力传感器用于检测输送管路上的压力信号，并将压力信号输送至控制器，控制器根据该信号控制污泥泵的运行状态。典型但非限制性的运行状态包括启动、停止和运行速度等方面。

控制器具体可以采用可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、单片机、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、分离硬件等组件实现或者执行，在此不再赘述。

优选地，控制器为PLC控制器。

现有技术中传统的污泥脱水系统都是由一个污泥池，多台污泥泵连接多台压滤设备组成。目前的污泥脱水处理系统存在操作繁琐，自动化程度低，处理效率低，输送过程中压力不稳定，不能对进泥系统进行有效的控制，从而影响压滤机的使用寿命和压滤效果的问题。

本发明提供的污泥压滤处理系统包括污泥泵、压滤机压力传感器和控制器，通过压力传感器检测管路的压力大小，再配合控制器根据压力大小信号来控制污泥泵的运行状态，使压滤机污泥输送能够实现以压力点位大小来控制污泥泵的运行，简化了人工操作流程，智能化程度较高，压滤效率更高，压滤周期缩短，泥饼含水率较低。本发明根据压滤机进泥端压力大小调整泵转速，控制进泥量，对泵和压滤机的保护较好，不然泵和压滤机很容易损坏，泵电机烧掉，压滤机过滤膜容易穿掉，通过对进泥系统进行有效控制，保证污泥压滤过程的稳定性，提高压滤机的使用寿命和压滤效果。

在一种优选的实施方式中，污泥泵1设有变频器。

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成，靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压。

优选地，污泥泵的功率为5.5kW，变频器的功率为7.5kW。

通过变频器改变污泥泵电机的运行频率，从而改变污泥泵的转速，来控制泥水的输送。

在一种优选的实施方式中，污泥泵的电机频率为20～60Hz；污泥泵启动时的运行频率为50～60Hz。

污泥泵的电机频率即污泥泵的运行频率，也就是说泵在此频率范围内运行，典型但非限制性的电机频率为20Hz、30Hz、40Hz、50Hz或60Hz。

启动时的运行频率为50～60Hz，典型但非限制性的污泥泵启动频率为50Hz、55Hz或60Hz。

污泥泵在此频率范围下能够获得一定范围的转速，保证污泥泵稳定运行。

在一种优选的实施方式中，通过以下手段实现控制过程：

控制器3设定有第一压力值和第二压力值；控制器用于将压力信号与第一压力值和第二压力值进行比较，根据比较结果控制污泥泵的启动、停止和运行速度：

(a)当压力信号小于第一压力值时，控制污泥泵以启动时的运行频率运行；

(b)当压力信号大于等于第一压力值且小于第二压力值时，控制污泥泵以小于启动时的运行频率运行；

(c)当压力信号大于等于第二压力值时，控制污泥泵停止运行。

第一压力值和第二压力值可根据实际情况在控制器中设置可调，其中第一压力值小于第二压力值。

优选地，第一压力值的可选范围为0.2～0.7MPa，典型但非限制性的第一压力值为0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa或0.7MPa。

优选地，第二压力值的可选范围为0.8～1.0MPa，典型但非限制性的第二压力值为0.8MPa、0.9MPa或1.0MPa。

具体实现时，污泥水进入污泥泵，经过压力传感器，压力传感器检测到压力值，根据压力值控制污泥泵的运行频率，从而可以改变污泥泵的转速。通过此种控制方式，能够变频控制污泥泵的转速，当压力越大时污泥泵转速越低，从而也使压滤机压强稳定，保护了压滤机，保证了污泥处理效果和压滤机使用寿命。

典型的控制过程如下：

(a)开始压泥时，手动开泵，泵启动及运行频率均为50Hz(该频率设置可调，可调范围为50～60Hz)；

(b)当压力传感器检测到压力为0.4MPa时(该压力值在控制器中设置可调，可调范围为0.2MPa～0.7MPa)，电机频率自动降到25Hz(该频率设置可调，可调范围为20～45Hz)，此时泵继续运行，当压力升到0.8MPa(该压力值在控制器中设置可调，可调范围为0.8MPa～1MPa)时，泵自动停止，当压力降到0.4MPa时泵启动，此时频率为25Hz，当压力升到0.8MPa时，泵自动停止，当压力再降到0.4MPa时泵启动，此时频率为25Hz，后续重复上述过程，直至卸泥，卸泥前人工关闭自控系统。

