CN106116074B - 利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，其包括将含水率在98％以上的污泥按照污泥固体含量Tds的1.3‰—1.7‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率95％—97％；对重力浓缩污泥进行曝气；向曝气污泥按照污泥固体含量Tds的1.1‰—1.3‰的比例向曝气污泥中加入Fe2+盐，并利用波长253.7nm的紫外线照射污泥；按照污泥固体含量Tds的6.5％—8.5％的比例搅拌加入FeSO4·7H2O。其目的是提供可使设备设施的投资费用低、减少药剂添加量和降低能量消耗、利用环保清洁能源、降低污泥泥饼的含水率的一种利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法。
背景技术
随着社会经济的发展，城市化进程的加快，人们生活水平的提高，市政污水设施的普及，污水处理率的提高，处理程度的深化，污泥处理处置量在迅速的增长，如何合理处理处置好污泥，成为当前地方和各级政府需要协同解决的首要问题。
污泥里含有有机质、重金属、致病菌和病原菌等有毒有害物质，如不妥善处理，会给环境带来第二次污染，带来分解有机物、释放和转移重金属、迁移致病菌等灾害，国家对市政污水污染物控制，制定了GB18918-2002污染物排放标准，污泥处理要求“减量化、稳定化、无害化和资源化”为最终目标。
目前，新老污水处理厂由于老的财政支付处理费政策，地方经济发展不平衡，以及人们对污泥会对环境产生污染的认识偏差，造成了污水处理行业“重水轻泥”的行业结局，许多污水处理厂污泥采用离心、带式脱水工艺，含水率控制在80％左右，再与垃圾混合填埋、随意抛洒等污泥处置方法，产生了不顾二次污染环境、目标短浅的技术处理处置方法。随着国家“水十条”、“大气十条”、“土壤十条”等政策法规的强制实施，人们对环境保护意识的增强，目前，许多大中城市对污泥的处理处置难题，成为各级政府和领导治政的首要问题，也是关系国计民生的大问题。
污泥处理处置方法随着历史和时代的现实需要，产生了以“污泥浓缩-铁盐加石灰”为代表的污泥深度脱水技术工艺，但以降低污泥含水率为目的，而以牺牲一方低端能源和环境影响下生产的污泥深度处理添加剂的大量添加，以换取污泥稳定无害化的技术路线是不可取的。
如何探究一种利用“清洁能源为主，化学助剂为辅”、化学药剂用量少、处理成本低、并保证污泥可资源化利用时的控制参数的深度脱水技术方法，是本发明创新特点。
发明内容
本发明的目的是提供设备设施的投资费用低、减少药剂添加量和降低能量消耗、利用环保清洁能源、改善污泥脱水性能、降低污泥泥饼含水率的一种利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法。
本发明的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，包括以下步骤：
A、将含水率在98％以上的污泥，按照污泥固体含量Tds的1.3‰—1.7‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率95％—97％；
B、对步骤A得到的重力浓缩污泥进行曝气，曝气停留时间为110—130分钟，使泥浆溶解氧DOC含量在7.5mg/L以上,通过曝气切割絮凝剂网团，使污泥颗粒直径DN为1.1mm以下；
C、向步骤B得到的曝气污泥，按照污泥固体含量Tds的1.1‰—1.3‰的比例，向曝气污泥中加入Fe2+盐，并利用波长253.7nm的紫外线照射污泥，照射时间为8—12秒；
D、向步骤C得到的光解污泥，按照污泥固体含量Tds的6.5％—8.5％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为8—12分钟；
E、向步骤D得到的污泥，按照污泥固体含量Tds的4.5％—6.5％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为8—12分钟；
F、对步骤E得到的污泥进行压滤处理，压滤处理的进料压力1.2Mpa—1.4Mpa,压滤处理的压榨压力2.5Mpa—3.0Mpa,压滤时间为80—100分钟，压滤处理完成后即得到深度脱水污泥。
进一步的，所述步骤A中按照污泥固体含量Tds的1.4‰—1.6‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率95.5％—96.5％；所述步骤B中曝气停留时间为115—125分钟，使泥浆溶解氧DOC含量为7.8mg/L—8.2mg/L,所述污泥颗粒直径DN为0.1mm—1mm；所述步骤C中按照污泥固体含量Tds的1.15‰—1.25‰比例向曝气污泥中加入Fe2+盐；所述步骤D中按照污泥固体含量Tds的7％—8％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为9—11分钟；所述步骤E中按照污泥固体含量Tds的5.0％—6.0％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为9—11分钟。
进一步的，所述步骤A中按照污泥固体含量Tds的1.5‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率96％；所述步骤B中曝气停留时间为120分钟，使泥浆溶解氧DOC含量为8.0mg/L；所述步骤C中按照污泥固体含量Tds的1.2‰比例向曝气污泥中加入Fe2+盐，并利用波长253.7nm的紫外线照射污泥，照射时间为8—12秒；所述步骤D中按照污泥固体含量Tds的7.5％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为10分钟；所述步骤E中按照污泥固体含量Tds的5.5％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为10分钟。
