CN109020139B - 一种市政污泥减量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种市政污泥减量方法，步骤如下：1)将市政污泥通入污泥浓缩池，进行浓缩，上清液回流至污水处理厂前端；2)将浓缩后的市政污泥通入生物调理池I，加入亚铁盐和硫粉，搅拌、曝气，进行第一级调理；3)将第一级调理后的市政污泥通入生物调理池II，补加亚铁盐和硫粉，搅拌，进行第二级调理；4)将第二级调理后的市政污泥通入改性池，加入酸，进行改性处理；5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机，外加磁场，进行压滤，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。本发明的市政污泥减量方法具有药剂用量少、能源消耗少、处理流程简单、污泥减量效果好等优点，可以将污泥的含水率降至50％以下。

Description

一种市政污泥减量方法
技术领域
本发明涉及一种市政污泥减量方法。
背景技术
随着我国城镇化水平不断提高，城市面积越来越大，市政污水处理设施的建设得到了高速发展，污水的排放量和处理率均在不断提高。然而，污水处理过程中会产生大量的市政污泥，以含水率80％计算，我国污泥年产量早已超过3000万吨，而且逐年递增，预计到2020年，将突破6000万吨，市政污泥的处理问题日益突出，形势十分严峻。
市政污泥中含有大量的有机污染物、无机污染物、病原体、重金属元素等，具有有机质含量高、与水体结合紧密的特点，对生态环境和人类活动构成了严重威胁。目前，市政污泥一般经过浓缩、压滤脱水将含水率降至80％左右便外运弃置或者简单堆放，很容易对水资源和土地资源造成二次污染，严重影响周边环境，只有不到1/3进行了卫生填埋、焚烧或堆肥土地利用等处理。因此，污泥无害化处理的问题亟待解决，而在污泥无害化处理的过程中要解决的首要问题就是污泥的减量化。
市政污泥自污水处理系统排出时，含水率通常在95％以上，如果直接进行加热干化，能耗十分惊人，处理成本很高。目前，常用的工艺是先对市政污泥进行机械脱水，降低市政污泥的含水率，再通过干化设备进行干化，该工艺可以大幅降低干化过程中的能耗，但存在以下问题：1)机械脱水阶段一般使用石灰+三氯化铁或聚丙烯酰胺来调理污泥，药剂的投加量大(约占到绝干污泥重量的30％)，污泥中引入的杂质较多，干化后的污泥资源化利用率低，且聚丙烯酰胺调理后的污泥脱水困难，自身透气性能较差，不利于后期干化，同时聚丙烯酰胺的成本较高；2)常规干化设备一般通过直接加热或者发酵进行干化，直接热源加热干化的能耗较高，且气态的水汽需要及时排出，大量热能作为汽化热而白白浪费，同时干化过程中粉尘及臭气将对环境产生较大影响，需增加额外的除尘除臭设施，而发酵干化耗时长，占地面积大，发酵过程有机质流失较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种市政污泥减量方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种市政污泥减量方法，步骤如下：
1)将市政污泥通入污泥浓缩池，进行浓缩，上清液回流至污水处理厂前端；
2)将浓缩后的市政污泥通入生物调理池I，加入亚铁盐和硫粉，搅拌、曝气，进行第一级调理；
3)将第一级调理后的市政污泥通入生物调理池II，补加亚铁盐和硫粉，搅拌，进行第二级调理；
4)将第二级调理后的市政污泥通入改性池，加入酸，进行改性处理；
5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机，外加磁场，进行压滤，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。
步骤1)所述浓缩的时间为8～13h，浓缩后市政污泥的含水率为95％～97％。
步骤2)所述亚铁盐在浓缩后的市政污泥中的添加量为2～4g/L。
步骤2)所述硫粉在浓缩后的市政污泥中的添加量为2～4g/L。
步骤2)和3)所述亚铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的至少一种。
步骤2)所述第一级调理在20～35℃下进行，调理时间为2～4天。
步骤3)所述亚铁盐在第一级调理后的市政污泥中的添加量为1～2g/L。
步骤3)所述硫粉在第一级调理后的市政污泥中的添加量为2～4g/L。
步骤3)所述第二级调理在20～35℃下进行，调理时间为2～4天。
步骤4)所述酸的添加量为第二级调理后的市政污泥质量的2％～5％。
步骤4)所述酸为质量分数15％～25％的硫酸、质量分数10％～30％的硝酸中的至少一种。
步骤5)所述外加磁场的强度为23～55mT。
步骤5)中隔膜过滤机的进料压力为0.8～1.0MPa，压滤压力为1.2～1.6MPa。
步骤5)所述泥饼的含水率≤50％。
本发明的有益效果是：本发明的市政污泥减量方法具有药剂用量少、能源消耗少、处理流程简单、污泥减量效果好等优点，可以将污泥的含水率降至50％以下。
1)本发明通过两级调理改变了市政污泥中的菌群种类，新生成的微生物菌体要比原来的活性污泥异氧菌小一半左右，且微生物胞外多聚物(EPS，亲水性强)的分泌量仅为原来的活性污泥异氧菌的1/10，有利于提升后续压滤的效果；
