CN101124172A - 污泥处理方法 - Google Patents

污泥处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101124172A
CN101124172A CNA2005800261250A CN200580026125A CN101124172A CN 101124172 A CN101124172 A CN 101124172A CN A2005800261250 A CNA2005800261250 A CN A2005800261250A CN 200580026125 A CN200580026125 A CN 200580026125A CN 101124172 A CN101124172 A CN 101124172A
Authority
CN
China
Prior art keywords
biosolids
nitrous acid
orp
acid
dioxide peroxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005800261250A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101124172B (zh
Inventor
R·S·赖默斯
F·P·穆萨里
W·J·施米茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BCR Environmental LLC
Original Assignee
FKOS dba BIOCHEM RESOURCES LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FKOS dba BIOCHEM RESOURCES LLC filed Critical FKOS dba BIOCHEM RESOURCES LLC
Publication of CN101124172A publication Critical patent/CN101124172A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101124172B publication Critical patent/CN101124172B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/04—Oxidation reduction potential [ORP]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/20—Sludge processing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明提供使用二氧化氯和亚硝酸或其它不带电荷的化学物质以处理生物固体来破坏病原体的方法。所述方法使用二氧化氯以调整基质的ORP，污泥(生物固体)的酸性至pH小于4.0，并且通过加入亚硝酸以增强封闭系统内的消毒来防止挥发。