进一步的，所述步骤B中对步骤A得到的重力浓缩污泥采用超微气泡曝气管或低压溶氧曝气管进行曝气。
进一步的，所述步骤C中采用管道混合器向曝气污泥中加入Fe2+盐。
进一步的，所述步骤F中采用高压压滤机进行压滤处理。
本发明的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，适用于洗煤、化工、造纸、漂染、电镀、油田、市政污水、普通工业行业污水处理厂的污泥深度脱水。采用本发明特有的处理方案，利用本发明的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，可使后续处理泥浆量少，后续设备设施的投资费用低，并可降低污泥泥浆流体的摩擦力，减少药剂添加量和能量损耗，并可实现对DNA、RNA及胞外聚合物(EPS)中的胶质蛋白、低分子糖类、羧酸类等有机质进行氧化变性，灭活某些数量占比多的微生物，对致病菌、病毒及孢子体等病原体进行深度灭活；对细胞内在水及结合水有效释放；改变絮凝剂的亲水性，使絮凝剂释放出结合水，改变污泥饼机械压榨阶段的弹胀性，使泥饼变得结实，含水率更低；通过高压榨使滤饼含水率更低，改变了微生物的生存环境，短时间不易腐败，改善了工作环境。此外，本发明不用市场严格控制的危险化学药剂，主要用“电”这一清洁能源，电的市场价格相对稳定，降低了市场运营风险。因此，本发明的生活水污泥的深度脱水方法具有突出的实质性特点和显著的进步。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，其包括以下步骤：
A、将含水率在98％以上的来自污水处理厂的污泥，按照污泥固体含量Tds的1.3‰—1.7‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率95％—97％；该高分子复合絮凝剂加入量少，处理效果更好。
B、对步骤A得到的重力浓缩污泥进行曝气，曝气停留时间为110—130分钟，使泥浆溶解氧DOC含量在7.5mg/L以上,通过曝气切割絮凝剂网团，使污泥颗粒直径DN为1.1mm以下；
C、向步骤B得到的曝气污泥，按照污泥固体含量Tds的1.1‰—1.3‰的比例，向曝气污泥中加入Fe2+盐，并利用波长253.7nm的紫外线照射污泥，照射时间为8—12秒；
Fe2+盐的加入，对光解反应有催化作用，氧化后生成Fe(OH)3沉淀物，具有电性中和性，促成污泥的再絮凝沉降，污泥颗粒变粗变密实；
利用波长253.7nm的紫外线照射污泥，可在泥水中产生羟基自由基(OH.)，对DNA、RNA及胞外聚合物(EPS)中的胶质蛋白、低分子糖类、羧酸类等有机质进行氧化变性，灭活某些数量占比多的微生物，对致病菌、病毒及孢子体灭活有其独特性；因泥浆内及微生物体内含有的气体物质，波长253.7nm的紫外线光波可产生空化效应，使细胞破壁，有效释放生物体的细胞内在水和结合水；
D、向步骤C得到的光解污泥，按照污泥固体含量Tds的6.5％—8.5％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为8—12分钟；
E、向步骤D得到的污泥，按照污泥固体含量Tds的4.5％—6.5％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为8—12分钟；
F、对步骤E得到的污泥进行压滤处理，压滤处理的进料压力1.2Mpa—1.4Mpa,压滤处理的压榨压力2.5Mpa—3.0Mpa,压滤时间为80—100分钟，压滤处理完成后即得到深度脱水污泥。通过压榨可使滤饼含水率更低，并可改变微生物的生存环境，短时间不易腐败，由此可改善工作环境。
上述Ca/Mg氧化物的加入，可调节污泥PH值，并可对某些病原体进行深度灭活，改变絮凝剂的亲水性，使絮凝剂释放出结合水，改变污泥饼机械压榨阶段的弹胀性，使泥饼变得结实，含水率更低。
过滤水含有较高的可溶性COD,可用作水处理的碳源。
本发明可在一般环境温度下进行，物料温度30℃左右最佳。
本发明采用光解调理污泥相对于用氯系、臭氧(O3)氧化调理污泥，能耗低。
本发明不用市场严格控制的危险化学药剂，主要用“电”这一清洁能源，电的市场价格相对稳定，降低了市场运营风险。在处理污泥过程中，会产生少量氨味，通过喷淋除臭可轻松解决。
作为本发明的进一步改进，上述步骤A中按照污泥固体含量Tds的1.4‰—1.6‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率95.5％—96.5％；所述步骤B中曝气停留时间为115—125分钟，使泥浆溶解氧DOC含量为7.8mg/L—8.2mg/L,所述污泥颗粒直径DN为0.1mm—1mm；所述步骤C中按照污泥固体含量Tds的1.15‰—1.25‰比例向曝气污泥中加入Fe2+盐；所述步骤D中按照污泥固体含量Tds的7％—8％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为9—11分钟；所述步骤E中按照污泥固体含量Tds的5.0％—6.0％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为9—11分钟。
