CN105399302A - 一种深度污泥磁化脱水处理方法 - Google Patents

一种深度污泥磁化脱水处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污泥处理技术领域，具体公开了一种深度污泥磁化脱水处理方法，其包括将污泥与生物质粉末混合、搅匀，之后对污泥依次进行极化处理、一次脱水处理、微波-磁场联合处理、二次脱水处理，其中微波-磁场联合处理包括向污泥中添加絮凝剂和磁种，经微波辐射处理、外加超导强磁体产生的磁场作用，以破坏污泥的聚胶状态从而显著改善脱水性能。本发明的污泥处理方法操作便捷，工序合理，实现了对污泥的深度脱水使所得脱水污泥的含水率为10-50%。

Description

一种深度污泥磁化脱水处理方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，特别涉及一种深度污泥磁化脱水处理方法。
背景技术
传统的污泥处理处置方法主要有堆肥农用、填埋、焚烧，这三类污泥处理处置方法都有其自身的缺陷，如剩余污泥中含有重金属等有害物质，若长期将污泥施于农田，有可能会因为有害物质的积累而影响人们的身体健康。因此，欧美国家都对污泥农用作了严格的标准规定。由于污泥即便经过浓缩、脱水后仍然体积庞大，若填埋处置，要占用大量的土地和花费大量的运输费用，而且填埋场周围的环境也会恶化，在许多国家和地区，人们坚决反对新建填埋场。焚烧曾一度很受人们的欢迎，但是它所需的费用很高，而且还存在烟气污染问题。此外，焚烧需要消耗大量的能源，既使在焚烧过程中改进技术、回收热能等，仍然无法大幅度降低能源消耗。
污泥资源化是污泥处置的关键点，如传统的污泥处理方式将污泥制备成营养肥料、燃料等。而实现污泥资源化的重点之一在于：如何有效的将污泥的含水率从80%以上降低到50%以下甚至更低，成为制约污水处理厂污泥处理的关键。含水率达到50%以上的污泥，在应用中对下道工序的处理都带来困难，无论是焚烧发电、制作肥料、烧制颗粒、运输、填埋等都会因含水量过高易发酸、发臭，产生沼气等问题而增加处理成本。
因此，大部份城市的沉降污泥仍沿用填埋处理的传统方法，污泥为患已成为有的大城市之难事，至今城市污泥的高效脱水，已成为业界关注而无法解决的难题，仍需攻关克服。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述不足，提供一种深度污泥磁化脱水处理方法，利用生物质进行调理，并采用微波-外加磁场联合辅助脱水方式，实现对含水率高的污泥进行深度脱水，使脱水后的污泥含水率仅为10-50%，解决了现有污泥处理脱水困难等问题。
本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：
一种深度污泥磁化脱水处理方法，其包括以下步骤：
S1：污泥预处理：将污泥与生物质粉末按设定的投料比混合，搅拌均匀，得到生物质污泥；
S2：污泥极化处理：利用极化处理器对生物质污泥进行处理；
S3：一次脱水处理：将生物质污泥经输送管道输送至脱水设备中，脱水分离得到沉淀污泥；
S4：微波-磁场联合处理：将所得沉淀污泥输送至微波-磁场联合处理装置中，加入絮凝剂和新型磁种，经微波和外加磁场联合作用，破坏沉淀污泥中泥水粘合态而进一步发生脱水；
S5：二次脱水处理：利用脱水设备对沉淀污泥进一步脱水。
进一步地，所述的步骤S3还包括：
S301：所述的脱水设备还连接曝气装置，脱水后利用曝气装置对生物质污泥进行曝气处理；
S302：脱水分离得到沉淀污泥和清液，所述的脱水设备还连接净水器，利用净水器对所得清液进行净化达标后排放。
进一步地，所述的步骤S1中污泥与生物质粉末的投料比为质量比3-6：1，其中所述的生物质粉末为经过粗碎、精碎处理后的秸秆粉、木屑粉或干枯树叶粉之一，粒径为100-500nm。
进一步地，所述的步骤S1中污泥为来自城镇生活污水处理厂产生的污泥或生活污水或工业污水之一，含水量为85%以上。
进一步地，所述的步骤S2中极化处理器包括壳体，壳体外周或内腔设置有磁场发生器，所述磁场发生器包括金属线圈和电源或者由永磁体构成或者由金属线圈与永磁体的组合构成。
进一步地，所述的步骤S3与S5中的脱水设备为板式压滤脱水机、离心脱水机、无滤布垂直压缩污泥高压脱水机、叠螺式污泥脱水机中的任一种。
进一步地，所述的步骤S4中絮凝剂为硫酸亚铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、阳离子聚丙烯酰胺中的任一种，絮凝剂的投加量为沉淀污泥的1-5W%。
进一步地，所述的步骤S4中磁种为改性纳米四氧化三铁粒子，其投加量为沉淀污泥的4-6W%。
进一步地，所述的步骤S4中微波处理方式为：在频率为2450MHZ、功率为700w的条件下对污泥进行微波辐射40-60s。
进一步地，所述的步骤S4中外加磁场是由磁场发生装置产生的，该磁场发生装置包括平行对称设置的超导永磁体。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1）本发明提供的深度污泥磁化脱水处理方法，利用絮凝剂和磁种，结合微波-外加磁场联合作用方式，可增加污泥絮体尺寸、破坏污泥胞外聚合物结构，脱除污泥中的自由水和部分束缚水，从而改善污泥的脱水性能。
2）该污泥脱水处理方法操作过程简单，性能稳定，可有效降低污泥含水率，减小污泥体积，提升污泥资源化潜力，对污泥脱水及沉降性能改善显著，使脱水污泥含水率达到10%-50%。
上述是发明技术方案的概述，以下结合附图与具体实施方式，对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明的深度污泥磁化脱水处理方法的整体流程示意图。
具体实施方式：
