CN107140799A - 一种污泥在线减量处理方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种污泥在线减量处理方法与装置，包括碱洗系统、酸洗系统、溶液中和系统和污泥中和系统四部分，分别将污泥或污泥溶液进行酸洗及碱洗，将含有大量盐分的酸洗液与含有盐分及可溶性有机物的碱洗液进行中和，得到可土地利用的污泥一，继续对溶液进行加碱中和，得到的清液可达污水排放标准，进入污水厂生化系统，得到的污泥与含有大量有机物的酸洗污泥、含有大量泥砂的碱洗污泥一同进行调质中和，中和后的污泥进行除砂处理，得到可做建材原料的泥砂，污泥溶液作为碳源进入污水厂生化系统。

Description

一种污泥在线减量处理方法与装置
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及一种污泥在线减量处理方法与装置。
背景技术
污泥是污水处理的副产物，随着城市生活污水处理量和处理率的增加，污泥产量也急剧增加。污泥处置能耗大，运行费用高，污泥处置费占到污水厂运行费用的1/3左右，同时污泥产量大，引起固体废弃物的二次污染。因此，对污泥实行减量处理，在源头减少污泥的产量，且不影响污水处理厂的正常运行，既经济，又环保。
常规的污泥减量方法是通过提高污泥的脱水效果，以减少污泥的产生量，但是污泥中固体物质总量不变，没有达到真正的污泥减量；另一种污泥减量方法是将污泥中的微生物破坏，将污泥转化为碳源，污泥量得到了减少，但是污泥中的污染物质又再次进入污水处理系统中，很可能造成增加污水处理成本，且污水厂出水不达标。将污泥进行酸洗减量，可将污泥中的盐分脱除，但是对污泥中含量较高的有机质脱除效果差，污泥减量不明显，再采用其他方法对污泥进行有机质去除，则费用较高；将污泥直接进行有机质脱除，则脱除过程中势必将无机盐一同脱除，有机质与无机盐难以分离，不能资源化利用。现有技术中尚无将污泥减量80%以上，减量后的污泥可资源化利用，且运行费用较低的污泥减量处理工艺。
发明内容
本发明提供一种污泥在线减量处理方法与装置，分别将污泥或污泥溶液进行酸洗及碱洗，将含有大量盐分的酸洗液与含有盐分及可溶性有机物的碱洗液进行中和，得到可土地利用的污泥一，继续对溶液进行加碱中和，得到的清液可达污水排放标准，进入污水厂生化系统，得到的污泥与含有大量有机物的酸洗污泥、含有大量泥砂的碱洗污泥一同进行调质中和，中和后的污泥进行除砂处理，得到可做建材原料的泥砂，污泥溶液作为碳源进入污水厂生化系统。
本发明的一种污泥在线减量处理装置，包括碱洗系统、酸洗系统、溶液中和系统和污泥中和系统四部分：
其中碱洗系统包括碱洗罐（1）、碱罐（2）和碱洗液分离罐（3），所述碱洗罐（1）与污水厂生化系统相连接，所述碱罐（2）与所述碱洗罐（1）相连接，所述碱洗液分离罐（3）与所述碱洗罐（1）相连接；
酸洗系统包括酸洗还原罐（4）、酸洗罐（5）、酸罐（6）和酸洗液分离罐（7），所述酸洗还原罐（4）与污水厂生化系统相连接，所述酸洗罐（5）与所述酸洗还原罐（4）相连接，所述酸罐（6）与所述酸洗罐（5）相连接，所述酸洗液分离罐（7）与所述酸洗罐（5）相连接；
溶液中和系统包括混合反应槽（8）、洗液分离罐（9）、无机脱水装置（10）和溶液中和罐（11），所述混合反应槽（8）与所述碱洗液分离罐（3）的溶液出口和所述酸洗液分离罐（7）的溶液出口相连接，所述洗液分离罐（9）与所述混合反应槽（8）相连接，所述无机脱水装置（10）与所述洗液分离罐（9）的沉淀出口相连接，所述溶液中和罐（11）与所述碱罐（2）、所述洗液分离罐（9）的液体出口相连接，所述溶液中和罐（11）的液体出口与污水厂生化系统相连接；
污泥中和系统包括污泥中和罐（12）、污泥除砂罐（13）和泥砂脱水装置（14），所述污泥中和罐（12）与所述碱洗液分离罐（3）的污泥出口、所述酸洗液分离罐（7）的污泥出口和所述溶液中和罐（11）的污泥出口相连接，所述污泥除砂罐（13）与所述污泥中和罐（12）相连接，所述泥砂脱水装置（14）与所述污泥除砂罐（13）的泥砂出口相连接，所述污泥除砂罐（13）的污泥溶液出口与污水厂生化系统相连接。