Description

污泥处理方法
交叉引用参考的相关申请
本申请要求2004年6月1日提交的美国临时申请No.60/575,360的优先权。通过引用参考将该申请文件全文合并入本申请。
技术领域
本申请涉及市政废水或农业废水的处理，更特别地涉及改进的生物固体(biosolids)处理方法，其中通过使用二氧化氯和已知可以穿透寄生虫卵(蛔虫)的不带电荷的化学物质的结合而达到降低和稳定病原体。
发明背景
在处理污水的过程中，产生污泥产物。由于所得的生物固体含有作为土壤改良剂的营养价值，而且通过土地应用而被用掉，所以既需要降低在固体中的病原体的数目，又需要降低其对能运输病原体到其它位置的带菌者(鸟类、苍蝇、动物)的吸引。降低病原体的问题是许多论文的目的。
题目为“污泥处理方法”的美国专利No.5,281,341公开了处理包括污泥组分的液体废水或处理流(process stream)的方法，和增强污泥处理或稳定性的方法。在富含氧的环境中污泥是酸性的以至于其pH值小于4.0。在密闭腔室中维持亚硝酸水平足够高以杀死病原体，以便该亚硝酸不会随着挥发而从腔室中丢失。通过引用参考，将美国专利No.5,281,341合并入本申请。
题目为“使用气体注射的污水污泥处理”的美国专利No.4,936,983涉及用于在高压容器中处理污水污泥的设备，其中通过在该污水污泥中注入富含氧的气体，而对污泥氧化，然后将污泥和富含氧的气体分散到高压容器的上部，用于进一步与富含氧的空气相互作用。富含氧的气体通过传送气体到混合气和污泥的混合和分散装置中而注入该污水污泥。这个专利说明通过酸化污泥的pH值至介于2.5到3.5之间而稳定市政污泥的方法，其中在压力为60psi的200到300ppm(部分/百万)的氧气，以及含有3.0％到6.0％臭氧的纯化氧气流存在的情况下，30～90分钟完成该酸化过程。该方法对于病毒和蛔虫卵无效。这些数据显示PSRP和PFRP的失活标准仅仅适用于细菌。因此，美国专利No.4,936,983通过引用参考全文并入本申请。
消毒和稳定市政废水和农业废水的问题是全球性的。本申请公开了相比较于已知方法而提供显著性能和经济优势的一种方法，以使得这种物质的处理适用于市政和农业操作。
发明内容
本发明提供改进的处理包括污泥组分的液体废水或处理流和加强污泥消毒和稳定的方法。
已知二氧化氯是强的氧化剂和有效的抗微生物剂(参考)。在生物固体消毒的检测中，发现在能够使细菌和病毒失活的情况下，在高达1000ppm浓度的二氧化氯单独并不能使蛔虫卵失活(参考)。
已知不带电荷的化学物质在一定条件下能够穿透蛔虫卵的壳(参考)。专利No.4,936,983公开亚硝酸能够在密闭系统中在大于400mg/L的浓度下，使生物固体中的蛔虫失活。
在废水流中的非离子，或不带电荷的化学物质可以通过控制混合物的pH和/或ORP而维持。专利No.4,936,983公开臭氧用于ORP控制的用途，以及用亚硝酸作为蛔虫失活的穿透剂。
意想不到的发现，相比较于臭氧，对于本目的，二氧化氯具有许多意想不到的优势。尽管臭氧是比二氧化氯更强的氧化剂，但二氧化氯是更特异的氧化剂并能够提升和维持污泥样品的ORP足够长的时间，以使得细菌、病毒和蛔虫卵失活。
在一个实施方案中，本发明涉及二氧化氯控制污泥中的ORP的用途，由于不带电荷的化学物质以及通过二氧化氯自身作为消毒剂的性能，而使得消毒的性能提高。二氧化氯还有增强最终产品稳定性的额外优势。
附图说明
图1显示了在不同tss和初始亚硝酸剂量的条件下蛔虫卵失活的图解。
图2是在加入500mg/L的亚硝酸盐之后，在不同tss下的亚硝酸残留的图示。
图3显示在加入1000mg/L的亚硝酸盐之后，在不同tss下的亚硝酸的残留。
图4显示在加入1500mg/L的亚硝酸盐之后，在不同tss下的亚硝酸的残留。
图5显示相对于达到PFRP所需时间的残留亚硝酸的功率曲线拟合(power curve fit)的数据图。
图6显示在2小时内达到PFRP的亚硝酸残留的预测。
图7是显示病原体失活的区域的相对于pH的ORP的曲线图。
发明详述
本发明直接涉及处理和/或消毒(disinfect)生物固体，特别是农业或市政生物固体的新型方法。在一个实施方案中，该方法使用二氧化氯和不带电荷的化学物质以消毒和稳定生物固体。通常，稳定的污泥指对产生气体和进行持续降解具有降低的能力的污泥，以及如通过挥发固体的减少，或其它可接受的方法描述的对带菌者(任何活的能够以机械方式或生物方式运输病原体的生物)具有降低的吸引力的污泥。
本发明的一个实施方案涉及加入酸，例如硫酸氢钠，使得污泥的pH值降低到一个特定的点，在该特定点，不带电荷的化学物质是主要的，即主要超过带电荷的化学物质。
在优选的实施方案中，在密闭的容器(罐或管)中进行酸的添加，以便释放出的气体仍然保留在系统中，以用于消毒的目的。该容器必须能够在污泥酸化时，经受住由挥发气体产生的压力。在本发明优选的实施方案中，该容器必须能够经受住达到至少15psig。通过将预先产生二氧化氯注入混合物中以加入该二氧化氯。提供足够的接触时间以杀死病原体。
在优选的方法中，消毒和稳定的生物固体的pH可以在处理后调节到更适合处理的范围。
在优选的实施方案中，处理流的ORP被实时监控，以确定需要的用于维持合适水平的ClO2的剂量。
在优选的方法中，获得的不带电荷的化学物质是亚硝酸，尽管铵、硫化氢或其他不带电荷的化学物质也可以使用。
在优选的方法中，将污泥酸化到pH值介于2.5到3.5之间。该亚硝酸水平应该大于400份/百万，而且在大约2～12小时内杀死病原体。污泥的ORP值维持在+200～+600mV之间。在优选的方法中，废水流的固体水平小于7％悬浮固体。而且，亚硝酸水平超过每升1500毫克，以及在4小时或更短时间内杀死病原体。
