CN102464440A - 一种将物化生化混合污泥减量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将物化生化混合污泥减量的方法，该方法包括以下步骤：1)用酸处理污泥至泥液的pH值在2-5之间；2)在经步骤1)获得的污泥混合液中，加入氧化剂和/或金属螯合剂；3)在经步骤2)获得的污泥混合液中，加入碱性物质至混合液的pH值在6.5-7.5之间；4)在经步骤3)获得的污泥混合液中，加入阳离子聚丙烯酰胺；和5)将经步骤4)获得的污泥混合液输入污泥压滤机进行压滤。通过上述方法降低了物化生化混合污泥中干物质的量，同时强化了减量后污泥的聚集成团沉降性能，保证了混合污泥减量后的压滤脱水性能。

Description

一种将物化生化混合污泥减量的方法

技术领域

本发明涉及环保领域中污泥的处理方法，尤其适用于先物化后生化的污水处理系统生成的物化生化混合污泥。

背景技术

随着污水处理总量以及处理标准的提升，污泥处理与处置已经成为制约污水处理厂发展的瓶颈。随着污水处理率的提高，污泥产量也在不断地增加，这使得污泥的处理和处置问题变得愈加突出。未经恰当处理和处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。

污泥处理的基本原则是减量化、无害化和资源化。污泥的减量化是通过物理、化学和生物等手段使整个污水处理系统向外排放的污泥固体量减少到最小。污水处理过程中产生的污泥从性质上分，主要分为物化污泥和生化污泥两大类，物化污泥来源于污水处理过程中的化学混凝沉降过程，生化污泥即剩余污泥，来源于活性污泥法的污水处理过程。污泥的减量化主要有两种方式，一是减少污泥中干固体质量，二是降低污泥的含水率，如浓缩、脱水、热干化和焚烧。减少污泥中干固体质量，包括从源头减少污泥的固体生成，通过改变污水处理工艺，采用产泥量较少的工艺，利用新技术降低污泥产率，例如解耦联技术；和在污泥生成后再削减的技术，例如剩余污泥厌氧消化、焚烧和热裂解技术。

目前的污泥减量技术，如OSA活性污泥工艺，投加解偶联剂；溶胞技术，例如臭氧、酸碱、加热、机械破碎、超声破解等，都是针对于活性污泥处理系统中产生的剩余污泥的减量化技术。

具体来说，CN1803664A将污水处理中解耦联剂与好氧-沉淀-缺氧工艺方法结合起来，从而提供了一种剩余污泥减量化的方法。

其它污泥的减量化方法则从降低污泥含水率着手，减少压滤后污泥的体积和质量，此方面的专利有：CN1986788A、CN101108751、CN101100345。

另外，一些专利技术为了降低污泥的含水率在污泥中添加了部分无机物，这实际上增大了污泥的干固体质量，如CN101012097A。

物化污泥为化学混凝沉淀产生的污泥，生化污泥为生化处理系统内产生的剩余污泥，二者性质完全不同，当污水处理系统，尤其是工业废水处理系统，采用先物化后生化的技术流程进行水处理时，生成的污泥即为物化生化混合污泥，由于污泥性质不尽相同，因此，以上各工艺不能完全适用于物化生化混合污泥。

专利CN101134633A提供了一种物化污泥减量化处理的材料及方法，其处理对象是经过浓缩压滤脱水的含水率在80％左右的污泥滤饼。将滤饼与处理液混合、搅拌、磨球处理，送入压滤机压滤脱水，得到含水率为30-45％的掺杂污泥。

在已有的技术中，到目前为止，对于物化生化混合污泥还没有有效的减量化方法。

电镀污泥等含重金属的污泥通常经过酸处理的方法回收污泥内的重金属，考虑到物化处理过程中投入了大量的铝盐或铁盐无机物，发明人拟利用酸处理物化生化混合污泥，溶出部分铁、铝等金属离子，破坏细胞结构，增加自由水含量，降低污泥体积，减少污泥质量；然而酸化后污泥絮体细小，易污堵压滤滤布或滤网，即压滤脱水性能下降，为改善酸化污泥的压滤脱水性能，发明人采用了投加螯合剂、氧化剂等处理方法，最终形成了混合污泥减量化工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是物化生化混合污泥的减量化。

因此，本发明提供一种将物化生化混合污泥减量的方法，该方法包括以下步骤：1)用酸处理物化生化混合污泥至泥液的pH值在2-5之间；2)在经步骤1)获得的污泥混合液中，加入氧化剂和/或金属螯合剂；3)在经步骤2)获得的污泥混合液中，加入碱性物质至混合液的pH值在6.5-7.5之间；4)在经步骤3)获得的污泥混合液中，加入阳离子聚丙烯酰胺；和5)将经步骤4)获得的污泥混合液输入污泥压滤机进行压滤。