2)本发明通过两级调理改变了市政污泥颗粒表面的Zeta电位，污泥比阻也大幅下降，且可以将污泥中的部分束缚水转化自由水，改变了污泥水分存在状况，有利于提升后续压滤的效果；
3)本发明将外加磁场和隔膜过滤相结合，通过磁场能量的释放，迫使污泥中絮体颗粒细胞分解，改变其表面性质，加速表面电荷的运动，使细胞瓦解释放出大量间隙水，使之成为自由水，从而提高污泥的脱水效果。
附图说明
图1为本发明的市政污泥减量方法的工艺流程图。
具体实施方式
一种市政污泥减量方法，步骤如下：
1)将市政污泥通入污泥浓缩池，进行浓缩，上清液回流至污水处理厂前端；
2)将浓缩后的市政污泥通入生物调理池I，加入亚铁盐和硫粉，搅拌、曝气，进行第一级调理；
3)将第一级调理后的市政污泥通入生物调理池II，补加亚铁盐和硫粉，搅拌，进行第二级调理；
4)将第二级调理后的市政污泥通入改性池，加入酸，进行改性处理；
5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机，外加磁场，进行压滤，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。
优选的，步骤1)所述浓缩的时间为8～13h，浓缩后市政污泥的含水率为95％～97％。
优选的，步骤2)所述亚铁盐在浓缩后的市政污泥中的添加量为2～4g/L。
优选的，步骤2)所述硫粉在浓缩后的市政污泥中的添加量为2～4g/L。
优选的，步骤2)和3)所述亚铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的至少一种。
优选的，步骤2)所述第一级调理在20～35℃下进行，调理时间为2～4天。
优选的，步骤3)所述亚铁盐在第一级调理后的市政污泥中的添加量为1～2g/L。
优选的，步骤3)所述硫粉在第一级调理后的市政污泥中的添加量为2～4g/L。
优选的，步骤3)所述第二级调理在20～35℃下进行，调理时间为2～4天。
优选的，步骤4)所述酸的添加量为第二级调理后的市政污泥质量的2％～5％。
优选的，步骤4)所述酸为质量分数15％～25％的硫酸、质量分数10％～30％的硝酸中的至少一种。
优选的，步骤5)所述外加磁场的强度为23～55mT。
优选的，步骤5)中隔膜过滤机的进料压力为0.8～1.0MPa，压滤压力为1.2～1.6MPa。
优选的，步骤5)所述泥饼的含水率≤50％。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种市政污泥减量方法(工艺流程如图1所示)，步骤如下：
1)将市政污泥(湖南某市政污水处理厂产出的市政污泥，含水率99.2％)通入污泥浓缩池，浓缩13h，上清液回流至污水处理厂前端；
2)将步骤1)处理过的市政污泥通入生物调理池I，加入硫酸亚铁(添加量为2g/L)和硫粉(添加量为2g/L)，搅拌、曝气，25℃调理2天；
3)将步骤2)处理过的市政污泥通入生物调理池II，补加硫酸亚铁(添加量为1g/L)和硫粉(添加量为2g/L)，搅拌，30℃调理2天；
4)将步骤3)处理过的市政污泥通入改性池，加入质量分数15％的稀硫酸(添加量为2％)，进行改性处理；
5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机(进料压力为0.8MPa)，外加磁场(磁场强度为55mT)，进行压滤(压滤压力为1.2MPa)，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。
经测试，泥饼的含水率为48.1％。
实施例2：
一种市政污泥减量方法(工艺流程如图1所示)，步骤如下：
1)将市政污泥(湖南某市政污水处理厂产出的市政污泥，含水率99.5％)通入污泥浓缩池，浓缩13h，上清液回流至污水处理厂前端；
2)将步骤1)处理过的市政污泥通入生物调理池I，加入硫酸亚铁(添加量为4g/L)和硫粉(添加量为2g/L)，搅拌、曝气，30℃调理2天；
3)将步骤2)处理过的市政污泥通入生物调理池II，补加硫酸亚铁(添加量为1g/L)和硫粉(添加量为2g/L)，搅拌，30℃调理2天；
4)将步骤3)处理过的市政污泥通入改性池，加入质量分数15％的稀硫酸(添加量为2％)，进行改性处理；
5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机(进料压力为0.8MPa)，外加磁场(磁场强度为55mT)，进行压滤(压滤压力为1.2MPa)，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。
经测试，泥饼的含水率为46.5％。
实施例3：
一种市政污泥减量方法(工艺流程如图1所示)，步骤如下：
1)将市政污泥(湖北某市政污水处理厂产出的市政污泥，含水率99.0％)通入污泥浓缩池，浓缩12h，上清液回流至污水处理厂前端；
2)将步骤1)处理过的市政污泥通入生物调理池I，加入硫酸亚铁(添加量为4g/L)和硫粉(添加量为4g/L)，搅拌、曝气，25℃调理2天；
3)将步骤2)处理过的市政污泥通入生物调理池II，补加硫酸亚铁(添加量为2g/L)和硫粉(添加量为4g/L)，搅拌，25℃调理3天；
4)将步骤3)处理过的市政污泥通入改性池，加入质量分数20％的稀硫酸(添加量为2％)，进行改性处理；
