CN107777857A - 热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法 - Google Patents

热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107777857A
CN107777857A CN201710488659.XA CN201710488659A CN107777857A CN 107777857 A CN107777857 A CN 107777857A CN 201710488659 A CN201710488659 A CN 201710488659A CN 107777857 A CN107777857 A CN 107777857A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
heat treatment
shearing
improves
phosphorus ability
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710488659.XA
Other languages
English (en)
Inventor
潘云霞
谭洋
王乐乐
郑训涛
李思阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University
Original Assignee
Southwest University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University filed Critical Southwest University
Priority to CN201710488659.XA priority Critical patent/CN107777857A/zh
Publication of CN107777857A publication Critical patent/CN107777857A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/18—Treatment of sludge; Devices therefor by thermal conditioning
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C02F11/127—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering by centrifugation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明公开一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，首先加热处理污泥使污泥的体系温度达到70‑90℃，接着对污泥进行机械剪切，然后将机械剪切后的污泥离心取上清液，该上清液可直接作为磷肥使用，采用本发明的有益效果是利用热处理可破坏污泥中胞外聚合物，减弱细胞壁对高温的抵抗能力，且热处理的温度低于100℃，与高温热处理相比反应器简单，无需承压；机械剪切与热处理有明显的协同作用，可起到破解污泥，提升有机质溶出的效果从而提升污泥的释磷能力；整个处理过程无外加化学药剂，处理后无二次环境污染的问题，且处理结束后污泥体系的pH值为中性，对处理容器无腐蚀、不会提高体系中的盐度。

