CN103708699A

CN103708699A - 高压膜分离处理印染污泥的工艺

Info

Publication number: CN103708699A
Application number: CN201310725306.9A
Authority: CN
Inventors: 贾洪斌; 李风明; 王绪山; 周建强; 李春光; 孙天天; 刘涛; 刘宝图; 薛建成; 王涛; 贾文芹; 路恩刚
Original assignee: HUAFANG CO Ltd
Current assignee: HUAFANG CO Ltd
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-04-09

Abstract

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种高压膜分离处理印染污泥的工艺。本发明的工艺包括下述的步骤：通过高压泵将污泥灌入脱水装置，经滤板的进料孔填满，使过滤板侧面的活塞移动，活塞推动过滤板压缩靠近活塞的第一腔体，使第一腔体的空间变小产生高压，通过过滤板上的膜过滤装置经高压挤压将污泥中的水压缩，压缩出来的水通过过滤板进入出水孔进行排水；污泥被压缩成泥饼后，再依次压缩相邻的腔体，所有腔体内的污泥被压缩成泥饼，通过液压器拉活塞打开各个腔体，通过仓体行走液压器将可水平活动的板打开，回收压干的污泥再与煤混匀燃烧。本发明的有益效果是，操作简单，运行可靠，管理方便；工艺中的废水经处理后可重复利用。

Description

高压膜分离处理印染污泥的工艺

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种高压膜分离处理印染污泥的工艺。

背景技术

随着经济的发展，环境保护矛盾日益突显，而实施可持续发展的战略，其中重要的一部分就是要保护好环境，节约资源和开发新能源。本项目的建设，对公司及滨州市的环境保护起着很重要的作用。这包含两个方面的意义，其一，目前污水处理厂及一些工业企业产生的污泥处置实行的都是简单的填埋，而实行填埋处理的缺点一是侵占土地严重，场址不太容易解决；二是若防渗透技术不够将导致潜在的土壤和地下水污染，长期下去，对于大环境来讲，相当于污水没有进行有效的处理。其二，将污泥焚烧能实现污泥处理最大限度的无害化、减量化和资源化。以焚烧为核心的处理方法是目前所知最彻底的处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积。焚烧是把污泥作为资源看待，利用先进的燃烧技术，经焚烧后污泥将缩容 95%以上，有毒有机物经高温彻底分解，这样不仅节约用于填埋的土地资源，有效控制二次污染，同时还可以综合利用，回收能源用于供给汽轮发电机组发电，转变为清洁能源，达到开发新能源实行循环经济的目的。因此，该项目的建设有利于我公司和滨州市的可持续发展，有利于满足日益发展的城市建设和广大人民群众对环境的要求。

环境保护的需要

污水处理厂脱水污泥含水率高，成分非常复杂，不仅含大量有机质，而且还含有很多病原微生物，并伴有恶臭。因此，寻求经济有效的减量化，无害化和资源化的污泥处理利用技术具有重要的意义。环境保护是企业可持续发展必不可少的重要组成部分，随着企业的发展，环境保护的地位也日趋重要，污水处理、污泥处置、废气治理都是环境保护中的重要组成部分。通过对污泥集中处置，可以大大减小污水处理厂脱水污泥对大气环境的影响。

目前采用循环流化床燃烧技术焚烧处理印染污泥，实现污泥的减量化、资源化、和无害化，采用高效的静电-布袋除尘器，除尘效率达到 99.8%以上，大幅度减少了烟尘的排放；另外，采用石灰-石膏法新技术脱硫，总脱硫效率达到 90%以上；采用SNCR工艺，通过氨与烟气中的NOx反应以实现脱氮的目的。因此采用循环流化床锅炉焚烧印染污泥，既解决了能源浪费的问题，同时也大幅度的减少了对环境的污染。符合国家的产业政策和环保政策。

有利于温室气体减排的需要

作为一项环保和绿色能源工程，对污泥集中处置能避免脱水污泥直接填埋所产生的甲烷气体的排放，能减少热电厂或污泥焚烧厂煤炭燃料的使用量和二氧化碳气体的排放量，从而有效改善温室效应和全球气候变暖以及由此产生的一切不良危害。

