CN105293867A

CN105293867A - 污泥脱水浓缩处理基础工艺

Info

Publication number: CN105293867A
Application number: CN201510703109.6A
Authority: CN
Inventors: 毛旭
Original assignee: BEIJING ORIENTAL UNION PHARMACEUTICAL BIOTECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2035-10-26
Also published as: CN105293867B

Abstract

本发明公开的污泥脱水浓缩处理基础工艺包括调节、反应和絮凝等基本环节，整体工艺过程中基于各工艺点污泥的pH值进行控制，并可根据进、出泥含水率的要求进行各项参数设置。本发明可充分保障申请人的离子分离药剂在实际应用中的以下代表性特点和优势：投药量少(吨泥20-200克)、直接固态投药不需稀释、反应速度快(5-10分钟)、处理后污泥含水率低(<35％)，并可按照并满足国家各类污泥处理指标，处理后的污泥无臭味、不沾黏等。

Description

污泥脱水浓缩处理基础工艺

技术领域

本发明涉及污泥处理工艺和方法领域，具体是涉及一种污泥脱水浓缩处理基础工艺。

背景技术

近年来，随着人口和经济的发展，环境问题日益严重，我国政府和广大人民给予高度重视。其中污水处理过程中产生越来越多污泥和污泥气味的问题成为众多环境问题中比较重点难题,污泥填埋几乎无地可用，影响整体生态环境。污泥的主要来源是生活污水和工业污水的处理系统中产生，其中生活污泥首当其冲，量非常大，平均每吨污水产生一公斤的污泥。目前，污泥处理主要分为物理法、化学法和生物法等三种技术方式；其中物理法多数使用离心机、板框压滤等方法，耗能严重，需要大量的电力能源；而化学方法通常是在污泥中加入高分子的氧化剂和化学絮凝剂(例如聚丙烯酰胺(PAM)或者聚合氯化铝(PAC))等；但是，化学絮凝剂存在加药量大、事先好水稀释和配比、需要投放大量碱进行细胞破壁、长时间静置沉淀、不可搅拌、产生次生化学危害物质和产生污泥含水量高的缺点，不可避免在实际工艺和操作中存在比较大的问题；例如絮凝速度慢，污泥缓存配套设施占地面积大，水资源和土地浪费比较严重，对水和污泥环境构成二次污染等，更大的问题是使用化学絮凝剂会对其产生的污泥处理带来很大的困扰，不仅要很大的电能驱动污泥压滤机或者离心机，而且污泥气味非常臭，处理后污泥的含水率仍然高达70％以上。这也是目前我国虽然城镇污泥处理厂规模庞大，但是依然对处理后污泥无能为力的原因。

发明内容

为了解决污泥处理中上述问题，本发明针对申请人的专有技术产品离子分离药剂(专利申请号：ZL201480001546.7)而特别设计的污泥脱水浓缩处理基础工艺。优化了传统化学处理污泥的方法，规避了化学方法处理污泥的弊端，扩大污泥处理范围，提高污泥处理效果。

专利申请号：201480001546.7中涉及的处理污泥的组合物，其包含：按重量百分数，43.7-46.2％膨润土；24.1-25.9％硫酸铝(Al₂(SO₄)₃)，其中，Al₂(SO₄)₃的粒径为18-74μm；19.2-20.8％陶瓷粉；4.8-5.2％壳聚糖，其中，壳聚糖的粒径为44μm；和4.8-5.2％碳酸钙(CaCO₃)等。

本发明是为离子分离药剂和配套设备量身定做的污泥脱水浓缩处理基础工艺和方法，可充分保障离子分离药剂的投药量少(吨泥20-200克)、直接固态投药不需稀释、反应速度快(5-10分钟)、处理后污泥含水率低(<35％)，并可按照并满足国家各类污泥处理固废指标，处理后的污泥无次生有害化学物质、无臭味、不沾黏的特点和优势。本发明中所涉及的离子分离药剂(专利号：ZL201480001546.7)采用天然生物材料制成，基于离子分离技术，利用电荷中和机理，可对各种污水处理中产生的污泥进行有效处理。该药剂的工作机理属于物理法中的吸附方式，但是从功能上能够完全取代目前行业中使用的化学絮凝剂等传统产品和技术，并在水体和污泥中不产生次生危害，大大改善产生污泥的含水率。离子分离药剂反应速度在5-10分钟，直接投放不需事先稀释，其脱水浓缩后的污泥含水率小于35％，无味，不粘黏，不亲水；与离子分离药剂系配套使用的移动式污泥处理设备占地面积小、工程建设周期短、操作简便。综合来看，离子分离药剂在污泥处理方面的使用，不仅能够节能、占地面积小、上清滤液中水再使用，为攻克污泥处理行业中的含水率居高不下、含化学危害以及气味臭等老大难问题带来解决的有效办法。综合效果上能够提升整体污泥处理系统的整体功效，并降低综合运营成本，增强节能环保特性。对于生活污泥处理形成的污泥，经离子分离药剂处理后还可用于过滤焚烧和农田施肥。