进一步地，所述碱洗罐（1）、酸洗还原罐（4）、酸洗罐（5）、污泥中和罐（12）分别配有搅拌装置。
进一步地，所述溶液中和罐（11）与所述碱罐（2）相连接的形式为：所述碱罐（2）的一个出口管路连接在溶液中和罐（11）的进口管路上。
本发明的一种污泥在线减量处理装置是通过如下步骤实现的：
污水厂生化系统产生的剩余污泥或污泥溶液分别进入碱洗罐（1）和酸洗还原罐（4）；碱洗罐（1）中的污泥溶液与碱罐（2）泵入的碱液进行碱洗反应后，在碱洗液分离罐（3）中进行泥水分离；酸洗还原罐（4）中的污泥溶液经还原后进入酸洗罐（5），与酸罐（6）泵入的酸液进行酸洗反应后，在酸洗液分离罐（7）中进行泥水分离；碱洗液分离罐（3）分离出的碱液与酸洗液分离罐（7）分离出的酸液在混合反应槽（8）中进行溶液中和反应后进入洗液分离罐（9），生成的沉淀经过无机脱水装置（10）脱水，得到污泥一；洗液分离罐（9）的清液进入溶液中和罐（11）与碱罐（2）泵入的碱液进行中和反应，反应后的清液进入污水厂生化系统，反应产生的沉淀与碱洗液分离罐（3）分离出的碱性污泥溶液、酸洗液分离罐（7）分离出的酸性污泥溶液一同进入污泥中和罐（12）在搅拌条件下进行中和，中和后的污泥溶液进入污泥除砂罐（13）进行除砂，除砂后的污泥溶液进入污水厂生化系统，除去的含砂污泥经污泥脱水装置（14）脱水得到污泥二。
进一步地，所述碱洗反应的pH为10~13.5。
进一步地，所述酸洗反应的pH为1~3。
进一步地，所述混合反应槽（8）中溶液中和反应的pH为3.5~4.5。
进一步地，所述污泥中和的搅拌方式为剪切搅拌。
进一步地，所述污水厂生化系统产生的剩余污泥或污泥溶液分别进入碱洗罐（1）和酸洗还原罐（4），进入碱洗罐（1）与进入酸洗还原罐（4）的污泥量的比为1:0.2~9。
进一步地，所述碱洗液分离罐（3）和所述酸洗液分离罐（7）污泥出口的污泥溶液中含固量为5%~10%。
本发明的有益效果为：
1、本发明的污泥在线减量处理装置，反应速度快，设备体积小，投资成本低，流程简单，操作简便，可实现污水处理厂的污泥在线减量。
2、污水厂的污泥一般粘性较大，脱水性差，含水率在85%左右，经过本发明的污泥在线减量处理，一部分有机物作为碳源回到污水处理厂生化系统，一部分水达到排放标准回到污水处理厂，处理后的污泥粘度降低，脱水后含水率在60%以下，最终污泥减量达到80%以上。
3、污水厂的污泥中含有大量的磷，磷矿作为用途广泛且不可再生资源，在地球上的储备量越来越少，目前世界上的磷矿仅供开采50年，而世界上84%~90%的磷矿用于生产各种磷肥，本发明将污泥中的磷沉淀得到污泥一，污泥一中磷含量超过20%，可做磷肥原料。
4、本发明将污泥一部分酸洗、一部分碱洗，再将酸洗液、碱洗液中和，酸洗污泥、碱洗污泥中和，可以很好的分离污泥中的磷资源、有机碳源及泥砂，且药剂成本低，每吨污泥（减量前，含水率85%）的药剂费用不超过90元。
附图说明
图1为本发明一种污泥在线减量处理装置示意图。
1-碱洗罐，2-碱罐，3-碱洗液分离罐，4-酸洗还原罐，5-酸洗罐，6-酸罐，7-酸洗液分离罐，8-混合反应槽，9-洗液分离罐，10-无机脱水装置，11-溶液中和罐，12-污泥中和罐，13-污泥除砂罐，14-泥砂脱水装置。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种污泥在线减量处理方法与装置，分别将污泥或污泥溶液进行酸洗及碱洗，将含有大量盐分的酸洗液与含有盐分及可溶性有机物的碱洗液进行中和，得到可土地利用的污泥一，继续对溶液进行加碱中和，得到的清液可达污水排放标准，进入污水厂生化系统，得到的污泥与含有大量有机物的酸洗污泥、含有大量泥砂的碱洗污泥一同进行调质中和，中和后的污泥进行除砂处理，得到可做建材原料的泥砂，污泥溶液作为碳源进入污水厂生化系统。