Description

热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法
技术领域
本发明涉及属于污泥处理领域，具体涉及一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法。
背景技术
随着城市建设和工业发展，城市污废水排放量日渐增加，我国污水处理系统的能力不断增强。目前国内通常使用生物处理工艺处理市政污水，通过活性污泥法可将溶解或悬浮在污水中的有机质摄取聚集到微生物中，经过代谢消耗掉一部分有机质后，剩下的有机质以活性污泥的形式被收集起来。剩余污泥通常只占污水的不到1％，但由于污水量基数大，产生的污泥量也十分惊人。由于剩余污泥含水率高，含有病原微生物和重金属，难以储存和处置。如果处置不当会对环境造成很大危害。因此，如何减少污泥量，环保地实现污泥的资源化利用是当今面临的重要问题。
磷是人类生活、工业生产不可缺少和替代的非再生资源。目前，世界磷酸盐的消耗量处于日益增长的趋势，同时在人类生活和生产过程中向水环境排放大量的磷酸盐。一旦磷酸盐浓度超标，将加速水体的富营养化，对水环境和人类健康造成严重的危害。为避免产生磷资源危机和磷元素对水环境造成危害，迫切需要实现含磷废水/污泥的处理和磷资源的回收，促进我国经济和社会的和谐发展。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法。
技术方案如下：一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其关键在于按以下步骤进行：首先加热处理污泥使污泥的体系温度达到70-90℃，接着对污泥进行机械剪切，然后将机械剪切后的污泥离心取上清液，该上清液可直接作为磷肥生产的原料。采用上述技术方案通过高温处理可使待处理污泥的结构失稳，减弱细胞壁对剪切的抵抗能力，高温蒸汽分散鼓入污泥时，会在污泥中形成大量蒸汽泡，由于周围温度低于水的沸点，蒸汽泡在上升的同时迅速液化并将热传递给周围的污泥，使污泥快速升温，蒸汽泡液化时由于体积减小快速收缩，周围污泥颗粒受到一定机械剪切作用，然后在结合使用刀片高速剪切污泥，加快了污泥中胞外聚合物等结构破裂，从而使污泥中的含磷物质的到有效释放，经热处理-机械剪切联合处理后的污泥上清液含有较高的磷，可以直接作为磷肥使用或作为含磷肥料的生产原料。
作为优选：上述机械剪切的刀片末端线速度为10-60m/s，剪切时间为20-50s。
上述离心转速大于6000rpm，离心10min以上。采用此方案较高的离心速度和时间可确保污泥体系内的液体被充分甩出，上清液收取率较高，产磷量更大。
当污泥的体系温度达到70-90℃后保温30min。采用此方案经保温后可使污泥体系内部温度均衡，为后续的剪切处理提供良好的基础。
上述加热方法为向待处理污泥中通入蒸汽。采用此方案蒸汽温度高，通入较少量的蒸汽就能使污泥体系的温度达到预设值，不影响污泥体系的含固率。
上述待处理污泥为污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合物。采用此方案干污泥流动性差不方便管道运输，通过将干污泥和湿污泥的混合可改善干污泥的流动性，方便运输。
上述混合物的含水率为86％以上。
上述刀片末端线速度为60m/s，剪切时间为45s。
上述体系温度为90℃，所述离心转速为10000rpm。
有益效果：采用本发明的有益效果是利用热处理可破坏污泥中胞外聚合物，减弱细胞壁对高温的抵抗能力，且热处理的温度低于100℃，与高温热处理相比反应器简单，无需承压；机械剪切与热处理有明显的协同作用，可起到破解污泥，提升有机质溶出的效果从而提升污泥的释磷能力；整个处理过程无外加化学药剂，处理后无二次环境污染的问题，且处理结束后污泥体系的pH值为中性，对处理容器无腐蚀、不会提高体系中的盐度。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1，如图1所示，一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，按以下步骤进行：首先取污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合得到待处理污泥混合物，该待处理污泥混合物的含固率为14％，然后向待处理污泥混合物中通入蒸汽使污泥的体系温度达到70℃并保温30min，接着对污泥混合物进行机械剪切，所述机械剪切的刀片末端线速度为10m/s，剪切时间为45s，然后将机械剪切后的污泥混合物以6000rpm的速度离心10min，取上清液，该上清液中含磷总量为418.77mg/L，可直接作为磷肥使用，离心后固体废物集中收集另作处置。
实施例2，一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，按以下步骤进行：首先取污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合得到待处理污泥混合物，该待处理污泥混合物的含固率为11％，然后向待处理污泥混合物中通入低温蒸汽使污泥的体系温度达到90℃并保温30min，接着对污泥混合物进行机械剪切，所述机械剪切的刀片末端线速度为30m/s，剪切时间为25s，然后将机械剪切后的污泥混合物以8000rpm的速度离心15min，取上清液，该上清液中含磷总量为547.05mg/L，上清液可直接作为磷肥使用，离心后固体废物集中收集另作处置。
实施例3，一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，按以下步骤进行：首先取污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合得到待处理污泥混合物，该待处理污泥混合物的含固率为14％，然后向待处理污泥混合物中通入低温蒸汽使污泥的体系温度达到90℃并保温30min，接着对污泥混合物进行机械剪切，所述机械剪切的刀片末端线速度为60m/s，剪切时间为45S，然后将机械剪切后的污泥混合物以10000rpm的速度离心10min，取上清液，该上清液中含磷总量为647.08mg/L，可直接作为磷肥使用，离心后固体废物集中收集另作处置；另外也可以采用加入低温热水的方法来提高污泥体系的温度。
对比实施例1，本实施例与实施例1的不同之处在于，在对待处理污泥混合物进行保温处理后直接将该污泥混合物离心取上清液，该上清液中含磷总量为208.31mg/L，由此可见单纯的低温热处理后污泥中的磷并没有得到有效释放，因此上清液中磷含量很低。
对比实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于，将污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合得到待处理污泥混合物后，直接将该待处理污泥混合物进行机械剪切，然后离心取上清液，该上清液中含磷总量为218.54mg/L，由此可见单纯的机械剪切处理后污泥中的磷并没有得到有效释放，因此上清液中磷含量很低，而采用本发明提供的方法利用热处理联合机械剪切处理后污泥离心的上清液中含磷量非常高，可直接作为磷肥使用。
空白对照试验，本实施例与实施例1的不同之处在于，将污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合得到待处理污泥混合物后，直接将得到的待处理污泥混合物离心取上清液，该上清液中含磷总量为74.49mg/L，由此可见不做任何处理的污泥中含磷量极低，其中的磷没有得到有效释放。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于按以下步骤进行：首先加热待处理污泥使污泥的体系温度达到70-90℃，接着对污泥进行机械剪切，然后将机械剪切后的污泥离心取上清液，该上清液可直接作为磷肥使用。
2.根据权利要求1所述的热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于：所述机械剪切的刀片末端线速度为10-60m/s，剪切时间为20-50s。
3.根据权利要求1或2所述的热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于：所述离心的转速大于6000rpm，离心10min以上。
4.根据权利要求3所述的热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于：当污泥的体系温度达到70-90℃后保温30min。
5.根据权利要求1所述的热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于：所述加热方法为向待处理污泥中通入蒸汽。
6.根据权利要求3所述的热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于：所述待处理污泥为污水处理厂产生的干污泥与二沉池湿污泥的混合物。
7.根据权利要求6所述的热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于：所述混合物的含水率为86％以上。
8.根据权利要求2所述的热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于：所述刀片末端线速度为60m/s，剪切时间为45S。
9.根据权利要求3所述的热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法，其特征在于：所述体系温度为90℃，所述离心转速为10000rpm。
CN201710488659.XA 2017-06-23 2017-06-23 热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法 Pending CN107777857A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710488659.XA CN107777857A (zh) 2017-06-23 2017-06-23 热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710488659.XA CN107777857A (zh) 2017-06-23 2017-06-23 热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107777857A true CN107777857A (zh) 2018-03-09