该发明工艺可作为单独的污泥脱水浓缩处理基础工艺模块进行实际应用，也可以灵活增加或移除其他配套工艺，亦可自身串联使用，可广泛适用于各种污泥处理系统，不仅保障污泥脱水浓缩后产生污泥质量的稳定性、降低综合运营成本，而且对现有污泥处理系统改造简单(可保留现有设施和投资，例如压滤系统)，新建污水处理系统投资低、工期短、占地面积小、见效快。

本发明公开的污泥脱水浓缩处理基础工艺包括了工艺流程以及在各个工艺流程节点上的具体控制方式。本发明充分考虑了离子分离药剂的机理和特点，不仅可直接适用于生活污水处理行业中产生污泥的处理，而且可针对各种工业废水处理产生的污泥提供基础工艺和方法，通过在本发明前和/或后增加相应行业中成熟的辅助处理工艺，进一步形成针对性强而且经济、高效、环保、有效的行业污泥处理定制工艺和方法。

本发明通过如下技术方案实现：

离子分离药剂的工作条件为：

1、被处理污泥pH值调节至7.0-9.0；

2、离子分离药剂在固态粉末状态下直接投放被处理污泥中，被处理的污泥要经过独立的低速搅拌，以提高吸附效率和离子分离程度。

3、通过现有配套污泥脱水浓缩一体设备作为调节、反应和絮凝处理污泥。

本发明公开的污泥脱水浓缩处理基础工艺的流程图如图1所示，包括A-调节、B-反应和絮凝等两个子工艺。详细子工艺和各个工艺点流程、参数、控制和操作方法步骤描述如下：

C、调节：待处理的污泥由此引入，主要包括综合调节、慢速搅拌和pH检测等几个环节。详细说明如下：

1)进泥要求：本子工艺为本发明的第一个子工艺，进泥来源是污水处理产生的污泥，并且未加入化学絮凝剂；根据污泥处理设备的容量可以一次处理2.0吨或者1.0吨污泥；

2)综合调节：在污泥中加入酸或者碱，准确控制pH值在工艺要求的7.0-9.0范围内，同时加入离子分离药剂20-200克，分次均匀加入，并进行慢速搅拌，电机转速在160-280转之间，pH值稳定后持续搅拌5-10分钟；

3)pH值：pH值检测传感器针对进泥进行检测，根据确定总体工艺要求，控制加酸，确保污泥pH值在需要的范围内，本环节中为7.0-9.0；

D、反应和絮凝：反应和絮凝子工艺环节包括pH值检测控制、加药控制、慢速搅拌等三个环节。污泥在此停留时间至少需要5分钟。详细描述如下：

1)pH值检测控制：将污泥的pH值检测门限值设定为7.0-9.0，并根据污泥的pH值控制加入碱或酸；

2)加碱或加酸控制：在污泥中加入碱或酸并准确控制pH值在工艺要求的范围内，并进行慢速搅拌，电机转速在160-280转之间，并持续5-10分钟，以便pH值稳定；

3)加药控制：pH值稳定后，加入离子分离药剂，其主要作用是将污泥中的颗粒物进行絮凝。在污泥持续慢速搅拌的状态下，直接将离子分离药剂在固体粉末状态下均匀加入污泥中，数量为吨污泥20-200克，分次均匀加入。本工艺时间为5-10分钟；

至此，污泥脱水浓缩处理基础工艺完成，可将已经絮凝的污泥连同上清液一起通过污泥泵引入后续的离心机或者板框压滤机进行进一步处理。

该发明工艺可作为单独的污泥脱水浓缩处理基础工艺模板进行实际应用，也可以灵活增加或移除其他配套工艺，可广泛适用于各种各种污水处理系统中的污泥脱水浓缩环节，不仅保障污泥脱水浓缩质量的稳定性、降低综合运营成本，而且对现有污泥处理系统改造简单(可保留现有设施和投资，例如压滤机、离心机、污泥泵等)，新建污泥处理系统投资低、工期短、占地面积小、见效快。本发明作为整体污泥处理系统中的应用方式如图2所示。

特别需要指出的是：本发明的工艺在污泥脱水浓缩一体化成套设备内进行，所述污泥脱水浓缩一体化成套设备为用于处理污泥使用的离子分离药剂组合物进行调节、混合、搅拌、投放和出泥的成套处理装置，包括罐体和配套管道、电机、投料器等；其中罐体顶端的管道连接污泥收集池，罐体底端的管道通过污泥泵连接板框压滤机或者离心机。污泥脱水浓缩一体化成套设备如图3所示。

特别需要指出的是：本发明中的离子分离药剂均是指专利申请号为201480001546.7中涉及的处理废水的组合物。关于本发明中的离子分离药剂的更详细描述可以参见该专利文献；该专利文献描述的内容都视为本发明记载的内容。

本发明的优势：

本发明是为本发明涉及的离子分离药剂量身定制的工艺，利用本工艺可充分发挥药剂的特性和优势，并且工艺简洁明了，工艺稳定性好，有效降低综合运营成本，出泥指标可控，与后续污泥处理设备匹配度高。