本方法中公开的实施方案可以在4小时内产生A级消毒/稳定的生物固体。该方法产生消毒/稳定的-增厚的生物固体，其产生A级生物固体产物。该方法通过采用亚硝酸钠/硫酸氢钠以使用低pH(例如介于2～3之间)，进行消毒和稳定。该方法的控制因素是基于亚硝酸(NO2 -)的氧化能力。在酸化环境中，此氧化反应适用于贯穿该方法的残留的生物固体。当同时使用(dose)以亚硝酸钠溶液形式存在的亚硝酸时，通过将硫酸氢钠溶液加入到液体生物固体中而达到酸化条件。使用含氯的混合氧化剂(亚氯酸盐-次氯酸盐/二氧化氯)控制ORP。然后在分批反应器中一起混合这些大约30～120分钟，这里使病原体有机体失活。
在二十世纪九十年代早期，Tulane管理主要实验室，并提交了产生有效和可变亚硝酸消毒方法的研究。在WEF操作指南FD-9中，题目为“废水残留物的稳定性”。
Tulane方法能够消毒原或半稳定的生物固体。通常该方法含有增厚的生物固体而费用高，但是随着固体的增加，有增加亚硝酸剂量的要求。然后臭氧化(ozonated)增厚的生物固体，以便ORP介于+400～500millvolts，并且pH应介于2.5～3.0之间。臭氧化/酸化步骤需要大约30分钟。加入的亚硝酸盐至大于1200mg/l的水平作为亚硝酸，并维持该水平大于2小时。需要曝露时间以确保病毒和蠕虫卵的失活。在消毒之后，目前的生物固体通过下述三种方法之一进行稳定：嗜温堆肥，碱稳定和前部(head)干燥形成片剂(固体含量＞90％)。
在Tulane的最近研究，开发了用于确定蛔虫卵失活所需亚硝酸浓度的两个预测模型，只要酸是热力学稳定的，该需要的亚硝酸浓度作为以小时计的时间、悬浮固体浓度和起始亚硝酸剂量的函数(既ORP的范围为300～500mv)。亚硝酸的pKa是3.35，因此该pH必须在2.5～3.0的范围内，以使亚硝酸为主。下述两个公式来自Tulane的研究。
残留亚硝酸＝-250-6.735(T)+68.54(％TSS)+0.6起始浓度
(为HNO3的浓度mg/l)           (为HNO3的浓度mg/l)
1.亚硝酸＝37.16(达到PFRP的时间，以小时计)-0.5463
2.残留
3.(浓度为mg/l)
从这两个等式，可以确定寄生虫失活需要的时间。显然，由于亚硝酸在水中的不稳定性，随着时间变化的亚硝酸有一些衰变。图1-7阐明了这些现象。
ORP控制
在再循环泵中，在酸-氧-臭氧的步骤中将臭氧与污泥混合，以增加和稳定ORP到450～520mv的范围。在北卡罗莱州大学的测试中，ChapelHill指出单独通过臭氧的处理，可以成功的降低微生物的密度。当以20～30mg/L的浓度，pH3.0的臭氧引入污泥至少2个小时时，粪便大肠杆菌可以被降低到检测不到的水平，并且脊髓灰质炎病毒至少失活90％。然而，在该方法中，当仅仅使用臭氧时，对产气夹膜杆菌的孢子(例如蛔虫卵)的失活是无效的。在本发明的另一个实施方案中，通过亚氯酸盐、二氧化氯和次氯酸盐以相同的方式控制ORP。
亚硝酸的处理
蛔虫卵对于酸化-氧化-臭氧化稳定方法具有高度的抗性，但是当亚硝酸盐加入到污泥中，蛔虫卵可以基本上失活。亚硝酸钠用作亚硝酸盐的来源。
开放系统
通过使用曲线拟合程序(curve fitting program)产生失活/剂量添加曲线。根据这些指数曲线，较高的剂量似乎导致更好的失活。具有较高TSS浓度的污泥需要较高的亚硝酸钠剂量。在不同的亚硝酸钠剂量，在每个TSS水平的失活率变化轻微(图1)。拟合曲线的回归系数(r2)在0.91～0.99之间变化，其表示开发的指数方程解释了在实验数据中的91～99％的可变性。
在同样的TSS浓度下，随着添加的亚硝酸钠的增加，残留的亚硝酸浓度增加。在前4小时中，浓度显示出急剧的降低，接下来是18小时中浓度降低缓慢。结果显示在迅速混合阶段的前几个小时中，亚硝酸可以迅速的被氧化和挥发。起始亚硝酸盐浓度，残留亚硝酸盐浓度和时间的回归分析显示在显著水平为0.05时，在时间和残留亚硝酸盐水平之间没有显著的相互作用。这个结果通过使用Biomedical DataProcessor(BMDP)计算机软件进行重复测量(2V)技术的变量分析而获得。
接下来，考虑污泥中TSS和残留亚硝酸之间的相互关系。来自实验室报告的数据显示24小时后，500mg/L的亚硝酸钠剂量降低到150～250mg/L。1000或1500mg/L亚硝酸钠的起始剂量导致24小时后相同的为350～450mg/L的亚硝酸钠残留水平。这表明24小时后在污泥中存在大约350～450mg/L的亚硝酸钠的有限残留浓度，在开放系统中具有任何较高水平引入的挥发。
在起始亚硝酸盐添加水平为500mg/L时(图2)，在TSS水平和残留亚硝酸之间的相互关系显示出统计学显著性。在12小时的保留之后，具有2.8％TSS的污泥含有大约200mg/L的残留亚硝酸水平。在12小时的保留之后，5％TSS污泥和7％TSS污泥具有大约300mg/L的残留亚硝酸水平。添加的亚硝酸盐浓度为1000或1500mg/L时(图3和4)，在p＜0.05的显著性时，在TSS和残留亚硝酸之间没有观察到显著的相互关系。在现场研究(field study)2中，也观察到相似的结果。
密闭系统
检测具有两个不同TSS水平(3.02和5.54％TSS)的污泥，以观察对于PFRP标准的TSS的消毒效果。具有3.02％TSS的污泥在2小时内达到PFRP，其具有如表1所示的起始NO2-剂量水平。在p＜0.05的显著性水平的情况下，时间、TSS和起始剂量都对残留亚硝酸浓度具有显著影响。