本发明的一种污泥在线减量处理装置，包括碱洗系统、酸洗系统、溶液中和系统和污泥中和系统四部分：
其中碱洗系统包括碱洗罐（1）、碱罐（2）和碱洗液分离罐（3），所述碱洗罐（1）与污水厂生化系统相连接，所述碱罐（2）与所述碱洗罐（1）相连接，所述碱洗液分离罐（3）与所述碱洗罐（1）相连接；
酸洗系统包括酸洗还原罐（4）、酸洗罐（5）、酸罐（6）和酸洗液分离罐（7），所述酸洗还原罐（4）与污水厂生化系统相连接，所述酸洗罐（5）与所述酸洗还原罐（4）相连接，所述酸罐（6）与所述酸洗罐（5）相连接，所述酸洗液分离罐（7）与所述酸洗罐（5）相连接；
溶液中和系统包括混合反应槽（8）、洗液分离罐（9）、无机脱水装置（10）和溶液中和罐（11），所述混合反应槽（8）与所述碱洗液分离罐（3）的溶液出口和所述酸洗液分离罐（7）的溶液出口相连接，所述洗液分离罐（9）与所述混合反应槽（8）相连接，所述无机脱水装置（10）与所述洗液分离罐（9）的沉淀出口相连接，所述溶液中和罐（11）与所述碱罐（2）、所述洗液分离罐（9）的液体出口相连接，所述溶液中和罐（11）的液体出口与污水厂生化系统相连接；
污泥中和系统包括污泥中和罐（12）、污泥除砂罐（13）和泥砂脱水装置（14），所述污泥中和罐（12）与所述碱洗液分离罐（3）的污泥出口、所述酸洗液分离罐（7）的污泥出口和所述溶液中和罐（11）的污泥出口相连接，所述污泥除砂罐（13）与所述污泥中和罐（12）相连接，所述泥砂脱水装置（14）与所述污泥除砂罐（13）的泥砂出口相连接，所述污泥除砂罐（13）的污泥溶液出口与污水厂生化系统相连接。
本发明的一种污泥在线减量处理装置是通过如下步骤实现的：
污水厂生化系统产生的剩余污泥或污泥溶液分别进入碱洗罐（1）和酸洗还原罐（4）；碱洗罐（1）中的污泥溶液与碱罐（2）泵入的碱液进行碱洗反应后，在碱洗液分离罐（3）中进行泥水分离；酸洗还原罐（4）中的污泥溶液经还原后进入酸洗罐（5），与酸罐（6）泵入的酸液进行酸洗反应后，在酸洗液分离罐（7）中进行泥水分离；碱洗液分离罐（3）分离出的碱液与酸洗液分离罐（7）分离出的酸液在混合反应槽（8）中进行溶液中和反应后进入洗液分离罐（9），生成的沉淀经过无机脱水装置（10）脱水，得到污泥一；洗液分离罐（9）的清液进入溶液中和罐（11）与碱罐（2）泵入的碱液进行中和反应，反应后的清液进入污水厂生化系统，反应产生的沉淀与碱洗液分离罐（3）分离出的碱性污泥溶液、酸洗液分离罐（7）分离出的酸性污泥溶液一同进入污泥中和罐（12）在搅拌条件下进行中和，中和后的污泥溶液进入污泥除砂罐（13）进行除砂，除砂后的污泥溶液进入污水厂生化系统，除去的含砂污泥经污泥脱水装置（14）脱水得到污泥二。
具体应用实例：
取天津市武清区某污水处理厂的剩余污泥，系统进泥量为1t/d，其中2/5进入碱洗系统，3/5进入酸洗系统，控制碱洗pH为12~13.5，酸洗pH为1~2，碱洗液中COD=1300~1500mg/L，PO4 3-=600~700mg/L，TDS=2300~2400mg/L，酸洗液中COD=200~300mg/L，PO4 3-=400~500mg/L，TDS=2100~2200mg/L；碱洗液与酸洗液的中和pH为4~4.2，得到污泥一含水率为55%，经烘干测定P2O5含量＞23%，中和液与碱液再次中和pH为7~7.5，中和液COD≈30mg/L，NH3-N≈3 mg/L，TP＜0.5mg/L；碱洗污泥、酸洗污泥与溶液中和污泥进行中和，中和后pH为6.5~7，除砂污泥经脱水含水率为57%，污泥一与污泥二总产量为1.8t/d，污泥减重82%。

Claims (10)

1.一种污泥在线减量处理装置，其特征在于，包括碱洗系统、酸洗系统、溶液中和系统和污泥中和系统四部分：
