CN105776818A - 污水处理固体废弃物的处理方法及处理装置 - Google Patents

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葛丽莎
朱海雷
周汉涛
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    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
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Abstract

本发明公开了一种污水处理固体废弃物的处理方法，采用天然高分子复配组分对固体废弃物进行改质处理，包括以下步骤：第一步，将固体废弃物投放于水中，得到含固体废弃物的稀释水体；第二步，将改质处理药剂溶解于稀释水体中，得到水溶液；第三步，对水溶液进行搅拌，静置后水溶液分层，上层为清澈的水相；下层为改质后的泥浆；第四步，通过机械脱水法对下层泥浆进行脱水，得到泥饼。本发明通过对污泥进行改质，跳出依赖传统脱泥剂聚合物聚丙烯酰胺(PAM)的怪圈，在脱水环节就将含水率显著降低，能够减小后续污泥干燥的能耗，降低固定投资及其他相关运营费用。本发明还公开了一种污水处理固体废弃物的处理装置。

Description

污水处理固体废弃物的处理方法及处理装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，具体涉及一种污水处理固体废弃物的处理方法。本发明还涉及一种污水处理固体废弃物的处理装置。
背景技术
城市生活污水处理厂、工业污水处理厂的污水处理过程中会产生大量的固体废弃物，这些固体废弃物可分为普通固体废弃物和工业固体废弃物。随着国家对环保的要求越来越严，普通固体废弃物必须无害化处理，而工业固体废弃物则属于危险废弃物，不允许填埋或发酵堆肥，必须焚烧无害化处理。
工业固废的焚烧处理费用根据所产生固废的体积、含水率计算，体积越大，含水率越高，焚烧效率越低，能耗越高，因此固废减量，含水率降低是非常重要的工作。
生活污水处理厂的泥饼含水率通常在78～85％之间，而工业污水处理厂的泥饼含水率较生活污水处理厂的泥饼含水率更高。这些废弃物的含水率的降低难度非常大，一般采用加热干燥的方式进行，但是能耗高，处理效率低，设备投资大。一般情况下，只能将很小比例的湿泥做干燥处理，然后与湿泥混合，计算平均含水率，作为污泥最后的含水率。尽管如此，也很难达到国家标准规定的50％。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种污水处理固体废弃物的处理方法，它可以减小后续污泥干燥的能耗，降低固定投资及其他相关运营费用。
为解决上述技术问题，本发明污水处理固体废弃物的处理方法的技术解决方案为，采用天然高分子复配组分对固体废弃物进行改质处理，包括以下步骤：
第一步，将固体废弃物投放于水中，得到含固体废弃物的稀释水体；
所述固体废弃物与水的重量比为1:10至1:100之间。
第二步，将改质处理药剂溶解于稀释水体中，得到水溶液；
所述改质处理药剂至少包括天然高分子复配组分、桥架试剂、pH调节剂；
所述天然高分子复配组分与稀释水体的体积百分比为1‰～5‰。
所述天然高分子复配组分包括多糖、蛋白质、多肽。
所述桥架试剂为聚合硫酸铁、聚合铝铁、聚合氯化铝、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种。
所述桥架试剂所含阳离子总浓度在1mmol/L～20mmol/L之间。
所述pH调节剂为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种；通过控制pH调节剂的使用量，使水溶液的pH值控制在7～9之间。
第三步，对水溶液进行搅拌，静置后水溶液分层，上层为清澈的水相；下层为改质后的泥浆；
所述搅拌方法为机械搅拌或曝气搅拌。
第四步，通过机械脱水法对下层泥浆进行脱水，得到泥饼。
所述机械脱水法为真空抽滤、加压过滤、离心分离、螺杆挤压过滤、板框式压滤、带式压滤中的一种。
本发明还提供一种污水处理固体废弃物的处理装置，其技术解决方案为:
包括沉降池1，沉降池1内设置有搅拌设备4，沉降池1通过加药管道连接加药设备；沉降池1的上部通过管道连接清水池5，沉降池1的下部通过管道连接机械脱水设备2的入口，机械脱水设备2的滤液出口通过管道连接泥水池6，机械脱水设备2的泥饼出口连接泥饼处理装置3。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明通过对污泥进行改质，跳出依赖传统脱泥剂聚合物聚丙烯酰胺(PAM)的怪圈，在脱水环节就将含水率显著降低，能够减小后续污泥干燥的能耗，降低固定投资及其他相关运营费用。
本发明所采用的天然高分子复配组分带有大量的功能性基团，具有三维协同作用，在桥架试剂中阳离子的作用下，在合适的pH值范围内，通过“桥连”、“电性中和”及化学反应，借助离子键、氢键、范德华力，同时吸附多个粒子，在颗粒间产生架桥，能够使难降解的固体悬浮物颗粒、菌体细胞及胶体网捕在网状三维结构上，从而迅速凝集，与水相清晰分离。
