CN102718384A - 污泥加碱催化热水解处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种污泥加碱催化热水解处理方法，包括如下步骤：A.将污泥与碱性物质注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为10至14；B.向反应釜内注入0.5MPa至1.6MPa的饱和蒸汽，经过15至60分钟反应后获得水解后的污泥。本发明的有益效果是本发明采用向污泥中加入碱性物质的方法提高污泥水解效率，在碱性环境及加热的条件下，有助于污泥细胞的快速破碎和有机物的快速水解。由于向污泥中加入碱性物质提高了污泥水解效率，所以可以向反应釜内注入0.5Mpa至1.6MPa的饱和蒸汽，饱和蒸汽压力下降使得反应釜设计压力下降导致投资成本大幅降低，并且由于饱和蒸汽压力下降使得锅炉等配套设备投资大幅降低，而且蒸汽使用量下降致能耗降低，使处理污泥运行成本大幅下降。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理方法，尤其涉及污泥加碱催化热水解处理方法。
背景技术
现在随着城市化的发展，每天产生大量的市政污泥，给环境和可持续发展造成非常大的压力，实现污泥的减量化、无害化、资源化必须采用新工艺和新技术解决。目前绝大部分的污水处理厂采用的是活性污泥法工艺处理污水，代谢下来的活性污泥成了污水处理后的污泥，因此市政污泥是以大量的细胞性有机物组成，这些细胞被纤维素和肽聚糖等醣类成份的细胞壁所保护，细胞内的有机物和结合水不易被分离水解，使得污泥在处置上徒增不少的因难。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种污泥加碱催化热水解处理方法。
本发明提供了一种污泥加碱催化热水解处理方法，包括如下步骤：
A. 将污泥与碱性物质注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为10至14；
B. 向反应釜内注入0.5 Mpa至1.6Mpa的饱和蒸汽，经过15至60分钟反应后获得水解后的污泥。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤A中向反应釜内注入污泥的含水率为70%至90%。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤A中向反应釜内注入污泥的含水率为75%至85%。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤B中，向反应釜内注入1.0 Mpa至1.5Mpa的饱和蒸汽。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤B中，向反应釜内注入1.2Mpa至1.4Mpa的饱和蒸汽。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤A中，将含水率为80%至83%的污泥与氢氧化钙注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为12至13；在所述步骤B中，向反应釜内注入1.5Mpa的饱和蒸汽，经过25至30分钟反应后获得水解后的污泥。
作为本发明的进一步改进，还包括步骤C和D，
C. 将水解后的污泥进行冷却；
D. 对冷却后的污泥进行脱水处理，产生脱水后的污泥和尾水脱除液。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤D中，用隔膜压滤机作为脱水设备进行固液分离。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤B中，在反应釜内污泥温度达到150摄氏度至190摄氏度。
作为本发明的进一步改进，在所述步骤A中，向反应釜内注入饱和蒸汽量为每吨污泥使用蒸汽200至300千克。
本发明的有益效果是：本发明采用向污泥中加入碱性物质的方法提高污泥水解效率，在碱性环境及加热的条件下，有助于污泥细胞的快速破碎和有机物的快速水解。由于向污泥中加入碱性物质提高了污泥水解效率，所以可以向反应釜内注入0.5 Mpa至1.6Mpa的饱和蒸汽，饱和蒸汽压力下降使得反应釜设计压力下降导致投资成本大幅降低，并且由于饱和蒸汽压力下降使得锅炉等配套设备投资大幅降低，而且蒸汽使用量下降致能耗降低，使处理污泥运行成本大幅下降。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种污泥加碱催化热水解处理方法，在步骤S1中，将污泥与碱性物质注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为10至14；在步骤S2中，向反应釜内注入0.5 Mpa至1.6Mpa的饱和蒸汽，经过15至60分钟反应后获得水解后的污泥。
在步骤S1中，可以向反应釜内注入污泥的含水率为70%至90%，或者向反应釜内注入污泥的含水率为75%至85%。
作为本发明一实施例，在步骤S2中，向反应釜内注入1.0 Mpa至1.5Mpa的饱和蒸汽，或者向反应釜内注入1.2Mpa至1.4Mpa的饱和蒸汽。
作为本发明另一实施例，在所述步骤S2中，在反应釜内污泥温度达到150摄氏度至190摄氏度；在所述步骤S1中，向反应釜内注入饱和蒸汽量为每吨污泥使用蒸汽200至300千克。
作为本发明一较佳实施例，在所述步骤S1中，将含水率为80%至83%的污泥与氢氧化钙注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为12至13；在所述步骤S2中，向反应釜内注入1.5Mpa的饱和蒸汽，经过25至30分钟反应后获得水解后的污泥。
