CN101870552B - 一种市政污泥稳定化和减量化的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于固体废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种市政污泥稳定化和减量化的处理方法。具体步骤为：将污水处理厂产生的含水率高于80％的浓缩污泥先在60-100℃条件下和水性聚氨酯分散体乳液反应2-24小时，再在转速为3000-10000转/分钟条件下离心分离15-60分钟，得到一种稳定化和减量化的脱水污泥。本发明提供的处理方法利用水性聚氨酯分散体乳液共混改性与离心脱水机脱水的两步法处理，处理污泥的含水率低(≤60％)，并且能够有效去除污泥中的重金属离子，该处理方法节约了处理成本，大大提高了无害化质量，本发明可减少污泥的产量40％以上，具有设备简单、成本低、无二次污染、操作简便等优点，适合城镇生活污水厂污泥的处理。
Description
技术领域
本发明属固体废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种市政污泥稳定化和减量化的处理方法。
背景技术
随着城市规模的日益扩大及经济的快速发展，城市污泥的产出量不断增加并给城市的环境带来严重的危害。城市污泥量的剧增给城市建设带来了障碍，巨大的城市垃圾山中城市污泥占了很大的比例。近年来，由于多年的积累和一直没有有效地处理方法，污泥正严重地污染着环境，已成为一大公害。目前国内外处理污泥的办法主要有填埋法、焚烧法和堆肥法。填埋法占地面积大，须作放渗处理，还要建设沼气回收系统及渗滤水处理厂，容易对地下水及周围空气造成污染，资源也不能回收利用；对于人口众多，耕地资源日益紧张的我国来说，越来越难以施行。焚烧法需专用焚烧炉，投资大，运行费用高。堆肥法占地面积大，时间长，容易滋生蚊蝇，散发恶臭，很难形成大规模生产，而且施肥时容易造成污泥对环境的二次污染，污泥中的重金属随施肥过程一起进入到生态环境中，这对土壤、植物、地下水，甚至大气造成二次污染。目前各国正致力于寻找新的稳定化、减量化、无害化和资源化污泥处理方法。
中国专利01108478.2(公开号CN1318435A)公开了一种湖泊和城市污泥无害化综合利用的工艺，它是将湖泊及城市污泥经打捞、收集和干燥，加入固硫剂、固氯剂配料后进入熔融炉进行无害化处理，熔融渣可制成建材，但是该发明在制备过程中采用了污泥焚烧处理，炉膛温度高于1400℃以上，成本高，环保要求高，应用受到限制。中国专利01115480.2(公开号CN1382652A)和中国专利200710070477.7(CN 101139158A)也报道了一种采用先造粒(条)，然后烘干、焚烧的工艺，对污泥进行无害化和减量化处理，还可生产出颗粒有机复合肥，但是在制备过程中仍然采用了污泥焚烧处理和烘干等工艺，成本高，环保要求高，应用受到限制。中国专利200410071133.4(CN 1727292A)公开了一种污泥干化与高温好氧堆肥发酵技术集成方法，该工艺方法先利用干化技术对含水率≤80％的污泥进行半干化处理，再对处理后的污泥做高温好氧堆肥发酵处理，实现污泥无害化和资源化处理，但是由于高温好氧堆肥技术存在一定缺陷，目前国内外在市政污泥处置中还多以干化技术为主。中国专利200510044557.6(CN 1765771A)公开了一种利用两段式生物反应器实现污泥减量化的工艺，它设置序批式好氧颗粒污泥生物反应器和膜生物反应器两个生物反应器，实现对污泥中有机物的进一步降解，同时原、后生生物大量捕食细菌，实现剩余污泥减量化。但是由于该工艺存在着膜造价高，一次性投入远高于传统污水处理工艺，另外膜污染容易出现，给操作管理带来不便，和能耗高等缺陷，其应用受到限制。中国专利200610047281.1(CN 101108751A)公开了一种城市污泥减量化的处理方法，该方法先将絮凝剂A投加到污泥中，经破乳反应后，再加入絮凝剂B进一步反应。絮凝剂A和B是不同成分的阳离子聚合物，经该方法处理后的城市污泥，体积大大减少，泥饼结实、含水率低，可以满足后续填埋、堆肥、焚烧处理的需要，实现污泥的综合利用。但是该方法需要投入大批量和不同种类的聚合物絮凝剂，成本高，反应步骤多，经济效益差。中国专利200510102944.0(CN 1765780A)和200610112790.8(CN 1915868A)都公开了一种利用超声处理污泥使污泥减量化的方法，但是超声波处理污泥的技术，目前国内大多处于实验室研究的阶段，离工程化应用还有很长距离，而且该方法仍然需要投入大量的絮凝剂和脱水处理等工艺。中国专利200710166317.2(CN 101428955A)公开了一种污泥机械深度脱水、生物干化与资源化利用相结合的处理工艺，污泥的含水率可降低到30-35％，干污泥可用于制肥和造砖。中国发明专利200810035009.0(CN 101254996A)公开了一种生活污水处理厂脱水污泥的处理方法，即将含水率≤80％的脱水污泥，用MgO和MgCl2作为固化剂，将脱水污泥和固化剂混合搅拌处理后得到含水率≤60％，最后将污泥固化体填埋处置。中国发明专利200910015938.X(CN 101570388A)公开了一种城市污泥无害化资源化处置工艺，它利用电厂现有的煤粉锅炉、输煤、尾气排放处理系统进行城市污泥处置，干化后的污泥进入电厂输煤系统混合燃煤入炉焚烧发电。但是上述技术都普遍存在技术不成熟、运行费用高、投资大等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种市政污泥稳定化和减量化的处理方法。