Family

ID=61437421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710488659.XA Pending CN107777857A (zh) 2017-06-23 2017-06-23 热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107777857A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112830645A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 杨山林 一种分离活性污泥生物质的方法及系统和应用
CN112830644A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 杨山林 活性污泥生物质分离的方法及系统和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7070747B2 (en) * 2003-06-02 2006-07-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Process of eluting and recovering phosphorus from sludge
CN101723345A (zh) * 2010-01-05 2010-06-09 大连理工大学 一种从含磷污泥中进行磷回收的方法
CN103183457A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 施一飞 一种回收污泥中磷的方法
CN104529104A (zh) * 2014-12-30 2015-04-22 新奥科技发展有限公司 一种污泥预处理方法
US9145315B2 (en) * 2013-03-01 2015-09-29 Paradigm Environmental Technologies Inc. Wastewater treatment process and system
CN105948234A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 郑州大学 一种含磷好氧颗粒污泥的资源化方法
CN106830587A (zh) * 2017-01-19 2017-06-13 同济大学 一种强化高含固污泥高温热水解释磷的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7070747B2 (en) * 2003-06-02 2006-07-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Process of eluting and recovering phosphorus from sludge
CN101723345A (zh) * 2010-01-05 2010-06-09 大连理工大学 一种从含磷污泥中进行磷回收的方法
CN103183457A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 施一飞 一种回收污泥中磷的方法
US9145315B2 (en) * 2013-03-01 2015-09-29 Paradigm Environmental Technologies Inc. Wastewater treatment process and system
CN104529104A (zh) * 2014-12-30 2015-04-22 新奥科技发展有限公司 一种污泥预处理方法
CN105948234A (zh) * 2016-06-27 2016-09-21 郑州大学 一种含磷好氧颗粒污泥的资源化方法
CN106830587A (zh) * 2017-01-19 2017-06-13 同济大学 一种强化高含固污泥高温热水解释磷的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李义勇: "基于污泥破解的剩余污泥资源化利用", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
王少坡等: "污泥厌氧消化的热预处理研究进展", 《环境工程学报》 *
由美雁: "流体剪切与超声联合作用下剩余污泥的破解研究", 《中国博士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
肖本益等: "污泥热处理及其强化污泥厌氧消化的研究进展", 《环境科学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112830645A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 杨山林 一种分离活性污泥生物质的方法及系统和应用
CN112830644A (zh) * 2019-11-22 2021-05-25 杨山林 活性污泥生物质分离的方法及系统和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1209324C (zh) 利用城市污泥生产复合有机肥的方法
CN102633414B (zh) 一种利用微波处理污泥提取有机物的方法
CN101654238A (zh) 从城市污水处理厂富磷剩余污泥中回收磷化合物的方法
CN103381420A (zh) 一种污物协同资源化综合处理装置及方法
CN102603375A (zh) 一种污泥堆肥及其制备方法
CN104556631B (zh) 一种富磷好氧颗粒污泥资源化的处理方法
CN104743756A (zh) 一种资源化低能耗污泥处理方法
CN101671588A (zh) 污泥资源化的处理方法
CN105692850B (zh) 一种水处理用香蕉皮高分子混凝剂的制备方法
CN101781073A (zh) 一种污泥脱水并燃料化处理的方法
CN204454832U (zh) 养殖废水处理回用系统
CN107777857A (zh) 热处理联合机械剪切提高污泥释磷能力的方法
CN101270179A (zh) 改性淀粉类高分子絮凝剂的合成方法
CN204237694U (zh) 一种用秸秆和木屑实现污泥深度脱水的设备
CN206256023U (zh) 一种基于微波裂解的生活垃圾处理系统
CN108128999A (zh) 一种太湖蓝藻及污水厂污泥及餐厨垃圾协同处理方法
CN102580978B (zh) 餐厨垃圾生化连续处理工艺
CN104671634A (zh) 一种铁系无机絮凝剂污泥脱水剂
CN103601896A (zh) 一种复合提取剂及从污水污泥中提取与分离腐殖质的方法
CN102603143A (zh) 剔除重金属离子兼备微生物深层厌氧发酵双重工艺
CN206157073U (zh) 一种提取污泥中的磷生产含磷复合肥的装置
CN204185347U (zh) 工业污水和活性污泥同步处理的系统
CN206089492U (zh) 一种污泥‑生物炭有机复合肥制备系统
CN104478183B (zh) 一种利用能源草和厌氧发酵技术联合处理市政污泥的方法
CN204607815U (zh) 一种污泥化学调理浓缩系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180309