TW201406670A - 污泥深度脫水智慧調理系統 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種污泥深度脫水智慧調理系統，包括一加藥模組，所述加藥模組包括一自動配藥系統、加藥系統及各藥劑儲存投加系統組成。本發明通過智慧化診斷系統對污泥處理裝置的反應過程中的各個部分進行診測，並將該診測結果傳輸至一控制單元，該控制單元對診測結果進行分析並根據控制結果控制加藥系統加藥，且通過本發明處理過的污泥含水量由原污含水率80~98%之間降低至污泥含水率為35-60%之間，終泥產出品質同時降低至少50%，同時降低污泥含水率後仍可保有污泥原有機熱值70%以上，約600~3000大卡/千克，供進一步焚燒乾化處理。
Description
本發明涉及一種污泥調理系統，更確切地說是具有一種智慧化診測，並通過該智慧化診測模組的結果及時調整加藥的時間、加藥的種類和加藥的順序的污泥深度脫水智慧調理系統。
現有技術的污泥處理流程為將含水率為80%的外來原泥加入到調理池，然後加水混合攪拌10-15分鐘，然後加入第一藥劑，並將加過藥的污泥加入到第二調理池並且混合攪拌10-15分鐘；然後加入第二藥劑，並將加過藥的污泥加入到第二調理池並且混合攪拌10-15分鐘；然後加入第五藥劑，並將加過藥的污泥加入到第二調理池並且混合攪拌10-15分鐘；處理完成後的污泥加入到壓濾機內保壓30鐘，經過該處理完成後得到含水率55%的乾泥，然後送入到乾泥棚。
現有技術的藥劑加入的方法是不管污泥的成份如何，僅加入相同的試劑，因此會造成污泥處理不完全，也不能根據污泥的組分和用途進行個性化的處理。
現有技術的污泥處理流程的工藝簡單，結構多樣化，但是不可連續作業工作，且污泥來源難分類調理，且攪拌不充分，混合時間長，臭味重，調理時間長，藥劑使用人為因素大。
本發明的目的是提供一種污泥深度脫水智慧調理系統，其可以解決現有技術中的攪拌不充分，且臭味重，且不能混合均勻以致處理不完全的缺點。
本發明採用以下技術方案：一種污泥深度脫水智慧調理系統，包括一智慧診斷模組，其包括：污泥參數診測傳感單元，其對污泥的各項參數進行診測；電腦控制單元，其接收所述污泥參數診測傳感單元診測的參數資料，並對該參數資料進行處理後輸出一加藥控制信號；以及加藥裝置，其接收所述加藥控制信號並根據所述加藥控制信號進行加藥。
污泥深度脫水智慧調理系統還包括一用於儲存未處理污泥的污泥存儲罐，所述污泥參數診測單元還包括一與所述污泥存儲罐相連且檢測污泥存儲罐內的污泥參數並將所述檢測到的污泥參數資料傳輸至所述電腦控制單元的污泥檢測裝置。
污泥深度脫水智慧調理系統還包括一用於檢測經所述調理裝置處理後的污泥進行脫水的脫水裝置，所述污泥參數診測單元還包括一與所述脫水裝置相連且檢測經脫水裝置脫水後的污泥參數的污泥檢測裝置；所述電腦控制單元接收所述脫水後的污泥參數資料並根據脫水後的污泥參數資料控制脫水裝置。
污泥深度脫水智慧調理系統還包括一用於檢測加藥裝置藥劑參數的藥劑檢測裝置，所述藥劑檢測裝置與所述加藥裝置連接，且所述藥劑檢測裝置將檢測到的藥劑參數資料傳輸到所述電腦控制單元；所述電腦控制單元接收所述藥劑參數資料並根據藥劑參數資料控制加藥裝置。
所述污泥參數診測單元包括一與所述調理裝置相連且檢測
調理裝置調理後的污泥參數的調理檢測裝置，所述電腦控制單元接收所述調理後的污泥參數資料並根據調理後的污泥參數資料控制調理裝置的調理。
