CN101863612A - 一种生物淋滤-双调理剂联合改善污泥脱水性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物酸化-双调理剂联合改善污泥脱水性能的方法，属于污泥处理技术领域。在投加足量底物的条件下，从污泥中培养驯化土著细菌作为接种物；将接种物加入到剩余污泥中，在有氧、搅拌和适量底物条件下对污泥进行生物淋滤，至污泥的pH为2左右；向淋滤污泥中加入饱和NaOH溶液，调节污泥pH至6-7；向污泥中加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺调理污泥；采用板框压滤或离心脱水方法对处理后的污泥进行机械脱水，得到含水率在65-75％的脱水污泥。联用生物酸化-双调理剂联合改善污泥脱水性能，可以提高反应效率、缩短反应时间、增加处理能力、减少污泥处理成本。

Description

一种生物淋滤-双调理剂联合改善污泥脱水性能的方法
技术领域
本发明属于剩余污泥处理技术领域，采用生物淋滤-双调理剂联合改善剩余污泥脱水性能，为污泥的后续处理处置和资源化利用奠定基础。
背景技术
随着经济发展和人们生活水平提高，我国大部分城市建设了集中式污水处理厂。污水处理厂运行对改善我国水环境、保护人类健康发挥了巨大作用。活性污泥法广泛应用于城市污水处理厂，其运行过程产生大量的剩余污泥。剩余污泥处理费用昂贵，大约占整过污水处理费用的25-50％，给污水处理厂正常运行带来巨大的压力。剩余污泥含水率高，体积庞大，必须经脱水处理减少其体积。我国污泥处理起步较晚，一般经过浓缩和机械脱水后，含水率80％以上的脱水污泥被直接送入垃圾填埋场进行卫生填埋。针对我国污泥特性，开发安全、高效、经济的污泥调理技术改善污泥脱水性能对污泥的处置和资源化利用非常重要。
污泥脱水之前通常采用化学法、淘洗法、加热法和冷冻法等方法对污泥进行调理，改善污泥脱水性能。随着科学技术的发展，高能量微电子辐射、微波加热、超声处理、化学氧化、生物酶等技术也用于改善污泥的脱水性能。传统的加酸调理污泥能够一定程度改善污泥的脱水性能，但由于投加无机酸(如硫酸)，使得其处理费用相对昂贵。生物淋滤利用氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌等嗜酸性硫杆菌将还原性硫氧化成硫酸，降低污泥的pH值，主要用于去除污泥中的重金属，同时它还兼具杀灭病原体、除臭、去除部分有机物、改善污泥脱水性能等特性，而且具有成本低的特点。
鉴于污泥生物淋滤能够具有去除污泥中的重金属、杀灭病原体、除臭、去除部分有机物、改善污泥脱水性能的特性，将污泥生物淋滤作为污泥的预处理，联合投加污泥调理剂的方法，不仅可以大大降低污泥调理剂的用量，而且能够大幅度提高污泥的脱水性能，降低泥饼的含水率，甚至达到直接农用的要求，具有良好的发展前景。
发明内容
1.发明目的
本发明目的在于通过生物淋滤-双调理剂联合处理剩余污泥，改善污泥脱水性能，为污泥的后续处理处置和利用提供基础。
2.技术方案
本发明提供一种生物淋滤-双调理剂调理联合改善污泥脱水性能的方法。主要技术方案如下：
(1)污泥生物淋滤接种液培养：在含水率98-99％的污泥中，分别按10和20g/L投加硫粉和FeSO4·7H2O作为底物，以0.5L/(min·L污泥)从底部鼓入空气，在28℃和180r/min的搅拌条件下培养驯化污泥，至污泥pH降至2.0以下。取驯化培养的淋滤污泥，按5-10％的体积比接种到含水率98-99％的污泥中，投加与上步等量的硫粉和FeSO4·7H2O作为底物，并在相同的条件下培养驯化，直至pH值降至2.0以下。然后再重复上步操作一次，所得淋滤污泥作为生物淋滤的接种液。
(2)污泥生物淋滤：将培养驯化的接种液加入到含水率98-99％的剩余污泥中，对污泥进行生物淋滤。污泥接种量为10-15％(体积比)，温度为20-30℃；搅拌速度为180r/min；空气鼓入量为0.5L/(min·L污泥)；硫粉投加量为2-3g/L；Fe2+投加量为4-6g/L。经过1.5天的生物淋滤，污泥的pH降至2以下，氧化还原电位升至400-500mV。