减轻城市垃圾填埋场负担的需要

滨州市城市污水厂污泥现状主要是将脱水污泥运至垃圾填埋场填埋，填埋带来了较大危害，具体包括：

（1）缩短垃圾填埋场使用年限；

（2）对垃圾填埋场的环境造成了极大的污染；

（3）污泥含水率太高，给填埋作业造成了极大的困难；

（4）严重影响填埋场垃圾渗滤液的收集和处理系统；

（5）污泥的流变性使得填埋体易变形和滑坡，给填埋场带来极大的安全隐患。

因此，通过印染污泥焚烧项目的实施，最大限度的实现了污泥的减量化、无害化，对城市污泥集中处置，减量化提供新思路、新办法，对减轻城市垃圾填埋负担具有重要意义和示范作用。

污泥厌氧消化

污泥厌氧消化也称为污泥厌氧生物稳定，主要目的是减少原污泥中以碳水化合物、蛋白质、脂肪形式存在的高能量物质，也就是通过降解将高分子物质转变为低分子物质。厌氧消化是在无氧条件下依靠各种兼性菌和厌氧菌的共同作用，使污泥中有机物分解的厌氧生化反应，是一个极其复杂的过程。一般可分为酸性发酵阶段和碱性发酵阶段，酸性发酵阶段又可以分为水解阶段和产酸阶段，碱性发酵阶段可以分为酸性衰退阶段(产乙酸阶段)和产甲烷阶段。厌氧分解过程中产生大量气体，主要成分为甲烷和二氧化碳以及少量的硫化氢等，气体经处理后，可作为清洁的能源。

该处理技术是一种可持续的污泥处理技术，是能使污泥稳定化、减量化和资源化的经济实用技术，是较普遍采用的稳定化技术。但由于操作复杂、存在安全隐患，运行难度大，目前大部分污水厂的厌氧消化池都处于停用状态。

污泥好氧堆肥

好氧堆肥技术探讨始于1920年，堆肥系统可分为三类：条形堆肥系统、静态好氧堆肥系统和装置式堆肥系统。城市污水处理厂的污泥中含有大量促进植物和农作物生长的氮、磷、钾等营养成分，肥效较好，经过堆肥处理可以达到稳定化、无害化及资源化的目的。堆肥是一个由嗜温菌、嗜热菌对有机物进行好氧分解的稳定过程，其特点是污泥自身可以产生一定的热量，并且高温持续时间长，不需外加热源，即可达到无害化。经过堆肥化处理后，污泥的性状改善，含水率降低(小于40％)，成为疏松、分散、细粒状，可杀灭病原菌和寄生虫(卵)，便于贮藏、运输和使用。

污泥堆肥一般应添加膨胀剂，膨胀剂可用堆熟的污泥、秸秆、木屑或城市垃圾等，膨胀剂的作用是增加污泥堆肥的孔隙，改善通风以及调节污泥含水率与碳氮比。

污泥堆肥可分为两个阶段，即一级堆肥阶段与二级堆肥阶段。一级堆肥阶段可分为3个过程：发热、高温消毒及腐熟。堆肥初期为发热过程，在强制通风条件下，污泥中有机物开始分解，嗜温菌迅速成长，污泥温度上升至约45—55℃；高温消毒过程，有机物分解所释放的能量，一部分固化污泥制新细胞，一部分使肥堆的温度继续上升，可达55—70℃，此时嗜温菌受到限制，嗜热菌繁殖，病原菌、寄生虫卵与病毒被杀灭，由于大部分有机物已被氧化分解，需氧量逐渐减少，温度开始回落；腐熟过程，温度降至40℃左右，堆肥基本完成。二级堆肥阶段：一级堆肥完成后，停止强制通风，采用自然通风方式，便进一步熟化、干燥、成粒。