所述調理裝置包括管道混合器和攪拌混合器，所述管道混合器包括一外殼，外殼內部設有若干依次連接的攪拌翼片，外殼的污泥進口處設有一藥劑加入管。
所述攪拌翼片由矩形的翼片主體螺旋180度或270度形成，且相鄰攪拌翼片的螺旋方向相反。
所述污泥參數診測傳感單元包括污泥含水率分析儀、污泥pH檢測儀、泥污溫度感測器、污泥zeta電位電泳儀、電動污泥隔膜泵、超聲波液位元計或PLC模組。
所述加藥裝置包括一用於控制藥劑配製的自動配藥系統、用於投放藥劑的加藥系統及用於暫時儲存各已配製好藥劑的儲存投加系統組成。
所述藥劑包括pH值調整劑、絮凝劑、表面活性劑、混凝劑、複合骨料。
所述pH值調整劑可為CaO、Ca(OH)2、MgO，Mg(OH)2、Na2C03、NaHC03、CaC03、矽酸鈉、氯化鉀、醋酸、硝酸或硫酸，且其添加量為絕乾量0.1%~1000%，且添加條件為-10~60℃，壓力為1~10公斤。所述絮凝劑可為二甲基二烯丙基氯化銨、吡啶季銨鹽型聚丙烯醯胺、聚丙烯醯胺、幾丁聚糖、脫乙醯幾丁聚糖、木質素、木素季銨鹽、二氧化矽、活化矽酸、骨膠或海藻酸鈉，且其添加量為絕乾量0.001%~100%，且添加
條件為溫度-10~60℃，壓力：1~10公斤。所述表面活性劑可為十六烷基三甲基溴化銨、三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基磺酸鈉、羥甲基纖維素鈉、甲基丙烯醯氧乙基二甲基十二烷基溴化銨、乙氧基改性聚三矽氧烷或溴化-1,2-雙(十二烷基二甲基)乙二銨，且其添加量為0.001%~50%，且添加條件為溫度-10~60℃，壓力：1~10公斤。所述氧化還原劑可為氯氣、NaClO、漂白粉、高錳酸鉀、氯化鉀、氧化鎂、一氯甲烷、臭氧、過氧化氫或三氧化氯，且其添加量為絕乾量0.1%~100%；且添加條件為溫度-10~200℃，壓力：1~100公斤。所述混凝劑可為三氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、碳酸鐵、氧化鎂、氯化鎂、硫酸亞鐵、硫酸鎂、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁鐵或硫酸鐵，且其添加量為絕乾量0.1%~1000%，且添加條件為溫度-10~300℃；壓力：1~150公斤。所述複合骨料可為粉煤灰、爐灰或有熱值煤矸石粉中的一種，且其添加量為0.1%~1000%，添加條件為10~300℃，壓力：1~150公斤。
本發明的優點是：本發明通過智慧化診斷系統對污泥處理裝置的反應過程中的各個部分進行診測，並將該診測結果傳輸至一控制單元，該控制單元對診測結果進行分析並根據控制結果控制加藥系統加藥，且通過本發明處理過的污泥含水量由原污含水率80~98%之間降低至污泥含水率為35-60%之間，終泥產出品質同時降低至少50%，同時降低污泥含水率後仍可保有污泥原有機熱值70%以上，約600~3000大卡/千克，供進一步焚燒乾化處理。
1‧‧‧智慧診斷模組
11‧‧‧污泥參數診測傳感單元
111‧‧‧污泥檢測裝置
112‧‧‧調理檢測裝置
113‧‧‧脫水檢測裝置
12‧‧‧電腦控制單元
2‧‧‧加藥裝置
20‧‧‧藥劑檢測裝置
21‧‧‧第一藥劑加入裝置
22‧‧‧第二藥劑加入裝置
3‧‧‧調理裝置
31‧‧‧第一藥劑混合器
32‧‧‧第二藥劑混合器
33‧‧‧第五藥劑混合器
34‧‧‧反應槽
4‧‧‧污泥儲存罐
41‧‧‧二沉池
42‧‧‧帶式濃縮機