本发明提出的一种市政污泥稳定化和减量化的处理方法，将污水处理厂产生的含水率高于80％的浓缩污泥先在60-100℃条件下和水性聚氨酯分散体乳液反应2-24小时，再在转速为3000-10000转/分钟条件下离心分离15-60分钟，得到一种稳定化和减量化的脱水污泥。
本发明提出的一种市政污泥稳定化和减量化的处理方法，具体步骤如下：
(1)首先将污水处理厂产生的含水率高于80％的浓缩污泥50-500g和10-150g固含量为30wt％的水性聚氨酯分散体乳液搅匀调成污泥混合液；
(2)向步骤(1)所得污泥混合液中加入5-50g三乙胺和0.5-25g固含量为30wt％的乙二醛水溶液，在60-100℃下搅拌反应2-24小时，得处理污泥；
(3)将步骤(2)所得处理污泥离心分离，即得所需产物。
本发明中，步骤(3)中所述离心分离转速为3000-10000转/分钟，时间为15-60分钟。
本发明克服了传统的市政污泥无害化处理方法资金花费高、处理污泥的含水率高(≥80％)、土地占用大等缺陷，而且本发明能够有效去除污泥中的重金属离子，处理污泥的含水率低(≤60％)，具有设备简单、成本低、无二次污染、操作简便等优点，可应用于城镇生活污水厂污泥的处理。
本发明的优点在于：(1)本发明采用水性聚氨酯分散体乳液共混改性来引入大量酰胺基、羧酸基等功能基团与污泥中的重金属离子进行充分的化学反应或物理吸附，再选用常规的离心脱水机脱水方式，从而实现市政污泥的稳定化和减量化效果，处理污泥中的重金属离子的固化速度快(15～60分钟)和固化能力强(≥90％重金属的去除率)，处理污泥的含水率低(≤60％)；(2)利用本发明处理的污泥，不仅污泥的含水率能够达到60％以下，而且能够稳定污泥中的绝大多数重金属离子，使其不能不再带来二次污染，从而达到真正的无害化、资源化；(3)与常用的无机稳定化药剂和高分子合成药剂相比，本发明采用的水性聚氨酯分散体乳液具有良好的经济性、环保性和可生物降解性；(4)本发明可减少污泥的产量40％以上，具有设备简单、成本低、无二次污染、操作简便等优点、运行管理方便等优点，可应用于城镇生活污水厂污泥的处理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明一种市政污泥的稳定化和减量化处理方法进行详细的说明。但本发明并不限于所列出的实例。
实施例1
将150g城市生活污水处理的市政污泥(含水率80％)放入搪瓷或不锈钢容器中，加入50g水性聚氨酯分散体乳液(30wt％固含量)后继续搅匀调成污泥混合液。向污泥混合液中加入7.5g三乙胺和2.5g乙二醛水溶液(30％固含量)，在90℃下搅拌反应8小时，得处理污泥。将处理污泥在转速为6000r/min条件下离心45分钟，制得一种稳定化和减量化的脱水污泥。
实施例2
与实施例1相同，但是水性聚氨酯分散体乳液(30wt％固含量)的用量由50g变为75g。
实施例3
与实施例1相同，但是水性聚氨酯分散体乳液(30wt％固含量)的用量由50g变为25g。
实施例4
与实施例1相同，但是三乙胺的用量由7.5g变为15g，乙二醛水溶液的用量由2.5g变为5.0g。
实施例5
与实施例1相同，但是反应条件改变为：在80℃下搅拌反应12小时，得处理污泥。
实施例6
与实施例1相同，但是反应条件改变为：在65℃下搅拌反应24小时，得处理污泥。
实施例7
与实施例1相同，但是处理污泥在转速为8000转/分钟的条件下离心30分钟。
实施例8
与实施例1相同，但是处理污泥在转速为4000转/分钟的条件下离心60分钟。
实施例2-8中获得的一种稳定化和减量化处理的市政污泥与实施例1的处理污泥具有类似的性能(见表1)。
表1市政污泥稳定化和减量化处理后的含水率和重金属去除率
| 样品 | 含水率 | pb2+ | Cd2+ | Zn2+ |
| 实施例1 | 56％ | 92.2％ | 90.9％ | 93.6％ |
| 实施例2 | 40％ | 94.6％ | 92.3％ | 94.9％ |
| 实施例3 | 60％ | 92.0％ | 90.2％ | 92.9％ |
| 实施例4 | 51％ | 92.8％ | 91.5％ | 93.8％ |
| 实施例5 | 45％ | 91.7％ | 91.8％ | 92.4％ |
| 实施例6 | 52％ | 93.6％ | 91.5％ | 91.6％ |
| 实施例7 | 55％ | 90.8％ | 92.0％ | 93.3％ |
| 实施例8 | 50％ | 92.1％ | 91.4％ | 92.5％ |
Claims (2)
1.一种市政污泥稳定化和减量化的处理方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)首先将污水处理厂产生的含水率高于80％的浓缩污泥50-500g和10-150g固含量为30wt％的水性聚氨酯分散体乳液搅匀调成污泥混合液；
(2)向步骤(1)所得污泥混合液中加入5-50g三乙胺和0.5-25g固含量为30wt％的乙二醛水溶液，在60-100℃下搅拌反应2-24小时，得处理污泥；
(3)将步骤(2)所得处理污泥离心分离，即得所需产物。
2.根据权利1所述的一种市政污泥定化和减量化的处理方法，其特征在于步骤(3)中所述离心分离转速为3000-10000转/分钟，时间为15-60分钟。
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| 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 | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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