压力升到0.8MPa时，指的是在系统运行的整个过程中当测量点压力达到或超过0.8MPa时，泵电机自动停止。

在一种优选的实施方式中，污泥泵为单极螺杆泵；单极螺杆泵的转速为150～300转/分。

螺杆泵是容积式转子泵，它是依靠由螺杆和衬套形成的密封腔的容积变化来吸入和排出液体的。螺杆泵按螺杆数目分为单螺杆泵、双、三和五螺杆泵。螺杆泵具有流量平稳、压力脉动小、有自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠的优点；而其突出的优点是输送介质时不形成涡流、对介质的粘性不敏感，可输送高粘度介质。

采用单极螺杆泵运行稳定、可靠，使泥水输送过程能够平稳进行。

典型但非限制性的单极螺杆泵的转速例如为150转/分、160转/分、170转/分、180转/分、190转/分、200转/分、210转/分、220转/分、230转/分、240转/分、250转/分、260转/分、270转/分、280转/分、290转/分或300转/分。

通过螺杆泵电机的频率变化可以控制螺杆泵在一定转速下运行，可以达到变频控制转速的效果，保证泥水的稳定输送。

在一种优选的实施方式中，控制器为PLC控制器；PLC控制器设有触控屏。

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)是一种具有微处理机的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载内存内储存与执行。可编程控制器由内部CPU，指令及资料内存、输入输出单元、电源模组、数字模拟等单元所模组化组合成。

采用PLC控制系统来控制整个过程更具有优势，PLC控制系统信号处理时间短、可靠性高，系统配置起来简单灵活，可操作性强，同时PLC控制系统设有触控屏，通过触控屏能够输入第一压力值和第二压力值，使第一压力值和第二压力值可调，调节性和自动化程度更高。

根据本发明的另一个方面，提供了一种应用上述污泥压滤处理系统的污泥压滤处理方法，包括以下步骤：

污泥水进入污泥泵1，并通过输送管路将污泥水输送至压滤机2；压力传感器4检测输送管路上的压力信号，将压力信号传输至控制器3，以控制污泥泵1的运行状态。

本发明的污泥压滤处理方法具有与污泥压滤处理系统相同的优势，通过压力传感器检测管路一定点位上的压力大小，再配合控制器根据压力大小信号来控制污泥泵的运行状态，运行状态可以包括污泥泵的启停和运行速度，使压滤机的污泥输送能够实现以压力点位大小来控制污泥泵的运行，不仅简化了人工操作流程，智能化程度较高，提高了压滤效率，缩短了压滤周期，处理后的泥饼含水率较低。同时通过自动调整泵的转速，达到控制进泥量的作用，对泵和压滤机起到保护作用，保证污泥压滤过程的稳定性，提高压滤机的使用寿命和压滤效果。

在一种优选的实施方式中，典型的污泥压滤处理方法包括以下步骤：

污泥水进入污泥泵1，并通过输送管路将污泥水输送至压滤机2；压力传感器4检测输送管路上的压力信号，将压力信号传输至控制器3；控制器3将压力信号与控制器3设定的第一压力值和第二压力值进行比较，根据比较结果控制污泥泵1的启动、停止和运行速度：

(a)当压力信号小于第一压力值时，控制污泥泵1以启动时的运行频率运行；

(b)当压力信号大于等于第一压力值且小于第二压力值时，控制污泥泵1以小于启动时的运行频率运行；

(c)当压力信号大于等于第二压力值时，控制污泥泵停止运行。

其中，第一压力值和第二压力值预先在控制器中进行设定，可根据实际情况在控制器中设置可调，其中第一压力值小于第二压力值。

第一压力值的可选范围为0.2～0.7MPa；第二压力值的可选范围为0.8～1.0MPa。

具体实现时，污泥水进入污泥泵1，经过压力传感器4，压力传感器4检测到压力值，根据压力值控制污泥泵1的运行频率，从而调节污泥泵1的转速，控制进泥量。压力越大污泥泵转速越低，从而也使压滤机压强稳定，保护了压滤机，保证了污泥处理效果和压滤机使用寿命。

具体可以通过以下过程进行控制：

(a)开始压泥时，手动开泵，泵启动及运行频率均为50Hz(该频率设置可调，可调范围为50～60Hz)；

(b)当压力传感器检测到压力为0.4MPa时(该压力值在控制器中设置可调，可调范围为0.2MPa～0.7MPa)，电机频率自动降到25Hz(该频率设置可调，可调范围为20～45Hz)，此时泵继续运行，当压力升到0.8MPa(该压力值在控制器中设置可调，可调范围为0.8MPa～1MPa)时，泵自动停止，当压力降到0.4MPa时泵启动，此时频率为25Hz，当压力升到0.8MPa时，泵自动停止，当压力再降到0.4MPa时泵启动，此时频率为25Hz，后续重复上述过程，直至卸泥，卸泥前人工关闭自控系统。