43‧‧‧第一調理槽
44‧‧‧第二調理池
45‧‧‧板框壓濾機
46‧‧‧乾泥棚
5‧‧‧脫水裝置
第1圖是本發明的結構示意圖。
第2圖是本發明的第一實施例的結構示意圖。
如第1圖所示，一種污泥深度脫水智慧調理系統，包括智慧診斷模組1、加藥裝置2及調理裝置3，通過智慧診斷模組1可以對要處理的污泥先進行檢測，以確定要加藥的時間和加藥的量，且加藥裝置2的加藥過程中智慧診斷模組1會對該過程中進行時時的檢測回饋，以便及時調整加藥的種類、用量和時間，通過本發明的三個模組，可以將現有技術中的污泥脫水工藝的效率大幅提升，使傳統處理過的污泥含水量由70-99%降低至60%以下，終泥產出重量降低50%以上，同時仍可保有原有機熱值70%以上，即約600-3000千卡/千克，供進一步焚燒乾化處理。
本發明的智慧診斷模組1包括：污泥參數診測傳感單元11，其對污泥的各項參數進行診測；電腦控制單元12，其接收所述污泥參數診測傳感單元11診測的參數資料，並對該參數資料進行處理後輸出一加藥控制信號；加藥裝置2，其接收所述加藥控制信號並根據所述加藥控制信號進行加藥。
未處理的污泥儲存於儲存容器內，所述污泥參數診測傳感單元11還包括一與所述污泥儲存容器相連且檢測污泥儲存容器內的污泥參數並將所述檢測到的污泥參數資料傳輸至所述電腦控制單元12的污泥檢測裝置111。
所述污泥參數診測傳感單元11包括通過一PLC模組控制污
泥含水率分析儀、污泥pH檢測儀、泥污溫度感測器、污泥zeta電位電泳儀、污泥輸送泵；污泥含水率分析儀用於量測污泥含水率，其量程為80~99%，誤差±0.02；污泥pH檢測儀用於量取污泥的酸鹼度，量程為-2~14，設備精度±0.01；泥污溫度感測器用於量測污泥的溫度，其量程為-10~60，設備精度±0.01、污泥zeta電位電泳儀的誤差為±200mv。所述污泥參數偵測傳感單元11可診測污泥的顆粒料細微性、污泥的重金屬含量、污泥的相對密度、污泥的含水率、污泥的pH值、污泥的有機物含量、污泥的沉降比、污泥的熱值、污泥的體積指數，且經過處理後的污泥的重金屬含量，主要為Cr、Pb、Zn，且其含量<1000mg/kg；污泥的相對密度為1.2~2.8kg/L；污泥的含水率低於60%以下；污泥的pH值為6~9之間；污泥的有機物含量為5~60%；污泥的熱值為600~3000大卡/千克；污泥的體積指數為30~150ml/L。
本發明中的智慧診斷模組1包括一污泥診斷櫃，該污泥診斷櫃設有一PLC控制器，且污泥診斷櫃內部設有各種傳感元件，污泥輸送泵在PLC控制器的控制下抽取適量污泥，然後經過管道上的背壓閥將污泥在管道中的流量和壓量調成所需要的穩定值，然後污泥通過污泥診斷櫃中的各感測器單元對污泥性質分析，並把所分析的結果發送到電腦控制單元12，電腦控制單元12會自動根據系統給定的資料，計算出調理池污泥的性質結構，並把所需要的污泥加藥量及加水量自動計算出來，通過網路發送出給中央控制中心。本發明的智慧診斷模組1可以對污泥脫水前和調理後污泥的各種性能進行檢測控制，污泥檢測裝置111檢測的脫水前污泥資料包括污泥的顆粒料細微性、污泥的重金屬含量、污泥的相對密度、污泥的含水率、
污泥的pH值、污泥的有機物含量、污泥的沉降比、污泥的熱值、污泥的體積指數；調理檢測裝置112檢測的調理污泥資料包括調理污泥的PH值、調理污泥的相對密度、調理污泥的溫度、調理污泥的含水含固率、調理污泥的濁度、調理污泥的懸浮物。