5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机(进料压力为0.8MPa)，外加磁场(磁场强度为55mT)，进行压滤(压滤压力为1.6MPa)，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。
经测试，泥饼的含水率为45.6％。
实施例4：
一种市政污泥减量方法(工艺流程如图1所示)，步骤如下：
1)将市政污泥(江苏某市政污水处理厂产出的市政污泥，含水率99.0％)通入污泥浓缩池，浓缩10h，上清液回流至污水处理厂前端；
2)将步骤1)处理过的市政污泥通入生物调理池I，加入硫酸亚铁(添加量为3g/L)和硫粉(添加量为4g/L)，搅拌、曝气，35℃调理3天；
3)将步骤2)处理过的市政污泥通入生物调理池II，补加硫酸亚铁(添加量为2g/L)和硫粉(添加量为3g/L)，搅拌，30℃调理2天；
4)将步骤3)处理过的市政污泥通入改性池，加入质量分数20％的稀硫酸(添加量为2％)，进行改性处理；
5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机(进料压力为0.8MPa)，外加磁场(磁场强度为23mT)，进行压滤(压滤压力为1.6MPa)，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。
经测试，泥饼的含水率为44.8％。
实施例5：
一种市政污泥减量方法(工艺流程如图1所示)，步骤如下：
1)将市政污泥(湖南某市政污水处理厂产出的市政污泥，含水率99.5％)通入污泥浓缩池，浓缩13h，上清液回流至污水处理厂前端；
2)将步骤1)处理过的市政污泥通入生物调理池I，加入硫酸亚铁(添加量为4g/L)和硫粉(添加量为3g/L)，搅拌、曝气，25℃调理2天；
3)将步骤2)处理过的市政污泥通入生物调理池II，补加硫酸亚铁(添加量为2g/L)和硫粉(添加量为4g/L)，搅拌，35℃调理2天；
4)将步骤3)处理过的市政污泥通入改性池，加入质量分数20％的稀硫酸(添加量为3％)，进行改性处理；
5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机(进料压力为0.8MPa)，外加磁场(磁场强度为55mT)，进行压滤(压滤压力为1.2MPa)，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。
经测试，泥饼的含水率为48.0％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种市政污泥减量方法，其特征在于：步骤如下：
1)将市政污泥通入污泥浓缩池，进行浓缩，上清液回流至污水处理厂前端；
2)将浓缩后的市政污泥通入生物调理池I，加入亚铁盐和硫粉，搅拌、曝气，进行第一级调理，所述第一级调理的调理时间为2～4天；
3)将第一级调理后的市政污泥通入生物调理池II，补加亚铁盐和硫粉，搅拌，进行第二级调理；
4)将第二级调理后的市政污泥通入改性池，加入酸，进行改性处理；
5)将改性处理后的市政污泥通入隔膜过滤机，外加磁场，进行压滤，得到泥饼和滤液，泥饼集中处理，滤液返回至污泥浓缩池。
2.根据权利要求1所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤1)所述浓缩的时间为8～13h，浓缩后市政污泥的含水率为95％～97％。
3.根据权利要求1所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤2)所述亚铁盐在浓缩后的市政污泥中的添加量为2～4g/L；步骤2)所述硫粉在浓缩后的市政污泥中的添加量为2～4g/L。
4.根据权利要求1或3所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤2)和3)所述亚铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤3)所述亚铁盐在第一级调理后的市政污泥中的添加量为1～2g/L；步骤3)所述硫粉在第一级调理后的市政污泥中的添加量为2～4g/L。
6.根据权利要求1或3或5所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤2)所述第一级调理在20～35℃下进行；步骤3)所述第二级调理在20～35℃下进行，调理时间为2～4天。
7.根据权利要求1所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤4)所述酸的添加量为第二级调理后的市政污泥质量的2％～5％。
8.根据权利要求1或7所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤4)所述酸为质量分数15％～25％的硫酸、质量分数10％～30％的硝酸中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤5)所述外加磁场的强度为23～55mT；步骤5)中隔膜过滤机的进料压力为0.8～1.0MPa，压滤压力为1.2～1.6MPa。
10.根据权利要求1或9所述的市政污泥减量方法，其特征在于：步骤5)所述泥饼的含水率≤50％。
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