利用本发明一种优选实施方式的污泥压滤处理系统的操作流程如下：

(1)按板框压滤机操作规程压紧板框压滤机，使压滤机处于待进泥状态；

(2)将自吸罐灌满清水，打开其进出污泥管道阀门；

(3)关闭螺杆泵出口管道上的放空阀门与检查泄压阀前后阀门是否打开；

(4)再次检查螺杆泵系统各管道阀门的开启状态是否符合工艺要求；

(5)手动启动螺杆泵，并在控制柜操作屏幕上将其调至自动，此时该系统将随设在管道上的压力传感器的检测压力大小来自动控制泵的启停与运行速度；

(6)自动运行中如需调整相关启停各阶段的压力大小，直接进入操作界面的参数设置即可设置所需要的压力大小(如压力到0.8MPa时泵强制关停，压力低于0.4MPa时泵自动启动)；

(7)待板框压滤机基本不出水时，手动将控制系统调整到关闭状态或断电状态；

(8)打开螺杆泵出口管道上的放空阀；

(9)松开板框，卸泥；

(10)待卸完泥饼后重新回到压滤开始操作，如此往复进行。

综上，本发明的污泥压滤处理系统和污泥压滤处理方法智能化程度较高，使压滤机的污泥输送过程实现了以压力点位大小来控制污泥泵的运行，从而控制进泥量，实现污泥的稳定输送与处理，节约了人力成本，有效保护泵和压滤机，通过使用本发明的污泥压滤处理系统处理污泥效率高，泥饼含水率低，效果好。

尽管已用具体实施例来说明和描述本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种污泥压滤处理系统，其特征在于，所述污泥压滤处理系统包括：污泥泵、压滤机和控制器；

所述污泥泵通过输送管路与所述压滤机相连，所述输送管路上设置有压力传感器，所述控制器分别与所述污泥泵和所述压力传感器电连接；

所述压力传感器用于检测输送管路上的压力信号，并输出压力信号至所述控制器，所述控制器根据所述压力信号控制所述污泥泵的运行状态。

2.按照权利要求1所述的污泥压滤处理系统，其特征在于，所述运行状态包括启动、停止和运行速度。

3.按照权利要求1或2所述的污泥压滤处理系统，其特征在于，所述污泥泵设有变频器。

4.按照权利要求3所述的污泥压滤处理系统，其特征在于，所述控制器设定有第一压力值和第二压力值；

所述控制器用于将所述压力信号与所述第一压力值和所述第二压力值进行比较，根据比较结果控制所述污泥泵的启动、停止和运行速度：

当所述压力信号小于所述第一压力值时，控制器控制所述污泥泵以启动时的运行频率运行；

当所述压力信号大于等于所述第一压力值且小于所述第二压力值时，控制器控制所述污泥泵以小于启动时的运行频率运行；

当所述压力信号大于等于所述第二压力值时，控制器控制所述污泥泵停止运行。

5.按照权利要求4所述的污泥压滤处理系统，其特征在于，所述第一压力值为0.2～0.7MPa，所述第二压力值为0.8～1.0MPa。

6.按照权利要求4所述的污泥压滤处理系统，其特征在于，所述污泥泵的电机频率为20～60Hz；

所述污泥泵启动时的运行频率为50～60Hz。

7.按照权利要求1或2所述的污泥压滤处理系统，其特征在于，所述污泥泵为单极螺杆泵；

所述单极螺杆泵的转速为150～300转/分。

8.按照权利要求1或2所述的污泥压滤处理系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制器；所述PLC控制器设有触控屏。

9.一种应用权利要求1-8任一项所述的污泥压滤处理系统的污泥压滤处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

污泥水进入污泥泵，并通过输送管路将污泥水输送至压滤机；压力传感器检测输送管路上的压力信号，将压力信号传输至控制器，以控制污泥泵的运行状态。

10.按照权利要求9所述的污泥压滤处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

污泥水进入污泥泵，并通过输送管路将污泥水输送至压滤机；压力传感器检测输送管路上的压力信号，将压力信号传输至控制器；控制器将压力信号与控制器设定的第一压力值和第二压力值进行比较，根据比较结果控制污泥泵的启动、停止和运行速度：

当压力信号小于第一压力值时，控制器控制污泥泵以启动时的运行频率运行；

当压力信号大于等于第一压力值且小于第二压力值时，控制器控制污泥泵以小于启动时的运行频率运行；

当压力信号大于等于第二压力值时，控制器控制污泥泵停止运行。