本發明的調理裝置3是用於調理污泥的調理裝置3，所述污泥參數診測傳感單元11包括一與所述調理裝置3相連且檢測調理裝置3調理後的污泥參數的調理檢測裝置112，所述電腦控制單元12接收所述調理後的污泥參數資料並根據調理後的污泥參數資料控制調理裝置3的調理。本發明的調理裝置3包括管道混合器和攪拌反應器，通過管道混合器及攪拌反應器對污泥與藥劑進行充分的混合攪拌，以使其充分的混合反應。管道混合器包括一外殼，且所述外殼內部若干依次連接的攪拌翼片，且所述道混合器的污泥進口處設有一藥劑加入管，所述藥劑加入管的開口處設有一噴嘴，所述攪拌翼片為矩形的翼片主體螺旋一定的角度形成，且相鄰所述翼片的螺旋方向相反，因此不容易堵塞，適用於較髒的物料。本發明中的噴嘴為可清洗噴嘴，方便阻塞時拆卸下來進行清洗。本發明中的所述攪拌反應器內部設有一攪拌器，對加入到攪拌反應器內部的污泥進行攪拌混合，以便藥劑與污泥混合的更均勻，本發明中還包括一儲泥槽，對污泥進行暫時的儲備，方便後期的處理。
本發明的加藥裝置2包括一用於控制藥劑配製的自動配藥系統、用於投放藥劑的加藥系統及用於暫時儲存各已配製好藥劑的儲存投加系統組成。本發明加入的藥劑包括pH值調整劑、絮凝劑、表面活性劑、混凝劑、複合骨料。所述pH值調整劑可為CaO、Ca(OH)2、MgO，Mg(OH)2、
Na2C03、NaHC03、CaC03、矽酸鈉、氯化鉀、醋酸、硝酸或硫酸，且其添加量為絕乾量0.1%~1000%，且添加條件為-10~60℃，壓力為1~10公斤。所述絮凝劑可為二甲基二烯丙基氯化銨、吡啶季銨鹽型聚丙烯醯胺、聚丙烯醯胺、幾丁聚糖、脫乙醯幾丁聚糖、木質素、木素季銨鹽、二氧化矽、活化矽酸、骨膠或海藻酸鈉，且其添加量為絕乾量0.001%~100%，且添加條件為溫度-10~60℃，壓力：1~10公斤。所述表面活性劑可為十六烷基三甲基溴化銨、三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基磺酸鈉、羥甲基纖維素鈉、甲基丙烯醯氧乙基二甲基十二烷基溴化銨、乙氧基改性聚三矽氧烷或溴化-1,2-雙(十二烷基二甲基)乙二銨，且其添加量為0.001%~50%，且添加條件為溫度-10~60℃，壓力：1~10公斤。所述氧化還原劑可為氯氣、NaClO、漂白粉、高錳酸鉀、氯化鉀、氧化鎂、一氯甲烷、臭氧、過氧化氫或三氧化氯，且其添加量為絕乾量0.1%~100%；且添加條件為溫度-10~200℃，壓力：1~100公斤。所述混凝劑可為三氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、碳酸鐵、氧化鎂、氯化鎂、硫酸亞鐵、硫酸鎂、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁鐵或硫酸鐵，且其添加量為絕乾量0.1%~1000%，且添加條件為溫度-10~300℃；壓力：1~150公斤。所述複合骨料可為粉煤灰、爐灰或有熱值煤矸石粉中的一種，且其添加量為0.1%~1000%，添加條件為10~300℃，壓力：1~150公斤。
本發明的加藥裝置2中還包括一用於檢測加藥裝置2藥劑參數的藥劑檢測裝置20，所述藥劑檢測裝置20與所述加藥裝置2連接，且所述藥劑檢測裝置20將檢測到的藥劑參數資料傳輸到所述電腦控制單元12；所述電腦控制單元12接收所述藥劑參數資料並根據藥劑參數資料控制加藥裝