本工艺自成一体，整体工艺模块化程度高，便于灵活采用，不仅可以单独成为点源控制污泥处理系统，而且可以作为污泥处理模块添加在现有污泥或者污水处理系统的生化工艺后，并适用于各种工业废水产生污泥的处理。

本发明工艺和方法中的投药控制可以采用PLC(自动编程控制)方式进行自动控制，还可以与污水处理机构的DCS(分布式网络系统)进行接口对接，实现集中式控制。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明作为污泥脱水浓缩处理应用的流程图；

图3为污泥脱水浓缩一体化成套设备结构图；

其中：1进泥泵，2进泥口，3搅拌电机，4罐体，5搅拌杆，6搅拌扇叶，7上清液检测口，8出泥泵，9出泥口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1-某城镇生活污水处理厂所产生的污泥处理

污泥指标和处理后要求指标为：

A、调节：具备离子分离药剂工作条件的污泥由此引入，主要包括综合调节、慢速搅拌和pH检测等几个环节。详细说明如下：

2)综合调节：在污泥中加入酸或者碱，准确控制pH值在工艺要求的7.5-8.5范围内，同时加入离子分离药剂50克，分为3-5次均匀加入，并进行慢速搅拌，电机转速在160-280转之间，pH值稳定后持续搅拌8分钟；

3)pH值：pH值检测传感器针对进泥进行检测，根据确定总体工艺要求，控制加酸，确保污泥pH值在需要的范围内，本环节中为7.5-8.5；

B、反应和絮凝：反应和絮凝子工艺环节包括pH值检测控制、加药控制、慢速搅拌等三个环节。污泥在此停留时间至少需要8分钟。详细描述如下：

1)pH值检测控制：将污泥的pH值检测门限值设定为7.5-8.5，并根据污泥的pH值控制加入碱；

2)加碱控制：在污泥中加入碱，并准确控制pH值在工艺要求的范围内，并进行慢速搅拌，电机转速在160-280转之间，并持续8分钟，以便pH值稳定；

3)加药控制：pH值稳定后，加入离子分离药剂，其主要作用是将污泥中的颗粒物进行絮凝。在污泥持续慢速搅拌的状态下，直接将离子分离药剂在固体粉末状态下均匀加入污泥中，数量为吨污泥50克，分为5次均匀加入。本工艺时间为8分钟；

本实施例稳定运行一个月后，污泥检测数据为：

污泥排出：本实施例直接从污泥脱水浓缩一体化成套设备通过污泥泵抽出至压滤设备。

上述处理污泥的离子分离药剂为组合物，采用天然生物材料制成，基于离子分离技术，利用电荷中和机理，可对污水处理中产生的污泥进行有效处理。该产品的工作机理属于污泥处理物理法中的吸附方式，但是从功能上能够完全取代目前行业中使用的化学絮凝剂，并在污泥中不产生次生危害，大大降低产生污泥的含水率。上述处理污泥的离子分离药剂反应速度在5-10分钟，直接投放不需事先稀释；其产生的污泥含水率小于35％，无味，不粘黏，不亲水；与离子分离药剂系列产品配套使用的污泥脱水浓缩一体化成套设备占地面积小、工程建设周期短、操作简便。综合来看，离子分离药剂在污泥处理方面的使用，不仅能够节能、占地面积小，而且还能够减轻现有污泥处理方面的压力。

本发明离子分离药剂也可以应用于污水处理整体系统中的污泥处理环节，压滤后污泥含水率到20％以下，去除污泥臭味。对于生活污水处理形成的污泥，经离子分离药剂处理后还可用于过滤焚烧和农田施肥。

Claims

1.一种污泥脱水浓缩处理基础工艺，包括步骤A调节、B反应和絮凝；其特征在于：

A、调节：在污泥中加入酸或者碱，控制pH值在7.0-9.0范围内；

B、反应和絮凝：直接将离子分离药剂在固体粉末状态下均匀加入污泥中，数量为吨污泥20-200克，分次均匀加入，并进行慢速搅拌，电机转速在160-280转之间，pH值稳定后持续搅拌5-10分钟；本工艺时间为5-10分钟；

其中，离子分离药剂的成分为：按重量百分数，43.7-46.2％膨润土；24.1-25.9％硫酸铝(Al₂(SO₄)₃)，其中，Al₂(SO₄)₃的粒径为18-74μm；19.2-20.8％陶瓷粉；4.8-5.2％壳聚糖，其中，壳聚糖的粒径为44μm；和4.8-5.2％碳酸钙(CaCO₃)。

2.根据权利要求1所述的一种污泥脱水浓缩处理基础工艺，其特征在于：所述污泥脱水浓缩处理基础工艺在污泥脱水浓缩一体化成套设备中进行，所述的污泥脱水浓缩一体化成套设备包括罐体和配套管道、电机、投料器；其中罐体顶端的管道连接污泥收集池，罐体底端的管道通过污泥泵连接板框压滤机或者离心机；罐体内设有搅拌杆，搅拌杆上设置有搅拌扇叶，电机带动搅拌杆转动；污泥通过进泥泵从进泥口进入管体，污泥通过出泥泵从出泥口排出，罐体上部设有上清液检测取水口。