按照本发明所述的处理方法对物化生化混合污泥进行处理，减少了污泥中干物质质量，减轻了污泥压滤机的处理负荷，降低了污泥的外运、填埋等的最终处置费用。

具体实施方式

本发明提供的将物化生化混合污泥减量的方法包括以下步骤：

1)用酸处理污泥至泥液的pH值在2-5之间，优选在2-3之间，并优选所用的酸为选自硫酸和盐酸中的至少一种酸，特别优选硫酸，例如98％的浓硫酸；

2)在经步骤1)获得的污泥混合液中，加入氧化剂和/或金属螯合剂，优选氧化剂为次氯酸钠或过氧化氢，特别优选次氯酸钠，所述氧化剂的添加量为质量浓度10％的氧化剂水溶液0.01-2ml/100ml污泥，优选0.05-1.0ml/100ml污泥；优选金属螯合剂为乙二胺四乙酸二钠，所述金属螯合剂的添加量为质量浓度10％的金属螯合剂水溶液0.1-4ml/100ml污泥，优选0.5-2ml/100ml污泥。

3)在经步骤2)获得的污泥混合液中，加入碱性物质至混合液的pH值在6.5-7.5之间，优选的碱性物质为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、生石灰和氢氧化钙中的至少一种物质，特别优选氢氧化钠，例如质量浓度10％的氢氧化钠水溶液；

4)在经步骤3)获得的污泥混合液中，加入阳离子聚丙烯酰胺，添加量为质量浓度0.2％的阳离子聚丙烯酰胺水溶液3-6ml/100ml污泥，优选4ml/100ml污泥。

5)将经步骤4)获得的污泥混合液输入污泥压滤机进行压滤。

具体来说，在本发明的方法中，第一步取浓缩池浓缩后的污泥，加入酸性物质调节浓缩污泥液的pH值至2-5之间，搅拌5-8分钟，混合污泥絮体溶解为细碎的颗粒，物化污泥中的部分金属离子被溶出，生化污泥细胞在强酸作用下，细胞膜破碎，释放出胞内结合水，污泥体积减小，自由水体积增加；静置5-10分钟，泥水分层，将清液分离回流至污水处理系统调节池，污泥相进行第二步处理；第二步采用两种技术方案，第一加入氧化剂如次氯酸钠、过氧化氢等氧化经过第一步处理后的污泥混合液中的有机物，通过化学氧化法进一步减少污泥混合液中的有机物，提高无机物含量，增加污泥的比重；第二，加入金属螯合剂，如乙二胺四乙酸二钠，对于溶出的金属离子，重新进行螯合作用，增加污泥絮体的骨架结构；两种方案可以任选其一或两种配合使用；之后加入碱性物质如氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、生石灰和氢氧化钙中的至少一种物质调节反应后泥液的pH值至6.5-7.5之间，接着加入阳离子聚丙烯酰胺形成大的污泥絮体，将污泥絮体送入压泥机进行压滤，得到减量化的污泥和压滤液体。

按照本发明所述的处理方法对物化生化混合污泥进行处理，减少了污泥中干物质质量，减轻了污泥压滤机的处理负荷，降低了污泥的外运、填埋等的最终处置费用；同时在步骤1)之后的泥水静置分离的清液呈现酸性，含有一定量的铁、铝等金属离子，将清液返回到污水处理系统中，降低了碱性废水预酸化的加酸量，并且铁铝等金属离子作为絮凝剂，再次发挥絮凝作用，降低了水处理的化学药剂投加成本。

下面以具体实施例的方式进一步描述本发明，但本发明决不仅限于实施例。本发明中所使用的“％”单位均以质量百分比计。

实施例

某印染公司污水处理厂，该污水处理厂的处理工艺为先化学混凝沉淀后厌氧好氧生化处理，化学混凝沉淀过程中加入硫酸亚铁、阴离子聚丙烯酰胺、有机高分子阳离子絮凝脱色剂，混凝沉淀污泥与剩余污泥均流入污泥浓缩池。以下对照例1和2以及实施例1至3中处理的污泥均取自该污水处理厂的浓缩池底部的污泥。

对照例1

取浓缩池底部的污泥，在100ml污泥中加入8ml的0.2％的阳离子聚丙烯酰胺水溶液，搅拌均匀后，静置沉降，常压定量滤纸过滤，将滤纸置于烘箱内105℃下烘干，天平称重，污泥质量为1.8161克。

对照例2

取浓缩池底部的污泥，在100ml污泥中加入1ml的98％的浓硫酸，搅拌5分钟后，泥液的pH值为2，接着加入10％的氢氧化钠水溶液，调节泥液的pH值至7.0，之后加入4ml的0.2％的阳离子聚丙烯酰胺水溶液，搅拌均匀后，静置沉降，常压定量滤纸过滤，将滤纸置于烘箱内105℃下烘干，天平称重，污泥质量为1.2304克。

实施例1

取浓缩池底部的污泥，在100ml污泥中加入1ml的98％的浓硫酸，搅拌5分钟后，泥液的pH值为2，接着加入0.1ml的10％的次氯酸钠水溶液，搅拌后加入10％的氢氧化钠水溶液，调节泥液的pH值至7.0，之后加入4ml的0.2％阳离子聚丙烯酰胺水溶液，静置沉降，常压定量滤纸过滤，将滤纸置于烘箱内105℃下烘干，天平称重，污泥质量为1.2909克。