本发明利用天然高分子复配组分与桥架试剂、pH调节剂的配合作用，能够对絮体产生明显的改质作用，通过离心或压滤脱水，比普通絮凝剂如PAM、聚合氯化铝等形成的泥饼含水率低至少10％，泥饼的体积比使用PAM的泥饼体积小很多，方便焚烧处理，能耗大大降低，后续处理工艺效率大大提高。
本发明所分离出的水相清澈，可多次重复使用。
本发明的处理方法中，桥架试剂及pH调节剂的用量是传统方法用量的20％以下。
本发明的工艺简单，不需要加热，只要水体不结冰即可。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明污水处理固体废弃物的处理装置的示意图。
图中附图标记说明：
1为沉降池，2为机械脱水设备，
3为泥饼处理装置，4为搅拌设备，
5为清水池，6为泥水池。
具体实施方式
本发明污水处理固体废弃物的处理方法，采用天然高分子复配组分对固体废弃物进行改质处理，包括以下步骤：
第一步，将固体废弃物投放于水中，得到含固体废弃物的稀释水体；
固体废弃物与水的重量比为1:10至1:100之间；
该固体废弃物为城市生活污水处理厂或工业污水处理厂在污水处理过程所产生的固体废弃物，包括普通固体废弃物和工业固体废弃物；
第二步，将改质处理药剂溶解于稀释水体中，得到水溶液；
改质处理药剂至少包括天然高分子复配组分、桥架试剂、pH调节剂；
其中，天然高分子复配组分与稀释水体的体积百分比为1‰～5‰；天然高分子复配组分包括多糖、蛋白质、多肽等组分；
桥架试剂包括聚合硫酸铁、聚合铝铁、聚合氯化铝、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种；桥架试剂所含阳离子总浓度在1mmol/L～20mmol/L之间；
pH调节剂包括氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾等；通过控制pH调节剂的使用量，使水溶液的pH值控制在7～9之间；
第三步，对水溶液进行搅拌，静置后水溶液分层，上层为清澈的水相，排入清水池5，该水相可重复利用；下层为改质后的泥浆；
搅拌方法可以采用机械搅拌或曝气搅拌；
第四步，通过机械脱水法对下层泥浆进行脱水，得到泥饼；脱泥产生的泥水排入泥水池6；
机械脱水法可以是真空抽滤、加压过滤、离心分离、螺杆挤压过滤、板框式压滤、带式压滤等方式。
本发明所得的泥饼性状改变，含水率低，便于焚烧处置。
本发明所采用的天然高分子复配组分可自行降解，无二次污染问题，对人和动物无任何副作用。
本发明采用如图1所示的污水处理固体废弃物的处理装置，包括沉降池1，沉降池1内设置有搅拌设备4，沉降池1通过加药管道连接加药设备；加药管道上可设置计量泵，实现定量向确定体积的稀释水相中加药；
沉降池1的上部通过管道连接清水池5，沉降池1的下部通过管道连接机械脱水设备2的入口；机械脱水设备5设有两个出口，其中一个为滤液出口，另一个为泥饼出口；机械脱水设备2的滤液出口通过管道连接泥水池6，机械脱水设备2的泥饼出口连接泥饼处理装置3；
搅拌设备4包括搅拌叶轮，搅拌叶轮设置于旋转轴的底端，旋转轴的顶端连接驱动电机；驱动电机能够驱动旋转轴旋转，从而带动搅拌叶轮在沉降池1内进行搅拌。
实施例1：
江苏某城市污水厂污泥改质减量处理
工艺流程：根据连续进水量连续加药，日处理量10000m3/天；在沉降池内加入药剂，先后加入天然高分子复配组分、聚合硫酸铁、氢氧化钠，其中天然高分子复配组分1‰(体积百分比)，聚合硫酸铁合铁总浓度1mmol/L，用氢氧化钠调节pH值至7；机械搅拌；絮体下沉收集进入污泥后续处置工艺，上层清水连续溢出；污泥脱水采用板框式压滤机。
结果：板框式压滤机的脱泥频率降为原来的三分之一，污泥体积显著减少；泥饼含水率降到50％；经过1周加药连续使用后，斜管沉降池蓝藻消失，清澈见底。
实施例2：
山东某危废固废处理厂炼油危废改质处理
工艺流程：间歇式处理，处理容器为有效容积10m3罐体；按照炼油危废：水＝1:40重量比例稀释成10m3；先后加入天然高分子复配组分、聚合硫酸铁、氢氧化钙，其中天然高分子复配组分2‰(体积百分比)，聚合硫酸铁合铁总浓度4.5mmol/L，用氢氧化钙调节pH值至8；曝气搅拌5分钟；静置40分钟；下层污泥与上层清水分别排入相应的收集池内待进一步处理。
结果：炼油危废经过改质处理后，颜色由黑色变为黄褐色，经过简单干燥1h，呈细颗粒状，明显区别于此前炼油危废经800摄氏度高温干燥8h后，呈黑色块状，用手捏明显感觉油和水的存在，因此炼油危废经过改质工艺处理，已经完全变性，后续焚烧处理的能耗会大大降低，同时设备的处理效率大大提高，可彻底无害化处理。
实施例3：
山东某石化厂污水处理场泥浆改质处理
工艺流程：连续式处理工艺，日处理浓缩泥浆500m3，污泥浓缩池连续加药；先后加入天然高分子复配组分、聚合硫酸铁、氢氧化钠，其中天然高分子复配组分1.5‰(体积百分比)，聚合硫酸铁合铁总浓度6mmol/L，用氢氧化钠调节pH值至8.5；曝气搅拌；采用带式压滤机脱水。
结果：经过连续2天改质处理，泥饼含水率从77％降至71％。