为了使本发明的目的和技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例提供的深度污泥磁化脱水处理方法，其包括以下步骤：
S1：污泥预处理：将污泥与生物质粉末按设定的投料比混合，搅拌均匀，得到生物质污泥，其中，污泥与生物质粉末的投料比为质量比3-6：1，所述的生物质粉末为经过粗碎、精碎处理后的秸秆粉、木屑粉或干枯树叶粉之一，粒径为100-500nm；污泥为来自城镇生活污水处理厂产生的污泥或生活污水或工业污水之一，含水量为85%以上。
S2：污泥极化处理：利用极化处理器对生物质污泥进行处理，极化处理器包括壳体，壳体外周或内腔设置有磁场发生器，所述磁场发生器包括金属线圈和电源或者由永磁体构成或者由金属线圈与永磁体的组合构成，具体可参考申请号为201510079297.X的发明专利。
S3：一次脱水处理：将生物质污泥经输送管道输送至脱水设备中，脱水分离得到沉淀污泥和清液。其中，脱水设备还连接曝气装置，脱水后利用曝气装置对生物质污泥进行曝气处理；脱水设备还连接净水器，利用净水器对所得清液进行净化达标后排放；脱水设备可以采用现有的板式压滤脱水机、离心脱水机、无滤布垂直压缩污泥高压脱水机、叠螺式污泥脱水机中的任一种。
S4：微波-磁场联合处理：将所得沉淀污泥输送至微波-磁场联合处理装置中，加入絮凝剂和新型磁种，经微波和外加磁场联合作用，破坏沉淀污泥中泥水粘合态而进一步发生脱水。其中絮凝剂为硫酸亚铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、阳离子聚丙烯酰胺中的任一种，絮凝剂的投加量为沉淀污泥的1-5W%，磁种为改性纳米四氧化三铁粒子，其投加量为沉淀污泥的4-6W%，该改性纳米四氧化三铁粒子优选为依据申请号为201410221109.8的发明专利的方法制备而得到的平均粒径为8-35nm的改性纳米四氧化三铁粒子；微波处理方式为：在频率为2450MHZ、功率为700w的条件下对污泥进行微波辐射40-60s。外加磁场是由磁场发生装置产生的，该磁场发生装置包括平行对称设置的超导永磁体。
S5：二次脱水处理：利用脱水设备对沉淀污泥进一步脱水，得到深度脱水后的泥饼。
通过上述步骤制备得到的污泥饼的含水率仅为10-50%，显著提升了污泥的脱水效率，降低了污泥资源化的成本，市场经济效益前景广阔。
以上是对本发明优选实施方式的详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明专利的涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：污泥预处理：将污泥与生物质粉末按设定的投料比混合，搅拌均匀，得到生物质污泥；
S2：污泥极化处理：利用极化处理器对生物质污泥进行处理；
S3：一次脱水处理：将生物质污泥经输送管道输送至脱水设备中，脱水分离得到沉淀污泥；
S4：微波-磁场联合处理：将所得沉淀污泥输送至微波-磁场联合处理装置中，加入絮凝剂和新型磁种，经微波和外加磁场联合作用，破坏沉淀污泥中泥水粘合态而进一步发生脱水；
S5：二次脱水处理：利用脱水设备对沉淀污泥进一步脱水。
2.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S3还包括：
S301：所述的脱水设备还连接曝气装置，脱水后利用曝气装置对生物质污泥进行曝气处理；
S302：脱水分离得到沉淀污泥和清液，所述的脱水设备还连接净水器，利用净水器对所得清液进行净化达标后排放。
3.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S1中污泥与生物质粉末的投料比为质量比3-6：1，其中所述的生物质粉末为经过粗碎、精碎处理后的秸秆粉、木屑粉或干枯树叶粉之一，粒径为100-500nm。
4.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S1中污泥为来自城镇生活污水处理厂产生的污泥或生活污水或工业污水之一，含水量为85%以上。
5.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S2中极化处理器包括壳体，壳体外周或内腔设置有磁场发生器，所述磁场发生器包括金属线圈和电源或者由永磁体构成或者由金属线圈与永磁体的组合构成。
6.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S3与S5中的脱水设备为板式压滤脱水机、离心脱水机、无滤布垂直压缩污泥高压脱水机、叠螺式污泥脱水机中的任一种。
7.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S4中絮凝剂为硫酸亚铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、阳离子聚丙烯酰胺中的任一种，絮凝剂的投加量为沉淀污泥的1-5W%。
8.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S4中磁种为改性纳米四氧化三铁粒子，其投加量为沉淀污泥的4-6W%。
9.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S4中微波处理方式为：在频率为2450MHZ、功率为700w的条件下对污泥进行微波辐射40-60s。
10.根据权利要求1所述的深度污泥磁化脱水处理方法，其特征在于，所述的步骤S4中外加磁场是由磁场发生装置产生的，该磁场发生装置包括平行对称设置的超导永磁体。
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