  TSS水平(％)   起始NO2剂量(mg/L)   达到PFRP的时间(小时)   残留的平均【NO2】(mg/L)
  3.02   697   12   340
  3.02   1046   2   490
  5.54   1754   2   1150
  5.54   2573   2   1580
在不同TSS水平达到PFRP标准需要的残留亚硝酸的数据用于开发预测模型方程2，该预测模型方程2使用来自具有开放和封闭系统的实验的数据(图5)。为了对比用于具有不同TSS水平的污泥的HNO2的剂量水平，将mg/L单位转化为mg/g。从方程2计算得到的需要的残留剂量并入方程1，以确定在任何滞留时间或TSS水平达到PFRP标准需要的起始NO2 -剂量。使用方程2，当残留HNO2的剂量最少为25.46mg/g时，预测PFRP可以在2小时内达到(表2)。以1307mg/L～2532.58mg/L的起始剂量发生，并且对于3％～7％的TSS水平，残留亚硝酸剂量将是764mg/L～1782.7mg/L(表3)(图6)。
ORP数据
在实验室研究中，蛔虫卵失活的ORP-pH范围是在pH2.7～3.0和ORP范围是0.480～0.590mv。在现场研究中，当pH低于3，ORP在490～450mv的范围中，如果ORP大于+520mv，观察到病原体的相互作用不会发生(图7)，因为该亚硝酸是热动力学不稳定的。
ORP和pH
ORP和pH的限度是最重要的因素，其决定亚硝酸消毒的成功。该严格条件的原因是在液体系统中，液态亚硝酸仅仅存在于非常小的ORP范围内(图7)。当N2没有氧化还原活性时，对于氮的ORP-pH优势图包括由下述函数给出的线(图2)。
Figure A20058002612500111
其它的界线是pH＝HNO2 -的pK(其中pH＝3.0)，pH＝pK＝9.3(对NH3-NH4)。pH＜3.0时，N(III)基团的主要物质(species)为HNO2，当pH＞3.0时，N(III)基团的主要物质为NO2 -。当pH＜9.3时，N(-III)基团的主要物质为NH4 +，当pH＞9.3时，N(-III)基团的主要物质为NH3。
当N2不是氧化还原活性剂时，此ORP-pH图表针对氮物质。但是在真实环境中，需要考虑生物固体的其它诸如离子强度和共有效(co-efficiency)活性等因素。
ORP
ORP数据显示在市政污水污泥中存在亚硝酸的稳定范围。存在着还没有确定的较高和较低的限制，但是观察到影响失活发生的范围。此观察的重要性在于其是提升该ORP达到一定范围的酸-氧化步骤的需要，在该范围中，该亚硝酸剂量将落入用于失活的有效ORP范围中。就pH和ORP而论(ORP＝-0.059log【e-】)(图7)的氮物质的形成表明就pH和ORP而论的潜在可能的现象。此图公开了当N2不是氧化还原活性剂时，在25℃/1atm下针对液态氮的ORP-pH图表。然而，应该考虑到活性校正，以及必要地在特定情况下，将提供针对亚硝酸的较低稳定性的ORP-pH范围。在实验室研究中，老化污泥的ORP在480～590mv的范围内。在现场研究中，在pH为2.6，如果ORP大于+520mv时，观察到没有发生病原体失活。针对该现场研究的此较低ORP稳定性的范围的原因涉及该生物固体的高离子强度(大于10摩尔溶液)。
Henry′s法则-Pg＝H·Xg
Pg＝气体的分压，以atm计
H＝Henry常数(随着温度增加而增加)
Xg＝溶解气体的平衡摩尔分数＝气体摩尔数(既亚硝酸)
a.空气摩尔数+气体摩尔数(既
b.亚硝酸)
在本案中，亚硝酸的存在依赖于严格的pH和ORP情况。亚硝酸仅仅以少量存在于系统中。另外，在半封闭的静态填充系统中，亚硝酸的挥发为70～18％。这意味着在不带电荷的气体形式的亚硝酸在与蛔虫卵接触之前，其从系统中挥发出去。即使起始亚硝酸剂量高达1500mg/L，亚硝酸的分压也特别小。因此，残留亚硝酸低于500mg/L。这意味着溶解的亚硝酸气体在密闭系统中将不再挥发。
另一方面，具有30～0％挥发程度的亚硝酸的分压显然高于开放系统中的分压。由于亚硝酸气体很少释放，溶解的亚硝酸增加到大于1500mg/L的水平。通过获得这些高水平的可溶解亚硝酸，在2小时或更短时间内，可以获得PFRP消毒。由于Henry常数随着升高的温度而升高，较高温度、控制的pH和ORP的结合将导致在较短的曝露时间内的消毒是可以接受的。
开发用于市政生物固体的酸性消毒方法
开发了Synox方法，并给出了PFRP状态(表10)。在二十世纪九十年代早期，用于该方法的推荐的操作条件如下所示。
  操作参数   单位
  ORP   +300～+500   mv
  PH   2.5～3.1   s.u.
  酸性   50～100   以CaCO3的mg/L
  总悬浮固体   2～4   ％
  温度   10～40   ℃
  亚硝酸(HNO2)   1000～1500   以NO2的mg/L
来自Synox方法的此方法的校正是采用亚氯酸盐和次氯酸(或二氧化氯)代替臭氧(zone)。该臭氧氧化剂需要3～5g/L，而且是非常昂贵的。通过使用氯化的混合的氧化剂，相比较于高活性的臭氧，该ORP采用非常少的氧化剂控制，而且费用低。
表5-9显示在开放和密闭系统中相对于氯化的混合的氧化剂的ORP水平。
表5在开放系统中NaHSO4与ORP比较*
  NaHSO4(mL)   ORP(mv)   pH
  9.0   -66   3
  10.1   -43   2.7