其中碱洗系统包括碱洗罐（1）、碱罐（2）和碱洗液分离罐（3），所述碱洗罐（1）与污水厂生化系统相连接，所述碱罐（2）与所述碱洗罐（1）相连接，所述碱洗液分离罐（3）与所述碱洗罐（1）相连接；
酸洗系统包括酸洗还原罐（4）、酸洗罐（5）、酸罐（6）和酸洗液分离罐（7），所述酸洗还原罐（4）与污水厂生化系统相连接，所述酸洗罐（5）与所述酸洗还原罐（4）相连接，所述酸罐（6）与所述酸洗罐（5）相连接，所述酸洗液分离罐（7）与所述酸洗罐（5）相连接；
溶液中和系统包括混合反应槽（8）、洗液分离罐（9）、无机脱水装置（10）和溶液中和罐（11），所述混合反应槽（8）与所述碱洗液分离罐（3）的溶液出口和所述酸洗液分离罐（7）的溶液出口相连接，所述洗液分离罐（9）与所述混合反应槽（8）相连接，所述无机脱水装置（10）与所述洗液分离罐（9）的沉淀出口相连接，所述溶液中和罐（11）与所述碱罐（2）、所述洗液分离罐（9）的液体出口相连接，所述溶液中和罐（11）的液体出口与污水厂生化系统相连接；
污泥中和系统包括污泥中和罐（12）、污泥除砂罐（13）和泥砂脱水装置（14），所述污泥中和罐（12）与所述碱洗液分离罐（3）的污泥出口、所述酸洗液分离罐（7）的污泥出口和所述溶液中和罐（11）的污泥出口相连接，所述污泥除砂罐（13）与所述污泥中和罐（12）相连接，所述泥砂脱水装置（14）与所述污泥除砂罐（13）的泥砂出口相连接，所述污泥除砂罐（13）的污泥溶液出口与污水厂生化系统相连接。
2.如权利要求1所述的一种污泥在线减量处理装置，其特征在于，所述碱洗罐（1）、酸洗还原罐（4）、酸洗罐（5）、污泥中和罐（12）分别配有搅拌装置。
3.如权利要求1所述的一种污泥在线减量处理装置，其特征在于，所述溶液中和罐（11）与所述碱罐（2）相连接的形式为：所述碱罐（2）的一个出口管路连接在溶液中和罐（11）的进口管路上。
4.一种污泥在线减量处理方法，其特征在于，包括如下步骤：污水厂生化系统产生的剩余污泥或污泥溶液分别进入碱洗罐（1）和酸洗还原罐（4）；碱洗罐（1）中的污泥溶液与碱罐（2）泵入的碱液进行碱洗反应后，在碱洗液分离罐（3）中进行泥水分离；酸洗还原罐（4）中的污泥溶液经还原后进入酸洗罐（5），与酸罐（6）泵入的酸液进行酸洗反应后，在酸洗液分离罐（7）中进行泥水分离；碱洗液分离罐（3）分离出的碱液与酸洗液分离罐（7）分离出的酸液在混合反应槽（8）中进行溶液中和反应后进入洗液分离罐（9），生成的沉淀经过无机脱水装置（10）脱水，得到污泥一；洗液分离罐（9）的清液进入溶液中和罐（11）与碱罐（2）泵入的碱液进行中和反应，反应后的清液进入污水厂生化系统，反应产生的沉淀与碱洗液分离罐（3）分离出的碱性污泥溶液、酸洗液分离罐（7）分离出的酸性污泥溶液一同进入污泥中和罐（12）在搅拌条件下进行中和，中和后的污泥溶液进入污泥除砂罐（13）进行除砂，除砂后的污泥溶液进入污水厂生化系统，除去的含砂污泥经污泥脱水装置（14）脱水得到污泥二。
5.如权利要求4所述的一种污泥在线减量处理方法，其特征在于，所述碱洗反应的pH为10~13.5。
6.如权利要求4所述的一种污泥在线减量处理方法，其特征在于，所述酸洗反应的pH为1~3。
7.如权利要求4所述的一种污泥在线减量处理方法，其特征在于，所述混合反应槽（8）中溶液中和反应的pH为3.5~4.5。
8.如权利要求4所述的一种污泥在线减量处理方法，其特征在于，所述污泥中和的搅拌方式为剪切搅拌。
9.如权利要求4所述的一种污泥在线减量处理方法，其特征在于，所述污水厂生化系统产生的剩余污泥或污泥溶液分别进入碱洗罐（1）和酸洗还原罐（4），进入碱洗罐（1）与进入酸洗还原罐（4）的污泥量的比为1:0.2~9。
10.如权利要求4所述的一种污泥在线减量处理方法，其特征在于，所述碱洗液分离罐（3）和所述酸洗液分离罐（7）污泥出口的污泥溶液中含固量为5%~10%。
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