置2。通過該藥劑檢測裝置20對藥劑的各項性質進行檢測，藥劑檢測裝置20檢測的藥劑指標包括藥劑的酸鹼濃度、藥劑的相對密度、藥劑的折光指數、藥劑的灰份及鉛含量、藥劑的溶解度、藥劑的分子量、藥劑的金屬離子濃度或藥劑的色度，通過該藥劑檢測裝置20對藥劑的各項性質進行檢測控制，通過該自動配藥系統可以自動完成配藥過程，然後再通過藥劑檢測裝置20對自動配藥系統的配成的藥劑進行檢測，然後通過加藥系統完成加藥。
本發明包括一用於儲存未處理污泥的污泥儲存罐4，污泥儲存罐4連接一檢測所述污泥儲存罐4內部污泥參數的污泥檢測裝置111，污泥儲存罐4中儲存有脫水前的污泥，所述污泥參數診測傳感單元11還包括一與所述污泥儲存罐4相連且檢測污泥儲存罐4內的污泥參數並將所述檢測到的污泥參數資料傳輸至所述電腦控制單元12的污泥檢測裝置111，儲存於污泥儲存罐4內的污泥通過污泥輸送泵抽取並送入到智慧診斷模組1對其進行檢測。
本發明還包括一用於檢測經所述調理裝置3處理後的污泥進行脫水的脫水裝置5，所述脫水裝置5還連接一用於檢測經所述脫水裝置5脫水後污泥參數的脫水檢測裝置113，所述脫水檢測裝置113將檢測到的污泥參數傳輸至所述電腦控制單元12。通過本發明的加藥裝置2，加入的pH值調節劑及活性分散劑與污泥原液中的陰陽離子充分混合發生反應，形成類似納米分散條件，由於靜電位吸引而形成類似自組裝的行為，處理後顆粒更細，形成絮狀物，更容易脫水，在進一步的污泥乾化後得到的固體結構是含孔隙度好的層狀結構。
本發明的工作原理是：電腦控制單元12對脫水前污泥資料
進行分析，將分析結果傳送至加藥裝置2；加藥裝置2根據脫水前污泥檢測資料與脫水後污泥檢測資料的對比結果，綜合藥劑檢測裝置20檢測的藥劑指標優化調整藥劑的供給量、補給時間和供給順序；電腦控制單元12根據脫水前污泥的檢測資料控制調理裝置3對污泥進行調理，調理檢測裝置112檢測調理污泥資料發送給電腦控制單元12處理，從而控制調理裝置3對污泥的調理速度和污泥反應時間優化調整。本發明還包括一用於檢測經所述調理裝置3處理後的污泥進行脫水的脫水裝置5，所述污泥參數診測傳感單元11還包括一與所述脫水裝置5相連且檢測經脫水裝置5脫水後的污泥參數的污泥檢測裝置111；所述電腦控制單元12接收所述脫水後的污泥參數資料並根據脫水後的污泥參數資料控制脫水裝置5，經過調理裝置3調理後的污泥送入到脫水裝置5，污泥檢測裝置111檢測深度脫水後的污泥資料傳送給電腦控制單元12與脫水前污泥檢測資料對比為下一步的處理。
如第2圖所示，其為本發明的一實施例的示意圖，污泥先送入到二沉池41，在該二沉池內污泥先進行沉澱，除去一部分的水份，經過該二沉池處理後的污泥流經一帶式濃縮機42，經過該帶式濃縮機42後污泥進行進一步的濃縮，然後污泥再送入到調理裝置3，調理裝置3內部設有一第一藥劑混合器31，經過第一藥劑混合器31處理後送入到一反應槽34，在第一反應槽處理後送入到一第二藥劑混合器32，第二藥劑混合器32的出口連接一第一調理槽43的入口，且第一調理槽43的出口連接一第五藥劑混合器33，第五藥劑混合器33的出口連接一第二調理池44，第二調理池44的出口連接一板框壓濾機45，且板框壓濾機45的出口連接一乾泥棚46；還包括多個藥劑加入罐，且藥劑加入罐的出口連接一第五藥劑混合器33。智慧診
