CN106145589A

CN106145589A - 一种城镇污泥处理方法

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Publication number: CN106145589A
Application number: CN201610599324.0A
Authority: CN
Inventors: 郭华军; 李社锋; 朱文渊; 邵雁; 王文坦; 陶玲; 赵波; 刘子豪; 徐秀英; 覃慧
Original assignee: China City Environment Protection Engineering Ltd
Current assignee: China City Environment Protection Engineering Ltd
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2016-11-23

Abstract

本发明涉及一种城镇污泥处理方法，包括：(1)对污泥进行稀释调理；(2)对经稀释调理后的污泥进行破壁处理；(3)对经破壁处理后的污泥进行厌氧消化处理，得到厌氧消化液和沼气；(4)对厌氧消化液进行处理，得到沼渣和沼液，沼液至少部分作为污泥调理液以用于步骤(1)中对污泥进行稀释调理。本发明采用污泥处理过程得到的沼液对污泥进行稀释调理，可节约污泥调理所需用水量，提高污泥的厌氧消化效果，从而提高沼气产量；同时，解决了沼液的处理问题，实现沼液的无害化处理，提高本污泥处理方法的环保性。

Description

一种城镇污泥处理方法

技术领域

本发明属于城镇污泥处理处置技术领域，具体涉及一种城镇污泥处理方法。

背景技术

近年来，在国家节能减排和积极的财政政策作用下，城镇污水处理得到快速发展，城镇水环境治理取得显著成效。然而，随着我国城镇污水处理率的不断提高，城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。目前全国城镇污水处理厂污泥只有部分进行不同程度的处理和处置，而大部分未进行规范化的处理处置。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，威胁公众健康，使污水处理设施的环境效益大大降低，影响国家节能减排战略实施的效果。

目前国内城镇污泥的处理主要采用填埋、干化焚烧、好氧堆肥等方式处理及处置。填埋污泥需要占用大量农用耕地；污泥的干化焚烧，普遍存在工程投资大，运行费用高的问题。相比以上处理方法，采用厌氧消化技术可以实现污泥的减量化、无害化、稳定化及资源化；污泥经厌氧消化后，体积减小50％左右，可以实现减量化；经过中温发酵后，污泥中的有害细菌得到大量的消灭，可以实现无害化和稳定化；厌氧消化产生的沼气可以用于燃料和发电，补偿水厂的能耗。污泥厌氧消化是目前最可行的污泥处理工艺之一，可以实现资源化及节能化。

但目前所采用的污泥厌氧处理工艺，存在技术水平低、污泥处理效果差、沼气利用率低等一系列问题。而且，污泥厌氧处理工艺除了产生沼气外，还会产生沼液和沼渣；沼液的氨氮、COD(化学需氧量)含量高，难以处理；现有的沼渣处置工艺大部分采用堆肥技术制备有机肥，但沼渣中含有大量重金属，使得堆肥后有机肥的出路成了问题。

发明内容

本发明实施例涉及一种城镇污泥处理方法，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种城镇污泥处理方法，包括如下步骤：

步骤一，对污泥进行稀释调理；

步骤二，对经稀释调理后的污泥进行破壁处理；

步骤三，对经破壁处理后的污泥进行厌氧消化处理，得到厌氧消化液和沼气；

步骤四，对所述厌氧消化液进行处理，得到沼渣和沼液，所述沼液至少部分作为污泥调理液以用于步骤一中对污泥进行稀释调理。

作为实施例之一，采用餐饮垃圾对作为污泥调理液的所述沼液进行调理。

作为实施例之一，经所述沼液稀释调理后，所述污泥中的C/N比在13:1～28:1范围内。

作为实施例之一，所述步骤四中，所述厌氧消化液的处理方法包括：所述沼液还有部分作为厌氧消化液调理液以对步骤三得到的所述厌氧消化液进行稀释调理。

作为实施例之一，作为厌氧消化液调理液的所述沼液与所述厌氧消化液的质量比在2:1～5:1范围内。

作为实施例之一，所述沼液先经氨氮回收处理后再进行利用。

作为实施例之一，所述步骤四中，所述厌氧消化液的处理方法包括：对所述厌氧消化液进行稳定固化处理。

作为实施例之一，稳定固化处理采用的稳定固化剂由如下组分组成：高炉矿渣30％～70％，水泥熟料10％～30％，钙矾石0～10％，生石灰0～5％，膨润土10％～40％，磷酸0～5％；各组分的含量均为重量百分比。

