CN102942295A - 一种有机化工废水生化处理后剩余污泥的无害化处理方法 - Google Patents

一种有机化工废水生化处理后剩余污泥的无害化处理方法 Download PDF

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吴福胜
季学勇
余继仙
王松苗
裴吉溢
张东华
吴四海
陶应扬
任军
杜祥
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Abstract

一种有机化工废水生化处理后剩余污泥的无害化处理方法，包括剩余污泥的沉降、消解、脱水和煅烧，其特征在于：对沉降后含水率97~99%的污泥进行消解，所述的消解就是将污泥与电石渣浆在消解池使用压缩空气充分搅拌强碱消解，污泥体积为电石渣浆体积的0.2~0.8‰，电石渣浆pH值12~14，固含量5~8%；消解结束后压滤脱水得到含水率30~35%的滤饼，所述的煅烧就是将滤饼作为生产水泥熟料的组分之一在窑炉中煅烧。本处理方法实现了污泥资源化利用。

Description

一种有机化工废水生化处理后剩余污泥的无害化处理方法
一、技术领域
本发明涉及化工废水生化处理后剩余污泥的无害化处理方法以实现污泥资源化利用。
二、背景技术
现有技术中，有机化工废水生化处理后产生的剩余污泥，一般是含水量为75～99％的固体或流体状物质。其中的固体成分主要包括有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体及絮凝所用药剂等组成，是一种以有机成分为主，不含重金属组分且相对复杂的混合物，其中包含有潜在利用价值的有机质、氮(N)、磷(P)、钾(K)和各种微量元素，目前常见的处理方式有：
1、机械脱水：一般能处理到含水率为80%；
2、化学调质+板框压滤：包括加药加石灰再板框压滤，一般能处理到含水60%；
3、厌氧发酵：在40摄氏度左右温度下在厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，产生沼气等可利用资源，但是厌氧后的沼渣仍然需要进行后续的处理，常见的后续处理是好氧发酵，投入较大；
4、好氧发酵：利用好氧发酵原理，可达到污泥含水率为40%-45%，杀死大部分的病原菌，后期可用于做农用肥料或者绿化土和填埋场覆土；
5、热干化：带式干化、转盘和转筒干化、流化床干化，可以将污泥干化至含水60%-90%的区间范围，根据不同的处置需要选择不同的干化设备；
上述处理方法，均存在处理费用高，污泥难以得到有效利用，弃置于自然环境中，包括地面、地下和水中，对生态环境将产生不良影响。
三、发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，旨在提供一种有机化工废水生化处理后剩余污泥的无害化处理方法，将浓缩后的剩余污泥进行强碱消解及脱水，并作为硅酸盐水泥（下简称水泥）原料掺烧，生产高标号水泥熟料，以实现对剩余污泥的资源化利用。
本技术方案包括剩余污泥（下简称污泥）沉降、消解、脱水和煅烧，与现有技术的区别是对沉降后含水率97~99%（质量百分比，下同）的污泥进行消解，所述的消解就是将污泥与电石渣浆在解消池中使用压缩空气充分搅拌强碱消解，消解结束后压滤脱水得到含水率30~35%的滤饼，消解时污泥体积为电石渣浆体积的0.2~0.8‰，优选0.5‰。所述的煅烧就是将滤饼作为生产水泥熟料的组分之一在窑炉中煅烧。
所述的电石渣浆是电石（CaC2）湿法发生乙炔后残留的浆状废渣，主要成分是Ca(OH)2，pH值是12~14，固含量5~8%。
具体操作过程如下：
1、将生化处理后的污泥连同污水一道泵入沉降池中，静置，重力自然沉降，待澄清后，抽去上清液。