作为本发明的进一步改进，上述步骤A中按照污泥固体含量Tds的1.5‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率96％；所述步骤B中曝气停留时间为120分钟，使泥浆溶解氧DOC含量为8.0mg/L；所述步骤C中按照污泥固体含量Tds的1.2‰比例向曝气污泥中加入Fe2+盐；所述步骤D中按照污泥固体含量Tds的7.5％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为10分钟；所述步骤E中按照污泥固体含量Tds的5.5％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为10分钟。
作为本发明的进一步改进，上述步骤B中对步骤A得到的重力浓缩污泥采用超微气泡曝气管或低压溶氧曝气管进行曝气。
作为本发明的进一步改进，上述步骤C中采用管道混合器向曝气污泥中加入Fe2+盐。
作为本发明的进一步改进，上述步骤F中采用高压压滤机进行压滤处理。即可实现让污泥脱水至55％以下的结果。
本发明适用于洗煤、化工、造纸、漂染、电镀、油田、市政污水、普通工业行业污水处理厂的污泥深度脱水。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，其特征在于包括以下步骤：
A、将含水率在98％以上的污泥，按照污泥固体含量Tds的1.3‰—1.7‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率95％—97％；
B、对步骤A得到的重力浓缩污泥进行曝气，曝气停留时间为110—130分钟，使泥浆溶解氧DOC含量在7.5mg/L以上，通过曝气切割絮凝剂网团，使污泥颗粒直径DN为1.1mm以下；
C、向步骤B得到的曝气污泥按照污泥固体含量Tds的1.1‰—1.3‰的比例，向曝气污泥中加入Fe2+盐，并利用波长253.7nm的紫外线照射污泥，照射时间为8—12秒；所述Fe2+盐的加入对光解反应具有催化作用，氧化后生成Fe(OH)3沉淀物，具有电性中和性，促成污泥的再絮凝沉降，使污泥颗粒变粗变密实；所述253.7nm的紫外线照射在泥水中产生羟基自由基，对DNA、RNA及胞外聚合物中的胶质蛋白、低分子糖类、羧酸类有机质进行氧化变性，灭活微生物、致病菌、病毒及孢子体，并产生空化效应，使细胞破壁，有效释放生物体的细胞内在水和结合水；
D、向步骤C得到的光解污泥按照污泥固体含量Tds的6.5％—8.5％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为8—12分钟；
E、向步骤D得到的污泥按照污泥固体含量Tds的4.5％—6.5％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为8—12分钟；所述氧化钙或氧化镁用于调节污泥pH 值，对病原体进行深度灭活，改变絮凝剂的亲水性，使絮凝剂释放出结合水，改变污泥饼机械压榨阶段的弹胀性，使泥饼变得结实，含水率更低；
F、对步骤E得到的污泥进行压滤处理，压滤处理的进料压力1.2Mpa—1.4Mpa，压滤处理的压榨压力2.5Mpa—3.0Mpa， 压滤时间为80—100分钟，即可。
2.根据权利要求1所述的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，其特征在于：所述步骤A中按照污泥固体含量Tds的1.4‰—1.6‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率95.5％—96.5％；所述步骤B中曝气停留时间为115—125分钟，使泥浆溶解氧DOC含量为7.8mg/L—8.2mg/L，所述污泥颗粒直径DN为0.1mm—1mm；所述步骤C中按照污泥固体含量Tds的1.15‰—1.25‰比例向曝气污泥中加入Fe2+盐；所述步骤D中按照污泥固体含量Tds的7％—8％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为9—11分钟；所述步骤E中按照污泥固体含量Tds的5.0％—6.0％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为9—11分钟。
3.根据权利要求2所述的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，其特征在于：所述步骤A中按照污泥固体含量Tds的1.5‰的比例，向污泥中加入高分子复合絮凝剂，再利用重力浓缩泥浆到含水率96％；所述步骤B中曝气停留时间为120分钟，使泥浆溶解氧DOC含量为8.0mg/L；所述步骤C中按照污泥固体含量Tds的1.2‰比例向曝气污泥中加入Fe2+盐；所述步骤D中按照污泥固体含量Tds的7.5％的比例，搅拌加入FeSO4·7H2O，搅拌时间为10分钟；所述步骤E中按照污泥固体含量Tds的5.5％的比例，搅拌加入氧化钙或氧化镁，搅拌时间为10分钟。
4.根据权利要求1或2或3所述的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，其特征在于：所述步骤B中对步骤A得到的重力浓缩污泥采用超微气泡曝气管或低压溶氧曝气管进行曝气。
5.根据权利要求4所述的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，其特征在于：所述步骤C中采用管道混合器向曝气污泥中加入Fe2+盐。
6.根据权利要求5所述的利用重力浓缩及光解让污泥深度脱水的方法，其特征在于：所述步骤F中采用高压压滤机进行压滤处理。
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