  10.7   -24   2.5
  11.2   -17   2.3
  11.4   15   2.04
  12.7   27   2.00
  添加的NaClO2+NaOCl(mL)
  0.5+0.5   378   2.00
  1.0+1.0   405   2.09
  1.5+1.5   445   2.11
  2.0+2.0   461   2.13
*200mL厌氧污泥，起始pH＝7.91。同时加入两种溶液。
表6在开放系统中ClO2与ORP比较*
  NaClO2+NaOCl(mL)   ORP(mv)   pH
  0.0+0.00.5+0.5   -34356   2.702.77
  1.0+1.0   352   2.82
  1.5+1.5   356   2.86
*200mL厌氧污泥，起始pH＝2.7。同时加入两种溶液。
表7在开放系统中NaOCl与ORP比较*
  NaOCl(mL)   ORP(mv)   pH
  0   34   2.01
  0.5   105   2.04
  1.0   139   2.08
  1.5   234   2.09
  添加的NaClO2(mL)
  1.5+0.5   371   2.11
  1.5+1.0   382   2.12
  1.5+1.5   435   2.17
*200mL厌氧污泥，起始pH＝2.0。加入NaOCl，然后加入NaOCl2温度从23℃升到26.3℃。
表8在开放系统中NaClO2与ORP比较*
  NaClO2(mL)  ORP(mv)   pH
  0  45   2.01
  0.5  386   2.04
  1.0  435   2.05
  1.5  438   2.03
  添加的NaOCl(mL)
  1.5+0.5  475   2.03
  1.5+1.0  491   2.00
  1.5+1.5  507   2.00
*200mL厌氧污泥，起始pH＝2.01，加入NaClO2，然后进入NaClO，温度从23℃升到26.3℃。
表9在密闭系统中ORP与时间比较
  厌氧污泥   好氧污泥
  PH＝2.7*   PH＝2.0**   PH＝2.7***
  时间(min)  ORP(mv)   时间(min)  ORP(mv)   时间(min)  ORP(mv)
  0  493   0  393   0  466
  15  526   15  396   20  461
  30  535   30  402   30  461
  40  547   45  403   70  463
  60  569   540  361   100  463
  70  572   570  353   160  465
  90  584   340  467
  120   587   460   470
  145   590   885   475
  185   591
  245   588
  365   573
*150mL厌氧污泥；1.5mL+1.5mL的NaClO2+NaOCl
**150mL厌氧污泥；1mL+1mL的NaClO2+NaOCl
***150mL好氧污泥；1.5mL+1mL的NaClO2+NaOCl
在二十世纪八十年代晚期，Tulane研究员开发了使用臭氧、硫酸和亚硝酸消毒生物固体的Synox方法。从该工作开始，注意到亚硝酸是使细菌、病毒和蠕虫失活的主要消毒剂。观察到在1500～400mg/L的的亚硝酸剂量范围内，该方法有效并分别在4～24小时内产生A级生物固体。在二十世纪九十年代早期，该Synox方法被EPA′s PEC批准为PFRP方法。
该方法的问题涉及使用臭氧以维持ORP在300～600mv的范围内。该臭氧方法非常昂贵而使得其不具有经济可用性。改良的中和方法能够在酸性环境中使用二氧化氯控制ORP，二氧化氯非常便宜而且更适用于市政污泥环境。
在该方法中，在pH为3时，使用亚硝酸钠消毒好氧或厌氧消化的市政污泥。通过向污泥中加入硫酸氢钠溶液而得到酸性环境，在加入的同时加入混合的氧化剂(次氯酸钠、亚氯酸钠和二氧化氯)以控制ORP水平在300～600mv之间。加入酸化污泥中的亚氯酸盐-次氯酸盐在原位产生二氧化氯。然后，1500mg/L亚硝酸钠溶液形式的亚硝酸进入该系统。这些在密闭容器中一起混合。在此方法中，使用病原体刺器(spikes)穿刺(spike)市政好氧或厌氧消化的生物固体，也检测该固体中的指示生物体，蛔虫内生孢子和体细胞噬菌体(Somaticbacteriophages)。在这些检测中，为了QA/QC的目的，进行一个重复和一个对照。在曝露之后，将处理过的污泥收集到聚乙烯瓶中，并采用6N氢氧化钠中和。消毒的效果通过在对照实验组和处理后的实验组中的蛔虫卵的生存百分数进行表示。另外，检测控制参数，以建立用于蛔虫卵失活的亚硝酸处理基质(matrix)。该参数包括pH、温度、ORP、接触时间、固体含量和压力。
处理的生物固体的稳定性可以通过诸如好氧的或厌氧的mesosphilic消化的预先消化方法进行控制。在亚硝酸处理中，由于混合的氧化剂不能裂解细胞，因此氧化步骤可以增强获得的生物固体的稳定性。进行呼吸测定分析以评估该终产物的稳定性。
最终目标是产生符合消毒和稳定性的A级标准的生物固体。然后该获得的生物固体可以进行土壤应用或可以作为肥料或土壤改良剂而具有其它用途。如果该方法证明有效，则证明也可以用于来自农业应用的肥料、废物，例如灰色和黑色废水的轮船废物和医用废物。

