CN102718382A - 一种电化学直接氧化污泥的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，采用了两级电化学直接氧化技术对含水率99.6％的污泥进行氧化分解处理，使剩余污泥减量达到95％以上，可广泛用于城市生活污水处理厂、城市综合污水处理厂、城市化工污水处理厂的污泥处理与处置，为污泥的安全处理处置提供洁净的、低能耗的解决方案。

Description

一种电化学直接氧化污泥的处理工艺
技术领域
本发明涉及一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，特别是针对城市综合污水处理厂的剩余污泥的处理与处置，采用该处理工艺能够对城市污水厂剩余污泥进行快速、无害化处理与处置，最大化达到污泥减量的目的。
背景技术
从上世纪80年代到“十一五”末，我国污水处理厂数量由37座增加到近3000座，污水厂井喷式发展的同时也带来了污泥处理处置的难题。目前我国只有50多座污水厂在建厂的同时配套建设了污泥消化装置，其中又只有20多座的污泥装置能够真正发挥作用。污泥围城乱象难以解决，技术路线之争更是愈演愈烈，厌氧消化、干化、焚烧、堆肥，各大工艺的优劣同样饱受争议。解决污泥处理处置行业乱象，需要的不仅是相关政策的贯彻落实，更离不开放弃噱头效果、脚踏实地的治理，推动产业链完善，寻找市场结合点，才有可能真正实现污泥的资源化利用。
目前国内污水处理厂污泥大都采用卫生填埋方式处置，国外许多国家对污泥处置采用较多的方法是焚烧、卫生填埋、堆肥、干化造粒和投海等。
焚烧法：焚烧既是一种污泥处理方法，也是一种污泥处置方法，利用污泥中丰富的生物能发热，使污泥达到最大程度的减容。焚烧过程中，病菌病原体被彻底杀灭，有毒有害的有机残余物被热氧化分解。焚烧灰可用作生产水泥的原料，使重金属被固定在混凝土中，避免其重新进入环境。污泥焚烧的优点是适应性较强、反应时间短、占地面积小、残渣量少、达到了完全灭菌的目的。该法的缺点是工艺复杂，一次性投资大；设备数量多，操作管理复杂，能耗高，运行管理费亦高，焚烧过程存在“二噁英”污染的潜在危险。
卫生填满法：卫生填埋是把脱水污泥运到卫生填埋场与城市垃圾一起，按卫生填埋操作进行处置的工艺，常见的有厌氧和兼氧卫生填埋两种。卫生填埋法处置具有处理量大，投资省，运行费低，操作简单，管理方便，对污泥适应能力强等优点，但亦有占地大，渗滤液及臭气污染较重等缺点。
堆肥处置法：污泥干化造粒工艺是近年来比较引人注目的动向。一般说来，污泥干化造粒工艺是污泥直接土地利用技术普及前的一种过渡。干化造粒后的泥球可以作为肥料、土壤改良剂和燃料，用途广泛。但存在着细菌病毒被转移蔓延的环境卫生问题。
由上述例证可见，从生态环境、节约土地资源或是投资建设、运行来考虑，研究开发对剩余污泥的快速、高效、安全的处理工艺具有极其重要的现实意义和社会效应。
本发明人通过对污泥的处理与处置的工艺进行优化组合，利用电化学技术直接对城市污水厂剩余污泥氧化分解处理，使用该处理工艺可以使污泥实现最大化的减量。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供一种以电化学技术为主线的优化处理单元工艺，直接对剩余污泥进行氧化分解，达到污泥减量的目的。
技术方案如下
本技术方案以电化学为基础，利用两级微电流电解技术装备的处理装置，对99.6％的含水污泥进行微电流电解直接氧化，使污泥中污泥中的微生物、有机物被直接氧化分解成水和气体，污泥中的无机物在被表面羟基化后络合生成金属盐类物质或是磷酸盐类物质随水体进入沉淀箱内被沉积，水体溢流进入污水调节池内和原污水混合进行处理。含水污泥在氧化分解时所产生的泡沫溢流进入泡沫槽内回流到进泥口再次被氧化处理。
一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，包括污水厂二淀池1中的含水污泥由污泥泵4加压经污泥管3进入一级氧化反应器5，污泥进入一级氧化反应器氧化后，污泥中的微生物、有机物在氧化剂的作用下被分解断链，大部分微生物、有机物被氧化分解成水和气体，无机物部分络合沉积在反应器底部，游离在水体中的无机物随氧化分解后的泥水在重力作用下经污泥管3进入二级氧化反应器6内进行深度氧化，泥水被二级深度氧化后泥水中剩余的有机物、微生物、病毒、细菌被分解成气体和水，无机物大部分被络合沉积在二级反应器底部，少量的无机物质随水体进入快速沉淀池7内沉积于池底，快速沉淀池内的上清液经由溢流水管8回流到污水处理厂的调节池内和原污水综合再次进行处理。
污泥在一级氧化反应和二级氧化反应时所产生的泡沫由泡沫回流管2收集回流到二沉池内，和原污泥混合，再次进行氧化分解处理。
一级氧化反应器5、二级氧化反应器6和快速沉淀池7底部沉积的无机物质经排污管9在加压泵10的作用下强制进入固液分离机11内，进行固液分离，分离后的水体由滤出水管12汇集到溢流水管8回流到污水厂调节池和原污水综合再次进行处理，分离出的固体无机物质包装外运。
技术效果如下：
本发明的一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，采用了两级电化学直接氧化技术对含水率99.6％的污泥进行氧化分解处理，使剩余污泥减量达到95％以上，可广泛用于城市生活污水处理厂、城市综合污水处理厂、城市化工污水处理厂的污泥处理与处置，为污泥的安全处理处置提供洁净的、低能耗的解决方案。
附图说明：