实施例2

取浓缩池底部的污泥，在100ml污泥中加入0.8ml的98％的浓硫酸，搅拌5分钟后，泥液的pH值为2.5，接着加入1ml的10％的乙二胺四乙酸二钠水溶液，搅拌5分钟后，加入10％的氢氧化钠水溶液，调节泥液的pH值至7.0，之后加入4ml的0.2％阳离子聚丙烯酰胺水溶液，静置沉降，常压定量滤纸过滤，将滤纸置于烘箱内105℃下烘干，天平称重，污泥质量为1.1593克。

实施例3

取浓缩池底部的污泥，在100mL污泥中加入0.8ml的98％的浓硫酸，搅拌5分钟后，泥液的pH值为2.5，接着加入0.05ml的10％的次氯酸钠溶液及0.5ml的10％的乙二胺四乙酸二钠水溶液，搅拌5分钟后，加入10％的氢氧化钠水溶液，调节泥液的pH值至7.0，之后加入4ml的0.2％阳离子聚丙烯酰胺水溶液，静置沉降，常压定量滤纸过滤，将滤纸置于烘箱内105℃下烘干，天平称重，污泥质量为1.3664克。

本发明中，从两个方面分析经本发明方法处理的污泥的压滤脱水性能，第一：目视污泥的絮体大小；第二：将处理后污泥倾倒在滤布上，进行挤压，看挤压时，污泥是否流向滤布周边，污泥流向滤布周边，则压滤脱水性能差；第三，滤纸过滤，滤液滴滤速度。本发明中的污泥压滤脱水性能效果是由螯合剂或氧化剂的作用产生的，若不进行用螯合剂或氧化剂的处理过程，则污泥絮体细小，流动性强，不易脱水。

下表列出了本发明的实施例与对照例的比较结果。

污泥减量以及压滤脱水性能比较

从上述的比较结果可以看出，与对照例1相比，本发明的实施例1至3显著降低了污泥的干物质质量，并且对照例1中加入4ml的0.2％阳离子聚丙烯酰胺水溶液时，不能形成絮体；而实施例1至3与对照例1相比，添加阳离子聚丙烯酰胺水溶液的量可减少50％左右。此外，从对照例2的结果可以看出污泥经酸处理后，需经螯合剂或氧化剂的处理，否则污泥絮体细小，易污堵滤布，不易脱水。

Claims (8)

1.一种将物化生化混合污泥减量的方法，该方法包括以下步骤：

1)用酸处理污泥至泥液的pH值在2-5之间；

2)在经步骤1)获得的污泥混合液中，加入氧化剂和/或金属螯合剂；

3)在经步骤2)获得的污泥混合液中，加入碱性物质至混合液的pH值在6.5-7.5之间；

4)在经步骤3)获得的污泥混合液中，加入阳离子聚丙烯酰胺；和

5)将经步骤4)获得的污泥混合液输入污泥压滤机进行压滤。

2.如权利要求1所述的将物化生化混合污泥减量的方法，其中，在步骤1)中的酸处理所用的酸为选自硫酸和盐酸中的至少一种酸。

3.如权利要求1所述的将物化生化混合污泥减量的方法，其中，在步骤1)中将污泥液的pH值调节至2-3之间。

4.如权利要求1至3任意一项所述的将物化生化混合污泥减量的方法，其中所述的氧化剂为次氯酸钠或过氧化氢；所述金属螯合剂为乙二胺四乙酸二钠；所述的碱性物质为选自氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、生石灰和氢氧化钙中的至少一种物质。

5.如权利要求4所述的将物化生化混合污泥减量的方法，其中，质量浓度为10％的氧化剂水溶液的加入量为0.01-2毫升/100毫升污泥，质量浓度为10％的金属螯合剂水溶液的加入量为0.1-4毫升/100毫升污泥；质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺水溶液的加入量为3-6毫升/100毫升污泥。

6.如权利要求1至3任意一项所述的将物化生化混合污泥减量的方法，其中在步骤1)之后和步骤2)之前，还包括将在经步骤1)获得的污泥混合液静置分离出清液的步骤。

7.如权利要求1所述的将物化生化混合污泥减量的方法，该方法包括以下步骤：

1)用硫酸或盐酸处理污泥至泥液的pH值在2-5之间；

2)将经步骤1)获得的污泥混合液静置，分出清液；

3)用次氯酸钠或过氧化氢处理经步骤2)留下的污泥混合液；和/或，用乙二胺四乙酸二钠处理经步骤2)留下的污泥混合液；

4)用氢氧化钠处理经步骤3)获得的污泥混合液至混合液的pH值在6.5-7.5之间；

5)用阳离子聚丙烯酰胺处理经步骤4)获得的污泥混合液；

6)将经步骤5)获得的污泥混合液输入污泥压滤机进行压滤。

8.如权利要求7所述的将物化生化混合污泥减量的方法，其中相对于100mL污泥，质量浓度为10％的次氯酸钠水溶液的添加量为0.05-1.0mL；质量浓度为10％的乙二胺四乙酸二钠的添加量为0.5-2ml；质量浓度为0.2％的阳离子聚丙烯酰胺水溶液的添加量为4ml。