Claims (19)

1.一种处理生物固体的方法，该方法包括：
调整该生物固体的pH值；
将二氧化氯加入该生物固体中；且
维持能够穿透蛔虫卵壳的化学物质的不带电荷状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述pH通过酸进行调整。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述pH通过使用选自硫酸氢钠、硫酸、柠檬酸、磷酸、盐酸或其组合的酸进行调整。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学物质是亚硝酸。
5.根据权利要求4所述的方法，其包括向该生物固体中添加亚硝酸至浓度达到按重量计介于大约300ppm和大约3000ppm之间。
6.根据权利要求4所述的方法，其中通过加入分解产生亚硝酸基的物质而形成亚硝酸。
7.根据权利要求6所述的方法，其包括将氧化-还原电位维持在+200～+600mV的范围内。
8.根据权利要求4所述的方法，其中污泥的pH降低到低于3.8。
9.根据权利要求1所述的方法，其中通过使用碱而升高所述pH。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述碱选自氢氧化钠、氢氧化铵、其组合物或其混合物。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述不带电荷的化学物质是NH4。
12.根据权利要求1所述的方法，其包括通过加入二氧化氯升高该生物固体的ORP。
13.根据权利要求11所述的方法，其包括通过选自下述方法的方法产生二氧化氯：将预先产生的二氧化氯加入该生物固体中，将亚氯酸钠加入该酸化的生物固体，将氯酸钠加入到该酸化的生物固体中，将次氯酸钠加入到该酸化的生物固体中或其组合。
14.根据权利要求3的方法，其包括通过提高所述生物固体的ORP以稳定亚硝酸。
15.根据权利要求1所述的方法，其包括保持维持在密闭系统中的生物固体并防止不带电荷物质的挥发。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物固体或厌氧消化或好氧消化。
17.根据权利要求16的方法，包括厌氧消化生物固体并降低生物固体的pH。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述生物固体被厌氧消化，并且所述不带电荷的化学物质是H2S。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述生物固体是固体百分比范围的1～8％的固体含量，按重量计。
CN2005800261250A 2004-06-01 2005-06-01 污泥处理方法 Active CN101124172B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57536004P 2004-06-01 2004-06-01
US60/575,360 2004-06-01
PCT/US2005/019174 WO2005118490A2 (en) 2004-06-01 2005-06-01 Sludge treatment process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101124172A true CN101124172A (zh) 2008-02-13
CN101124172B CN101124172B (zh) 2013-06-26