作为实施例之一，所述稳定固化剂与所述厌氧消化液中的污泥固相的质量比在5:95～40:60范围内。

作为实施例之一，得到的沼渣用于制作陶粒。

本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明采用污泥处理过程得到的沼液返回利用，对污泥进行稀释调理，一方面，节约污泥调理所需用水量，降低运行成本；另一方面，由于沼液属于高COD废水，含有大量有机物，采用沼液稀释污泥可提高污泥水相中的COD含量，使得污泥更易于厌氧消化产生沼气，从而提高沼气产量，相较于现有的常用厌氧消化工艺，本发明的沼气产量可提高10～15％，经济效益显著；同时，解决了沼液的处理问题，实现沼液的无害化处理，提高本污泥处理方法的环保性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的城镇污泥处理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1，本发明实施例提供一种城镇污泥处理方法，包括如下步骤：

步骤一，对污泥进行稀释调理；

步骤二，对经稀释调理后的污泥进行破壁处理；

其中，上述城镇污泥处理方法的处理对象主要为含水率为80％左右的脱水污泥，可以为给水污泥、生活污水污泥或工业废水污泥等，但并不限于上述处理对象。由于厌氧消化处理所需的污泥含水率一般在90％～93％，因此，需对上述污泥进行稀释调理。上述步骤一中，主要采用步骤四中得到的沼液对污泥进行稀释调理，首次调质时，可采用厂区自来水等；经上述稀释调理处理后，使污泥含水率在90.5％～91.5％。本实施例中采用污泥处理过程得到的沼液进行返回利用，对污泥进行稀释调理，一方面，节约污泥调理所需用水量，降低运行成本；另一方面，由于沼液属于高COD废水，含有大量有机物，采用沼液稀释污泥可提高污泥水相中的COD含量，使得污泥更易于厌氧消化产生沼气，从而提高沼气产量，同时，解决了沼液的处理问题，实现沼液的无害化处理，提高本污泥处理方法的环保性。

作为进一步优选的实施例，采用餐饮垃圾对作为污泥调理液的所述沼液进行调理，采用上述污泥调理液对污泥进行调理，可在调节污泥含水率的同时调节污泥的C/N比。由于厌氧消化处理所需微生物对于生长环境中的C/N比有一定要求，而污泥中的氮元素含量较高、C/N比较小，其C/N比不是微生物所需的合适的C/N比；本实施例中，采用餐饮垃圾对作为污泥调理液的沼液进行调理，由于餐饮垃圾中有机物较多，可提高厌氧环境下污泥中的C/N比，更适合微生物的生产环境，有利于厌氧消化的进行。上述沼液调理过程可在污泥调理步骤之前进行，也可在污泥调理过程中进行，即沼液在加入污泥调质罐之前先采用餐饮垃圾对其进行调理，或者沼液与餐饮垃圾同时加入污泥调质罐内。本实施例中，采用经餐饮垃圾调理后的沼液对污泥进行稀释调理后，所述污泥中的C/N比在13:1～28:1范围内，可获得较好的厌氧消化效果。为保证厌氧消化效果，上述沼液在经餐饮垃圾调理之前先进行氨氮回收处理，氨氮回收处理方法可以为磷酸氨镁沉淀法等现有的氨氮回收工艺，得到的鸟粪石等可作为肥料进行利用。

接续上述城镇污泥处理方法，步骤二中，污泥的破壁处理在污泥破壁器中进行，经上述破壁处理，使污泥得到有效破壁，进一步提高厌氧消化过程中沼气的产量；本实施例中，优选为使污泥的破壁率达到50％～80％，上述破壁处理方法可以为热水解破壁、超声破壁、微波破壁或脉冲高电压破壁等。