本发明采用向污泥中加入碱性物质的方法提高污泥水解效率，在碱性环境及加热的条件下，有助于污泥细胞的快速破碎和有机物的快速水解。由于向污泥中加入碱性物质提高了污泥水解效率，所以可以向反应釜内注入0.5 Mpa至1.6Mpa的饱和蒸汽，饱和蒸汽压力下降使得反应釜设计压力下降导致投资成本大幅降低，并且由于饱和蒸汽压力下降使得锅炉等配套设备投资大幅降低，而且蒸汽使用量下降致能耗降低，使处理污泥运行成本大幅下降。更为关键的一点，本发明向污泥中加入碱性物质，并通过饱和蒸汽进行加热的方法获得水解后的污泥，该水解后的污泥更有利于脱水处理。
本发明还包括步骤S3和步骤S4。在步骤S3中，将水解后的污泥进行冷却；在步骤S4中，对冷却后的污泥进行脱水处理，产生脱水后的污泥和尾水脱除液。在所述步骤S4中，用隔膜压滤机作为脱水设备进行固液分离。
作为本发明的一实施例，在步骤S1中，将碱性物质与2吨污泥注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为10至14。在步骤S2中，向反应釜内注入0.5 Mpa至1.6Mpa的饱和蒸汽，经过15至30分钟加碱催化蒸汽热解污泥反应后获得水解后的污泥。在步骤S3中，将水解后的污泥进行冷却。在步骤S4中，对冷却后的污泥进行脱水处理，脱水泥饼含水率在52%~55%，污泥固相回收率为：83%。
作为本发明的一实施例，在步骤S1中，将碱性物质与2吨污泥注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为10至14。在步骤S2中，向反应釜内注入0.5 Mpa至1.6Mpa的饱和蒸汽，经过35至40分钟加碱催化蒸汽热解污泥反应后获得水解后的污泥。在步骤S3中，将水解后的污泥进行冷却。在步骤S4中，对冷却后的污泥进行脱水处理，脱水泥饼含水率在42%~48%，污泥固相回收率为：80%。
作为本发明的一实施例，在步骤S1中，将碱性物质与2吨污泥注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为10至14。在步骤S2中，向反应釜内注入0.5 Mpa至1.6Mpa的饱和蒸汽，经过45至60分钟加碱催化蒸汽热解污泥反应后获得水解后的污泥。在步骤S3中，将水解后的污泥进行冷却。在步骤S4中，对冷却后的污泥进行脱水处理，脱水泥饼含水率在41%~45%，污泥固相回收率为：66%。
脱水后的污泥含水率稳定在50%以下，实现污泥减量化70%以上。加碱水解后的尾水脱除液性质发生质的改变，BOD5达到了26000mg/L，可生化性指标：BOD5/CODcr≥0.36，可生化性大幅度改善，BOD5/TN≥5，可作为污水处理工艺中碳源使用。
加碱水解使尾水脱除液生化性提高，加碱水解使尾水脱除液BOD5提高，成了碳源资源。
污泥中有机物加碱水解尾水可生化性提高机理：有机化合物的水解是有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或氢氧原子团（羟基）取代的反应。有机化合物的水解速度通常很缓慢，需用催化剂(如碱等)加速。污泥中有机物经加碱热水解后，颗粒的难溶解大分子有机物分解成二种或二种以上小分子易溶解有机物，小分子易溶解有机物容易为微生物所消化，因此可生化性提高。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
A．将污泥与碱性物质注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为10至14；
B．向反应釜内注入0.5 Mpa至1.6Mpa的饱和蒸汽，经过15至60分钟反应后获得水解后的污泥。
2.根据权利要求1所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于：在所述步骤A中向反应釜内注入污泥的含水率为70%至90%。
3.根据权利要求1所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于：在所述步骤A中向反应釜内注入污泥的含水率为75%至85%。
4.根据权利要求1所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于：在所述步骤B中，向反应釜内注入1.0 Mpa至1.5Mpa的饱和蒸汽。
5.根据权利要求1所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于：在所述步骤B中，向反应釜内注入1.2Mpa至1.4Mpa的饱和蒸汽。
6.根据权利要求1所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于：在所述步骤A中，将含水率为80%至83%的污泥与氢氧化钙注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为12至13；在所述步骤B中，向反应釜内注入1.5Mpa的饱和蒸汽，经过25至30分钟反应后获得水解后的污泥。
7.根据权利要求1至6任一项所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于，还包括步骤C和D，
C. 将水解后的污泥进行冷却；
D. 对冷却后的污泥进行脱水处理，产生脱水后的污泥和尾水脱除液。
8.根据权利要求7所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于：在所述步骤D中，用隔膜压滤机作为脱水设备进行固液分离。
9.根据权利要求8所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于：在所述步骤B中，在反应釜内污泥温度达到150摄氏度至190摄氏度。
10.根据权利要求9所述的污泥加碱催化热水解处理方法，其特征在于：在所述步骤A中，向反应釜内注入饱和蒸汽量为每吨污泥使用蒸汽200至300千克。
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