Family

ID=35463415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005800261250A Active CN101124172B (zh) 2004-06-01 2005-06-01 污泥处理方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7279099B2 (zh)
EP (1) EP1765735B1 (zh)
JP (1) JP2008501508A (zh)
CN (1) CN101124172B (zh)
BR (1) BRPI0511774A (zh)
CA (1) CA2569076C (zh)
IL (1) IL179779A (zh)
MX (1) MXPA06013982A (zh)
WO (1) WO2005118490A2 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102428043A (zh) * 2009-05-19 2012-04-25 Es.技术公司 污泥的削减方法和削减装置
CN102884011A (zh) * 2009-12-24 2013-01-16 Bcr环境公司 废水中生物固体的改善消化
CN103796962A (zh) * 2011-06-30 2014-05-14 昆士兰大学 污泥的预处理
CN114804555A (zh) * 2022-04-15 2022-07-29 中国地质大学（武汉） 强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2893258B1 (fr) * 2005-11-14 2008-01-11 Otv Sa Procede de traitement d'eaux comprenant une etape de decantation et une etape de tamisage fin, et dispositif correspondant.
US7569148B2 (en) * 2006-08-23 2009-08-04 Siemens Water Technologies Corp. Continuous membrane filtration and solids reduction
EP2563727B1 (en) * 2010-04-27 2018-06-06 BCR Environmental Corporation Wastewater treatment system and method to achieve class b biosolids using chlorine dioxide
JP5990706B2 (ja) * 2011-11-30 2016-09-14 株式会社片山化学工業研究所 汚泥処理工程における硫化水素の発生抑制方法
JP6254484B2 (ja) * 2014-05-28 2017-12-27 水ｉｎｇ株式会社 脱水ケーキの消臭方法及び汚泥処理装置
JP7296727B2 (ja) * 2015-09-17 2023-06-23 ビーシーアール エンバイロンメンタル コーポレーション 二酸化塩素を使用して乾燥を向上させるためのシステムおよび方法
US20210170363A1 (en) * 2019-12-09 2021-06-10 Regenesis Bioremediation Products Methods for the Destruction of Contaminants Adsorbed to Activated Carbon

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4277342A (en) * 1979-10-01 1981-07-07 Cornell Research Foundation, Inc. Combined biological-chemical detoxification of organics
US5051191A (en) * 1990-10-31 1991-09-24 Green Environmental Systems Ltd. Method to detoxify sewage sludge
US5281341A (en) * 1991-08-09 1994-01-25 Administrators Of The Tulane Educational Fund Sludge treatment process
JP3913843B2 (ja) * 1997-05-26 2007-05-09 オルガノ株式会社 凝集沈澱処理設備
JP2000140894A (ja) * 1998-11-06 2000-05-23 Nkk Corp 汚泥の処理装置
US20040180015A1 (en) * 2002-01-07 2004-09-16 Kross Robert D. Long-acting disinfecting nitrous acid compositions and related processes
JP4210976B2 (ja) * 2002-01-24 2009-01-21 栗田工業株式会社 汚泥臭気抑制剤及び汚泥臭気抑制方法
AU2003284933A1 (en) * 2002-10-28 2004-05-25 Ashland Inc. A process for safely decontaminating the chill water used in meat processing