接续上述城镇污泥处理方法，步骤三中，污泥的厌氧消化处理过程主要如下：将经稀释调理和破壁处理后的符合要求的污泥输送至污泥厌氧消化罐内，控制厌氧消化罐内的温度在33℃～37℃，并调控厌氧消化罐内局部温差在±1℃，然后通过间歇式机械搅拌和/或内循环搅拌使厌氧消化罐内的污泥混合均匀，进行厌氧消化处理20～25天后，产生厌氧消化液和沼气。其中，本实施例中，上述得到的沼气中的甲烷含量在65～70％范围内；该部分沼气经预处理后收集到沼气罐中，可用于发电等。上述间歇式机械搅拌方式是：采用转速为20～66r/min的间歇式机械搅拌装置对污泥进行搅拌；上述内循环搅拌方式是：采用污泥循环泵将厌氧消化污泥从厌氧消化罐底部泵出后，经换热器换热，再由厌氧消化罐顶部回到厌氧消化罐内。本实施例采用上述厌氧消化处理方法，可有效提高污泥的厌氧消化效果。

接续上述城镇污泥处理方法，所述步骤四中，所述厌氧消化液的处理方法包括：所述沼液还有部分作为厌氧消化液调理液以对步骤三得到的所述厌氧消化液进行稀释调理。一方面，进一步解决沼液的处理问题；另一方面，进一步提高厌氧消化液水相中的COD含量，使得污泥更易于厌氧消化产生沼气，从而提高沼气产量。其中，作为厌氧消化液调理液的沼液与厌氧消化液的质量比优选为控制在2:1～5:1范围内。同样地，上述沼液在用于对厌氧消化液调理前先进行氨氮回收处理，氨氮回收处理方法可以为磷酸氨镁沉淀法等现有的氨氮回收工艺，得到的鸟粪石等可作为肥料进行利用。

作为进一步优选的实施例，所述步骤四中，所述厌氧消化液的处理方法包括：对所述厌氧消化液进行稳定固化处理。污泥经稳定固化处理后，可提高其强度、降低其含水率并稳定其包含的污染物，经稳定固化处理后的厌氧消化液进行固液两相分离得到的沼渣中重金属等污染物含量较低，可用于制作陶粒，陶粒可用于建筑材料或园林绿化等，从而解决沼渣的出路问题。其中，稳定固化处理采用的稳定固化剂可以为现有的稳定固化剂，如安徽耐驰环保科技有限公司的NTM1固化剂等；本实施例中，采用如下优选的稳定固化剂，该稳定固化剂由如下组分组成：高炉矿渣30％～70％，水泥熟料10％～30％，钙矾石0～10％，生石灰0～5％，膨润土10％～40％，磷酸0～5％；上述各组分的含量均为重量百分比。进一步地，上述高炉矿渣采用酸性高炉矿渣。利用高炉矿渣及水泥熟料的凝胶性能，同污泥中的水分发生反应产生凝胶化，把含有有害物质的污泥微粒分别包覆而逐渐硬化，实现污泥脱水和稳定化的效果；通过膨润土进一步提高稳定固化过程中的凝胶化性能，及提高3CaO·SiO₂结晶体的悬浮稳定性及化学稳定性；通过生石灰调节本稳定固化剂的吸水性及碱性，保证水化产物的稳定存在；钙矾石及磷酸可进一步提高本稳定固化剂对重金属的稳定固化作用，与高炉矿渣及水泥熟料的凝胶化作用配合下可有效提高对污泥中重金属的稳定固化效果；磷酸还可对沼液中的氨氮去除作出部分贡献。进一步地，所述稳定固化剂与所述厌氧消化液中的污泥固相的质量比在5:95～40:60范围内，可获得较好的污泥稳定固化效果。通过上述优选的稳定固化剂，在使污泥脱水的同时，稳定污泥中的有害物质，从而得到的沼渣可以用于制陶，制得的陶粒有害物质侵出率低，应用效果较好。