2、将沉降池底含水率97~99%的污泥泵入消解池中，同时向消解池中泵入电石渣浆，使污泥的体积为电石渣浆体积的0.2~0.8‰，使用压缩空气进行充分搅拌，强碱消解，消解结束后泵入储罐中，在储罐中还可使用压缩空气进一步均化，使消解完全。
3、将消解后的混合浆料用板框压滤机压滤脱水，得到含水率30~35%的滤饼。
4、将滤饼送入水泥熟料生产系统，掺入其他生料组分中，一道研磨煅烧加工水泥熟料实现无害化处理。
强碱消解时电石渣浆与污泥发生如下反应，如氢氧化钙与空气中CO2的反应：
1.32kg Ca(OH)2+0.78kg CO2->1.78kg CaCO3+0.32kg H2O+2212kJ
这一反应会进一步增加固体物的总量、所产生的热量也可以进一步蒸发一定的水分，进而增加处理后污泥的含固量。
污泥成分相对复杂，除上述主要反应外，氧化钙、氢氧化钙还可以与污泥中所含的SiO2、Al2O3、磷酸根等发生一系列反应，如
1.32kg Ca(OH)2+1.45kg AlPO4->1.84Ca3(PO4)2+0.93Al(OH)3
这些反应的最终结果会对污泥脱水产生以下效果:
(1)由于碱性物质的作用致使的pH值增高
(2)由于反应反热导致污泥温度升高
(3)反应生成物中结合了游离水,同时由于放热反应,一部分游离的水被蒸发
通过这些反应，污泥处理后可以达到以下目的：
(1)杀菌：温度升高和pH值达到12以上强碱环境起到很好杀菌的作用，从而保证在利用或处置过程中的卫生安全性；
(2)脱水：经脱水达到按重量百分比的含水率到30%-35%，实现半干化、固化的效果，便于后续处理处置；
(3)资源化：水泥窑协同处置，将有机物转化成生物质能，既可以减轻污染，又能实现有机物的资源化利用。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在水泥窑具有温度高、容量大、热稳定性好、没有固体废物排放等优势。本发明利用工业废渣-电石渣浆（Ca(OH)2）并协同压缩空气来实现污泥的杀菌，破坏污泥的絮体和细胞结构，有效改变污泥的性状，使污泥由致密、粘稠变成疏松、流动性能好、便于输送和脱水，并通过厢式板框压滤系统，脱去渣浆中的水分；与其它组份配比掺和，最终作为生产水泥熟料原料，送水泥窑进行综合处置，实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源的有效利用。
四、具体实施方式
现以乙炔站电石渣泵前池（电石渣浆存放池）为消解池为例，非限定实施例叙述如下：
1、将生化处理池中经处理后的污泥连同污水一道泵入沉降池中，静置，重力自然沉降，待澄清后，抽去上清液。
2、用泥浆泵将池底含水率98%的污泥泵入消解池（泵前池）中，电石渣浆pH值12~14，固含量7%，泵入电石渣浆体积0.5‰的污泥，向泵前池中通入压缩空气进行强碱消解，消解结束后泵入储罐中，向储罐中继续通入压缩空气，进一步强制均化，使消解完全。
3、用厢式板框压滤机对消解后的混合浆料压滤脱水，得到含水率为30~35%的滤饼。
4、水泥窑煅烧。将滤饼通过刮板输送机及计量系统按质量比掺入3~10%，与其它组份混合，送入水泥熟料生产系统，进行研磨和煅烧完成对污泥的无害化处理。

Claims (2)

1.一种有机化工废水生化处理后剩余污泥的无害化处理方法，包括剩余污泥的沉降、消解、脱水和煅烧，其特征在于：对沉降后含水率97~99%的污泥进行消解，所述的消解就是将污泥与电石渣浆在消解池使用压缩空气充分搅拌强碱消解，污泥体积为电石渣浆体积的0.2~0.8‰，电石渣浆pH值12~14，固含量5~8%；消解结束后压滤脱水得到含水率30~35%的滤饼，所述的煅烧就是将滤饼作为生产水泥熟料的组分之一在窑炉中煅烧。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：污泥体积为电石渣浆体积的0.5‰。
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