附图一种电化学直接氧化污泥的处理工艺示意图
图示标记说明
1、二沉池 2、泡沫回流管 3、污泥管 4、污泥泵 5、一级氧化反应器 6、二级氧化反应器7、快速沉淀池 8、溢流水管 9、排污管 10、加压泵 11、固液分离机 12、滤出水管
具体实施的方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
污水厂二沉池1内的99.6％的含水污泥由污泥泵4加压提升经污泥管3进入一级氧化反应器5内进行氧化分解反应，反应后的泥水在重力作用下由污泥管3进入二级氧化反应器6内进行深度氧化分解反应，反应后的水体经污泥管3进入快速沉淀池7快速沉淀，沉淀后的上清液经溢流水管8回流到污水厂调节池内和原污水混合再次进行处理，无机物质得到沉淀。
含水污泥被一级氧化反应器5和二级氧化反应器6氧化分解反应时所产生的泡沫由泡沫回流管2收集回流到二沉池1内和原污泥混合再次进行氧化分解反应。
含水污泥中的无机物质在经过一、二级氧化分时，在羟基作用被络合成氧化物而沉积在反应期底部，经排污管9会同快速沉淀池7底部的沉淀物在加压泵10的作用下进入固液分离机11固液分离，分离出的液体经滤出水管12汇集到溢流水管8内，回流到污水处理厂调节池和原污水混合再次处理，分离出的固体物质包装外运。
实施例
实验器材：电化学氧化反应处理器有效容积0.3L两套
直流电源一台
污泥泵N：0.37kw，Q：0.5-2m3/h两台
固液分离机一台
分析仪器：万级电子天枰
红外烘箱
水循环真空泵
污泥来源：常州市江边污水处理厂
实验步骤：
1.启动污泥泵，调节流量至0.5m3/h，将湿污泥泵加入反应器内，至反应器溢流口水位线，关闭污泥泵，启动直流电源，重新启动污泥泵，按设定流量进行连续工作，10分钟后取样。
2.调节污泥泵出口的流量计，将流量调至1m3/h，20分钟后取样。
3.所取的样品为三组平衡对照样，分别为原湿污泥1#、2#、3#，10分钟样品1-2、2-2、3-2，；20分钟样品1-3、2-3、3-3。
4.样品均匀搅拌取50ml，倒入分液漏斗，启动水循环真空泵进行抽滤。滤纸经过烘干称重，抽滤固体称重后减去滤纸重量为相对减量比值，再进入真空烘箱内80℃烘烤30min，取出称重的比值为绝对减量值。
实验数据表
Figure BSA00000745018100031
应当指出，以上所述具体实施的方式可以使本领域内的技术人员更全面地理解本发明的内容，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已经进行了详细的说明，但是本领域内的技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，包括污水厂二沉池1的污泥管3连接到污泥泵4，加压将二沉池1内的剩余污泥经污泥管3进入一级氧化反应器5内进行氧化分解处理，通过一级氧化后的污泥水在自身重力作用下由污泥管3进入二级氧化反应器6内进行深度氧化分解处理，剩余污泥中微生物及有机物经过两级氧化处理后生成气体和水，剩余污泥中的无机物质部分被沉积在一级氧化反应器5和二级氧化反应器6的底部，部分游离状的无机物质随生成的水体由污泥管3进入快速沉淀池7内进行沉淀分离，快速沉淀池7内的上清液通过溢流水管8回流进入污水处理厂的水质调节池和原污水混合后重新进行处理，剩余污泥在一级氧化反应器5和二级氧化反应器6内被氧化分解时产生的泡沫由泡沫回流管2收集回流到二沉池1内再次进行氧化分解处理，一级氧化反应器5和二级氧化反应器6在对剩余污泥氧化分解时所沉积在底部的无机物以及快速沉淀池7底部沉淀的无机物质由排污管9连接到加压泵10，在加压泵10的作用下强制进入固液分离机11内进行固液分离，分离出的水体由滤出水管12进入溢流水管8回流到污水处理厂水质调节池和原污水混合重新处理，分离出的固体物质包装外运。
2.根据权利要求1所述的一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，其特征在于：所述的二沉池1、污泥泵4、一级氧化反应器5、二级氧化反应器6、快速沉淀池7之间由污泥管3连接，形成一个闭路的处理通道，由溢流水管8连接污水处理厂的水质调节池，和污水处理厂形成了一个大的污水、污泥综合处理与处置的内循环系统，所述的一级氧化反应器5和二级氧化反应器6在氧化分解时所产生的泡沫由泡沫回流管2和二沉池1连接形成了闭路循环处理，一级氧化反应器5、二级氧化反应器6、快速沉淀池7的底部由排污管9将加压泵10和固液分离机11连接形成一个独立的闭路处理系统，滤出水管12将固液分离机11的分离液体连接到溢流水管8上，整个污泥处理工艺无污水排放。
3.根据权利要求1所述的一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，其特征在于：所述的污泥泵4出口连接的污泥管3上设置了感应流量计和电动阀，电动阀和污泥泵4连锁反应，所述的一级氧化反应器5、二级氧化反应器6和快速沉淀池7的底部设置了压力传感器，压力传感器和污泥泵4、加压泵10、固液分离机11连锁反应，形成了全自动工作环境。
4.根据权利要求1所述的一种电化学直接氧化污泥的处理工艺，其特征在于：所述的一级氧化反应器5的出口和二级氧化反应器6的进口落差为50厘米，二级氧化反应器6的出口和快速沉淀池7的溢流出水口的落差为50厘米。
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