(3)污泥双调理剂调理：向处理后的污泥中加入饱和NaOH溶液，调节污泥的pH至6-7，减少淋滤污泥的腐蚀性。然后向污泥中投加聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺，并在180r/min的速度下快速搅拌5min，在40r/min的速度下慢速搅拌15min，聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺的投加量分别为80-100mg/L和20-25mg/L。
(4)污泥机械脱水：采用板框压滤或离心脱水方法对处理后的污泥脱水，得到含水率在65-75％的脱水污泥，污泥体积大大减小。
3.本发明的有益效果
(1)本发明的生物淋滤-双调理剂联合工艺，充分利用生物淋滤的预处理作用改善污泥脱水性能、减少处理费用、提高处理效率。经过生物淋滤处理后，污泥比阻降低75％左右；再经过聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺联合调理，污泥比阻低于4×108s2/g，属于易脱水污泥，脱水后污泥的含水率降至65-75％，污泥体积大大减小，有利于污泥的运输、处理处置和资源化利用。
(2)本发明联用生物淋滤-双调理剂联合改善污泥脱水性能，工艺过程简单、工艺流程简短、易于控制、投资费用低、易于实现，为我国污泥处理处置提供一条新思路。
(3)本发明处理后的污泥含水率低、有毒有害物质和病原体含量低，可以用于堆肥或直接用于改良土壤，为污泥的后续处理和利用提供基础，在实际应用中具有良好的意义。
附图说明
图1生物淋滤-双调理剂联合改善污泥脱水性能工艺流程图
具体实施方式
实施例1.
采用本工艺在实验室对污泥进行批式处理。所处理的污泥为氧化沟工艺处理城市生活污水产生的剩余污泥，污泥pH为6.8，污泥总固体含量为12450mg/L，挥发性固体含量为9280mg/L，污泥比阻为5.45×1010s2/g，滤饼含水率(0.03Mpa真空抽滤条件下)，92.5％。具体步骤请参照图1：
(1)污泥生物淋滤接种液培养：将100ml含水率98.73％的污泥装入250ml的锥形瓶中，按10和20g/L投加硫粉和FeSO4·7H2O，作为淋滤细菌的能源物质，锥形瓶置于水浴恒温振荡器中振荡培养，控制温度为28℃，振荡速度为180r/min。待污泥体系pH低于2时，吸取此淋滤污泥10ml加入到90ml含水率98.7％的污泥中，并投加与上步等量的硫粉和FeSO4·7H2O，在相同条件下继续富集培养。待污泥体系pH低于2时，再次重复上步操作一次。经过三次培养后，淋滤细菌的活性到达要求，所得淋滤污泥即为接种物。
(2)污泥生物淋滤：在500ml锥形瓶中加入270ml含水率98.73％的污泥，按10％体积比加入接种物，并分别按2mg/L和6mg/L投加硫粉和FeSO4·7H2O。将锥形瓶置于28℃水浴恒温振荡器中振荡，并控制振荡速度为180r/min，经过1天的生物淋滤，污泥体系pH降至2.0，氧化还原电位升高至410mV，污泥比阻降低75％，污泥比阻为1.35×1010s2/g。
(3)污泥双调理剂调理：向处理后的污泥中加入饱和NaOH溶液，调节污泥的pH至6.5，然后向按100mg/L和20mg/L的投加量向污泥中投加聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺，并在180r/min的速度下快速振荡5min，在40r/min的速度下慢速振荡15min。经过双调理剂调理后，污泥的脱水性能提高99％，污泥比阻为3.67×108s2/g，属于易脱水污泥。
(4)污泥机械脱水：在0.03Mpa条件下对污泥进行真空抽滤，脱水后污泥滤饼的含水率为70.4％。
实施例2.