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102428043A (zh) * 2009-05-19 2012-04-25 Es.技术公司 污泥的削减方法和削减装置
CN102884011A (zh) * 2009-12-24 2013-01-16 Bcr环境公司 废水中生物固体的改善消化
CN103796962A (zh) * 2011-06-30 2014-05-14 昆士兰大学 污泥的预处理
CN103796962B (zh) * 2011-06-30 2018-04-27 昆士兰大学 污泥的预处理
CN114804555A (zh) * 2022-04-15 2022-07-29 中国地质大学（武汉） 强化氯消毒杀灭污泥中病原微生物与毒副产物的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1765735A4 (en) 2009-12-30
IL179779A0 (en) 2007-05-15
CA2569076A1 (en) 2005-12-15
WO2005118490A2 (en) 2005-12-15
CA2569076C (en) 2014-04-22
CN101124172B (zh) 2013-06-26
US7279099B2 (en) 2007-10-09
EP1765735A2 (en) 2007-03-28
BRPI0511774A (pt) 2007-12-18
IL179779A (en) 2011-07-31
US20050279706A1 (en) 2005-12-22
MXPA06013982A (es) 2007-12-10
EP1765735B1 (en) 2014-01-22
WO2005118490A3 (en) 2006-08-31
JP2008501508A (ja) 2008-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101124172B (zh) 污泥处理方法
Lacasa et al. Electrochemical disinfection of simulated ballast water on conductive diamond electrodes
US10232065B2 (en) Electrochemical device for biocide treatment in agricultural applications
US9115011B2 (en) Apparatus and method for producing electrolyzed water
JPH1081610A (ja) 殺菌消毒液の製造方法及び殺菌消毒剤
CN103249680B (zh) 用于产生一种阳极电解液部分的方法和系统
Vassileva et al. Results from the research of water catholyte with nascent (Atomic) hydrogen
CN108993355A (zh) 一种生产稳定杀菌消毒溶液的系统
CN110012904A (zh) 一种三氯异氰尿酸泡腾消毒片及其制备方法
KR20000009824A (ko) 동식물성 유기폐기물의 멸균장치
KR101715822B1 (ko) 전기분해 믹스드 옥시던트 소독을 이용한 유수식 어패류 양식방법
JP2991001B2 (ja) 脱水汚泥ケーキの消臭方法
RU2329197C1 (ru) Способ получения электрохимически активированного дезинфицирующего раствора и установка для его осуществления
JPH11147801A (ja) 活性汚泥の殺菌剤、これを用いた活性汚泥の殺菌方法、及び有機性廃水の処理方法
US20060151400A1 (en) Biosolids stabilization process
Mehandjiev et al. Electrochemically Activated Water–Anolyte. Nascent Oxygen
KR20110080287A (ko) 전기화학적 산화반응을 이용한 축산폐수 처리 장치 및 그 방법
CN204057958U (zh) 高效复合二氧化氯发生装置
EP3457831B1 (en) Sanitary waste treatment method
CN103771636B (zh) 基于微酸性电解处理养殖水的处理方法
JP3828429B2 (ja) 余剰汚泥の減容方法
CN204897503U (zh) 智能化污水无氯消毒杀菌系统
CN104973666B (zh) 智能化污水无氯消毒杀菌系统
RU2329335C2 (ru) Способ получения дезинфицирующего средства и дезинфицирующее средство
Vestergård Establishing and maintaining specific pathogen free (SPF) conditions in aqueous solutions using ozone

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: BCR ENVIRONMENTAL CORPORATION

Free format text: FORMER OWNER: FKOS LLC DBA BIOCHEM RESOURCES

Effective date: 20131011

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20131011

Address after: American Florida

Patentee after: BCR Environmental LLC

Address before: American Florida

Patentee before: FKOS LLC DBA Biochem Resources