该处理技术是一种适用的污泥农用技术，但无法有效处理污泥里面的重金属，且占地面积大、处置周期长，适合于堆肥生产的场地难以寻找，堆肥处理过程和产品质量难以控制，制造的产品在使用过程中，受政策、法规制约，对使用的方式、方法也有很多限制。

污泥蒸汽热解

污泥蒸汽热解技术通过蒸汽热解反应破坏脱水污泥持水结构，使得原来只能通过热力蒸发方式脱除的水分(结合水)，大部分可以通过机械分离方式以液态形式脱除，大幅度降低污泥脱水能耗和污泥处理成本。

该处理技术的基本原理为蒸汽热解破坏污泥胶状絮体等持水结构，将结合水释放出来，脱水性能大大提高；蒸汽热解使污泥大颗粒变成细微颗粒，比表面积大幅度增大，从而使水分从污泥表面挥发脱除更容易。

该处理技术只是提高了污泥的脱水性能，适用于污泥的前处理，后续还得进行机械脱水等最终污泥处理处置工艺。

污泥填埋

污泥的填埋按其防止二次污染的措施又分为简单填埋和卫生填埋两种方式。简单填埋是指在自然条件下，采用坑、塘以及洼地等自然填埋，不加覆土掩盖和防止污染措施的填埋方法。卫生填埋是指能对填埋气体和渗滤液进行控制的科学填埋方式。卫生填埋与传统填埋根本区别在于采取了底侧层防渗、废气回收处理、覆压实作业等措施，避免造成二次污染。卫生填埋设施及作业设备简单，一次性投资相对较小，但是其占地面积大，运输距离远，场址不易选择，而且随着环保标准的日益严格，对填埋场的设计和施工标准越来越高，其建场投资和填埋费用也相应提高。

污泥干化

污泥干化能使污泥显著减容，体积可以减少4-5倍，产品稳定、无臭且无病原生物，便于运输、利用或最终处置，干化处理后的污泥产品用途多，可以用作肥料、土壤改良剂、替代能源等。污泥干化与焚烧各有各的设备，也可在同一设备中进行。目前应用较多的污泥干化工艺类型有流化床干化、浆叶干化、带式干化、薄层干化、转鼓干化等，常用的污泥干化方法有以下几种。

利用烟气余热或蒸汽干化污泥。将热电厂或水泥厂排放的烟气，或锅炉蒸汽，通过引风设备送入特制的污泥干化成料装置中，在烟气与污泥直接接触的过程中，烟气余热加热污泥，并将污泥蒸发的水分，随烟气一起经过除尘除气处理后，达标排放。

利用热媒介油减压干化污泥。将脱水污泥和预先加热媒介油混合，在减压状态(真空下)降低原料中水的沸点，进行加热、低温(90℃左右)下短时间内进行干燥。该技术的原理是：油的沸点比水高，在通常的大气压下，水的沸点是100℃，含有水分的物质加热到100℃以上时，物质中的水分变成蒸汽，蒸发到空气中。油温减压干化系统应用这个原理将废弃食油作为间接热媒体进行加热，使加热油和原料混合接触，从而使原料中的水分蒸发脱水而干燥。由于该系统处于减压状态，因而降低水的沸点及媒介油的温度，可以进行较低温度(90℃左右)的干燥处理，防止油裂化的同时飞快提高干燥处理的速度。

该处理技术占地小，处理和利用效率高，但处理费用较高，如降低运行费用，需有就近的热电厂或水泥厂等热源，且投资较大，对生产安全性要求较高。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种对印染过程中污泥高压膜分离的处理方法；