Claims (10)

1.一种污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:采用天然高分子复配组分对固体废弃物进行改质处理，包括以下步骤：
第一步，将固体废弃物投放于水中，得到含固体废弃物的稀释水体；
第二步，将改质处理药剂溶解于稀释水体中，得到水溶液；
所述改质处理药剂至少包括天然高分子复配组分、桥架试剂、pH调节剂；
第三步，对水溶液进行搅拌，静置后水溶液分层，上层为清澈的水相；下层为改质后的泥浆；
第四步，通过机械脱水法对下层泥浆进行脱水，得到泥饼。
2.根据权利要求1所述的污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:所述第一步中固体废弃物与水的重量比为1:10至1:100之间。
3.根据权利要求1所述的污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:所述天然高分子复配组分与稀释水体的体积百分比为1‰～5‰。
4.根据权利要求1所述的污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:所述天然高分子复配组分包括多糖、蛋白质、多肽。
5.根据权利要求1所述的污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:所述桥架试剂为聚合硫酸铁、聚合铝铁、聚合氯化铝、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:所述桥架试剂所含阳离子总浓度在1mmol/L～20mmol/L之间。
7.根据权利要求1所述的污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:所述pH调节剂为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种；通过控制pH调节剂的使用量，使水溶液的pH值控制在7～9之间。
8.根据权利要求1所述的污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:所述第三步的搅拌方法为机械搅拌或曝气搅拌。
9.根据权利要求1所述的污水处理固体废弃物的处理方法，其特征在于:所述第四步的机械脱水法为真空抽滤、加压过滤、离心分离、螺杆挤压过滤、板框式压滤、带式压滤中的一种。
10.一种污水处理固体废弃物的处理装置，其特征在于:包括沉降池，沉降池内设置有搅拌设备，沉降池通过加药管道连接加药设备；沉降池的上部通过管道连接清水池，沉降池的下部通过管道连接机械脱水设备的入口，机械脱水设备的滤液出口通过管道连接泥水池，机械脱水设备的泥饼出口连接泥饼处理装置。
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