实施例二

本实施例涉及一种城镇污泥处理方法，其与上述实施例一中所提供的城镇污泥处理方法基本相同，其中，本实施例中：

步骤一中，采用经餐饮垃圾调理过的沼液对污泥进行稀释调理，基本控制污泥含水率在91％，并使得污泥中的C/N比在15:1～22:1范围内。

步骤二中，污泥的破壁率在70％～75％范围内。

步骤三中，基本控制厌氧消化罐内的温度在36℃，并调控厌氧消化罐内局部温差在±1℃，采用间歇式机械搅拌与内循环搅拌同时进行的搅拌方式使厌氧消化罐内的污泥混合均匀，进行厌氧消化处理21天。

步骤四中，采用沼液对厌氧消化液进行稀释调理，其中，作为厌氧消化液调理液的沼液与厌氧消化液的质量比在3.5:1～4:1范围内。对厌氧消化液进行调理后，再进行稳定固化处理。采用的稳定固化剂由如下组分组成：高炉矿渣40％～50％，水泥熟料15％～20％，钙矾石5～8％，生石灰3～5％，膨润土15％～30％，磷酸3～5％；上述各组分的含量均为重量百分比。该稳定固化剂与厌氧消化液中的污泥固相的质量比在15:85～30:70范围内。

本实施例所得的沼气产量较现有常用的厌氧消化工艺的沼气产量高出10～15％，所得的沼渣用于制陶，制得的陶粒有害物质侵出率低，应用效果较好。

实施例三

步骤一中，采用经餐饮垃圾调理过的沼液对污泥进行稀释调理，基本控制污泥含水率在91％，并使得污泥中的C/N比在16:1～18:1范围内。

步骤二中，污泥的破壁率在60％～65％范围内。

步骤三中，基本控制厌氧消化罐内的温度在35℃，并调控厌氧消化罐内局部温差在±1℃，采用间歇式机械搅拌与内循环搅拌同时进行的搅拌方式使厌氧消化罐内的污泥混合均匀，进行厌氧消化处理23天。

步骤四中，采用沼液对厌氧消化液进行稀释调理，其中，作为厌氧消化液调理液的沼液与厌氧消化液的质量比在3.5:1～4.5:1范围内。对厌氧消化液进行调理后，再进行稳定固化处理。采用的稳定固化剂由如下组分组成：高炉矿渣45％～60％，水泥熟料17％～25％，钙矾石2～6％，生石灰2～4％，膨润土20％～28％，磷酸2～3％；上述各组分的含量均为重量百分比。该稳定固化剂与厌氧消化液中的污泥固相的质量比在20:80～35:65范围内。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种城镇污泥处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，对污泥进行稀释调理；

步骤二，对经稀释调理后的污泥进行破壁处理；

2.如权利要求1所述的城镇污泥处理方法，其特征在于：采用餐饮垃圾对作为污泥调理液的所述沼液进行调理。

3.如权利要求2所述的城镇污泥处理方法，其特征在于：经所述沼液稀释调理后，所述污泥中的C/N比在13:1～28:1范围内。

4.如权利要求1所述的城镇污泥处理方法，其特征在于，所述步骤四中，所述厌氧消化液的处理方法包括：所述沼液还有部分作为厌氧消化液调理液以对步骤三得到的所述厌氧消化液进行稀释调理。

5.如权利要求4所述的城镇污泥处理方法，其特征在于：作为厌氧消化液调理液的所述沼液与所述厌氧消化液的质量比在2:1～5:1范围内。

6.如权利要求1至5中任一项所述的城镇污泥处理方法，其特征在于：所述沼液先经氨氮回收处理后再进行利用。

7.如权利要求1或4所述的城镇污泥处理方法，其特征在于，所述步骤四中，所述厌氧消化液的处理方法包括：对所述厌氧消化液进行稳定固化处理。

8.如权利要求7所述的城镇污泥处理方法，其特征在于，稳定固化处理采用的稳定固化剂由如下组分组成：高炉矿渣30％～70％，水泥熟料10％～30％，钙矾石0～10％，生石灰0～5％，膨润土10％～40％，磷酸0～5％；各组分的含量均为重量百分比。

9.如权利要求8所述的城镇污泥处理方法，其特征在于：所述稳定固化剂与所述厌氧消化液中的污泥固相的质量比在5:95～40:60范围内。

10.如权利要求7所述的城镇污泥处理方法，其特征在于：得到的沼渣用于制作陶粒。