斷模組1的污泥參數診測傳感單元11對污泥的各項參數進行診測，並將診測得到的參數傳輸至一電腦控制單元12，該電腦控制單元12對該參數進行分析，且該電腦控制單元12根據該參數控制加藥裝置2的第一藥劑加入裝置21和第二藥劑加入裝置22，調整加藥裝置2的加藥時間、加藥種類和加藥順序，然後加藥裝置2將藥加入到第一藥劑混合器31，在第一藥劑混合器31加藥混合，智慧診斷模組1的污泥參數診斷傳感單元11再對從第一藥劑混合器31出來的污泥進行檢測，並將診測得到的參數傳輸至電腦控制單元12，該電腦控制單元12對該參數進行分析，且該電腦控制單元12根據該參數控制加藥裝置2，調整加藥裝置2的加藥時間、加藥種類和加藥順序，如此迴圈；然後相同的處理方法再對進入到第二藥劑混合器32內污泥進行處理。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等效替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
11‧‧‧污泥參數診測傳感單元
111‧‧‧污泥檢測裝置
112‧‧‧調理檢測裝置
113‧‧‧脫水檢測裝置
12‧‧‧電腦控制單元
2‧‧‧加藥裝置
20‧‧‧藥劑檢測裝置
3‧‧‧調理裝置
4‧‧‧污泥儲存罐
5‧‧‧脫水裝置
Claims (7)
- 一種污泥深度脫水智慧調理系統，包括一加藥模組，該加藥模組包括一自動配藥系統、加藥系統及各藥劑儲存投加系統組成。
- 根據申請專利範圍第1項之污泥深度脫水智慧調理系統，其中，該污泥調理助劑包括pH值調整劑、絮凝劑、表面活性劑、混凝劑、複合骨料。
- 根據申請專利範圍第2項之污泥深度脫水智慧調理系統，其中，該pH值調整劑為CaO、Ca(OH)2、MgO，Mg(OH)2、Na2C03、NaHC03、CaC03、矽酸鈉、氯化鉀、醋酸、硝酸或硫酸，且其添加量為絕乾量0.1%~1000%，且添加條件為-10~60℃，壓力為1~10公斤。
- 根據申請專利範圍第2項之污泥深度脫水智慧調理系統，其中，該絮凝劑為二甲基二烯丙基氯化銨、吡啶季銨鹽型聚丙烯醯胺、聚丙烯醯胺、幾丁聚糖、脫乙醯幾丁聚糖、木質素、木素季銨鹽、二氧化矽、活化矽酸、骨膠或海藻酸鈉，且其添加量為絕乾量0.001%~100%，且添加條件為溫度-10~60℃，壓力：1~10公斤。
- 根據申請專利範圍第2項之污泥深度脫水智慧調理系統，其中，該表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、十二烷基磺酸鈉、羥甲基纖維素鈉、甲基丙烯醯氧乙基二甲基十二烷基溴化銨、乙氧基改性聚三矽氧烷或溴化-1,2-雙(十二烷基二甲基)乙二銨，且其添加量為0.001%~50%，且添加條件為溫度-10~60℃，壓力：1~10公斤。
- 根據申請專利範圍第2項之污泥深度脫水智慧調理系統，其中，該氧化還原劑為氯氣、NaClO、漂白粉、高錳酸鉀、氯化鉀、氧化鎂、一氯甲烷、臭氧、過氧化氫或三氧化氯，且其添加量為絕乾量0.1%~100%；且添加條件為溫度-10~200℃；壓力：1~100公斤。
- 根據申請專利範圍第2項之污泥深度脫水智慧調理系統，其中，該混凝劑為三氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、碳酸鐵、氧化鎂、氯化鎂、硫酸亞鐵、硫酸鎂、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁鐵或硫酸鐵，且其添加量為絕乾量0.1%~1000%，且添加條件為溫度-10~300℃；壓力：1~150公斤。
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