高压膜分离处理印染污泥的工艺，所述的工艺包括下述的步骤：

在常温下，通过高压泵将污泥从进泥口灌入脱水装置的仓体内，并经滤板的进料孔填满，由过滤板与仓体的内壁连接并形成至少两个空间可变的腔体，并经控制台启动液压推动安装在过滤板侧面的活塞移动，活塞推动过滤板压缩靠近活塞的第一腔体，使得第一个腔体的空间变小产生高压，然后通过过滤板上的一层膜过滤装置经高压挤压将污泥中的水压缩出来，压缩出来的水通过过滤板进入出水孔进行排水；当第一个腔体内的污泥被压缩成泥饼后，再依次压缩相邻的腔体，直到所有腔体内的污泥被压缩成泥饼，最后通过液压器拉活塞打开各个腔体，通过仓体行走液压器将可水平活动的板打开，泥饼在重力作用下自动脱落，进入回收站，仓体过滤出来的水返回污水处理，回收站内压干的污泥再与煤混匀燃烧。

在脱水装置中脱水步骤的温度为40-70℃。

在脱水装置中脱水步骤的温度为60℃。

在脱水装置中脱水步骤后的污泥含水率为60-80%。

在脱水装置中脱水时间为4-6小时。

优选的，在脱水装置中脱水的时间为5小时。

本发明的有益效果在于：

（1）污泥的一体化处理技术改变了传统的过滤脱水与干燥分置的工艺流程，集污泥浓缩、机械脱水和污泥干化工艺于一体，在同一台设备上连续完成入料过滤、压榨脱水和低温干燥，开创了过滤与干燥同机完成、低能耗的先河；可一次性将污泥脱水干化到所需的程度，突破了污泥压滤设备脱水技术瓶颈，解决了污泥脱水干化的问题，最大限度的实现了污泥的减量化，体现了科学性、合理性。

（2）对污泥进行无热源低温脱水，形成含水量在20-50%的污泥固体，出料后1-2小时，污泥含水量为20-30%，含固率高，便于储存、运输及灵活处置。

（3）投入有产出，干化污泥含水低，含热值2000-5000大卡，可作为燃料燃烧，为企业增效，节约能源。

（4）污泥处理量大，增量不耗能；

（5）运行费用低，处理污泥的吨耗电为10KWh左右；

（6）自动化程度高，减少了人工操作，安全性能好；

（7）无需电能加执业、煤气燃烧等热源工作，节约能源。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

在脱水装置中脱水步骤的温度为60℃。

在脱水装置中脱水步骤后的污泥含水率为70%。

在脱水装置中脱水时间为5小时。

污泥处理费用：以30万吨城市生活污水处理厂为例，经过污水处理厂简易处理后得到的污泥约为1500吨（含水率约为95-99%左右），目前采用板框压滤机处理得到的污泥量每天为150吨（含水率80%左右），若全部外运，全年费用为1100万元。

以30万吨城市生活污水处理厂为例，使用本发明的方法处理后可得到的污泥约为50吨，含水率约为20-50%，每天减少污泥外运数量为100吨，全年节省费用为700万元。

实施例2

在脱水装置中脱水步骤的温度为40℃。

在脱水装置中脱水步骤的温度为60℃。

在脱水装置中脱水步骤后的污泥含水率为60%。

在脱水装置中脱水时间为4小时。

实施例3

在脱水装置中脱水步骤的温度为70℃。

在脱水装置中脱水步骤的温度为60℃。

在脱水装置中脱水步骤后的污泥含水率为80%。

在脱水装置中脱水时间为6小时。

Claims

1.高压膜分离处理印染污泥的工艺，其特征在于，所述的工艺包括下述的步骤：

2.如权利要求1所述的的高压膜分离处理印染污泥的工艺，其特征在于，所述的在脱水装置中脱水步骤的温度为40-70℃。

3.如权利要求1所述的高压膜分离处理印染污泥的工艺，其特征在于，所述的在脱水装置中脱水步骤的温度为60℃。

4.如权利要求1所述的高压膜分离处理印染污泥的工艺，其特征在于，所述的在脱水装置中脱水步骤后的污泥含水率为20-50%。

5.如权利要求1所述的高压膜分离处理印染污泥的工艺，其特征在于，所述的在脱水装置中脱水时间为4-6小时。

6.如权利要求1所述的高压膜分离处理印染污泥的工艺，其特征在于，所述的在脱水装置中脱水时间为5小时。