采用本工艺对污泥进行中试处理。所处理的污泥为A2/O工艺处理城市生活污水后的剩余污泥，污泥pH为7.15，总固体含量为18465mg/L，挥发性固体含量为13256mg/L，污泥比阻为7.23×1010s2/g，滤饼含水率(0.03Mpa真空抽滤)，91.5％。具体步骤请参照图1：
(1)污泥生物淋滤接种液培养：在5L含水率98.2％污泥中，按10和20g/L分别投加硫粉和FeSO4·7H2O作为淋滤细菌的能源物质，以0.5L/(min·L污泥)从反应器底部鼓入空气，在室温(25℃)和180r/min的搅拌条件下培养驯化污泥，至污泥pH降至2.0以下。取培养驯化的淋滤污泥，按10％的体积比接种到5L含水率98.2％的污泥中，投加与上步等量的硫粉和FeSO4·7H2O，在相同的条件下培养驯化，直至pH值降至2.0以下。然后重复上步操作一次，所得淋滤污泥作为接种液。
(2)污泥生物淋滤：在30L的反应器中序批式淋滤处理污泥，按15％体积比加入接种物和剩余污泥，污泥总体积为25L，分别按3和8mg/L投加硫粉和FeSO4·7H2O。在室温(25℃)下，以0.5L/(min·L污泥)向污泥中鼓入空气，并以180r/min的转速搅拌，经过1.5天的生物淋滤，污泥体系pH降至1.9，氧化还原电位升高至445mV。按此步骤相同的条件，对下一批次污泥进行生物淋滤处理，循环该过程。淋滤后污泥比阻降低68％，为2.31×1010s2/g。
(3)污泥双调理剂调理：向处理后的污泥中加入饱和NaOH溶液，调节污泥的pH至6.8，然后向按90mg/L和25mg/L的投加量向污泥中投加聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺，并在180r/min的速度下快速搅拌5min，在40r/min的速度下慢速搅拌15min。经过双调理剂调理后，污泥的脱水性能提高99％，污泥比阻为3.90×108s2/g，属于易脱水污泥。
(4)污泥机械脱水：采用离心脱水机进行污泥脱水，脱水后污泥的含水率为73.2％。

Claims (2)

1.一种生物酸化-双调理剂联合改善污泥脱水性能的方法，其特征在于联合使用生物淋滤和双调理剂处理污泥，并辅以机械脱水，有效改善剩余污泥脱水性能，大大减小污泥体积。
2.根据权利要求1所述改善剩余污泥脱水性能的方法，其特征在于该方法由以下步骤组成：
(1)污泥生物淋滤：将培养驯化的接种液加入到含水率98-99％的剩余污泥中，对污泥进行生物淋滤。污泥接种量为10-15％(体积比)，温度为20-30℃；搅拌速度为180r/min；空气鼓入量为0.5L/(min·L污泥)；硫粉投加量为2-3g/L；Fe2+投加量为4-6g/L。
(2)污泥双调理剂调理：向处理后的污泥中加入饱和NaOH溶液，调节污泥的pH至6-7。然后以80-100mg/L和20-25mg/L的投加量向污泥中投加聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺，并在180r/min的速度下快速搅拌5min，在40r/min的速度下慢速搅拌15min。
(3)污泥机械脱水：采用板框压滤或离心脱水方法对处理后的污泥脱水，得到含水率在65-75％的脱水污泥。
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