CN109081542B - 一种利用全混流反应器降低污泥粘滞区对污泥脱水影响的方法 - Google Patents

一种利用全混流反应器降低污泥粘滞区对污泥脱水影响的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用全混流反应器降低污泥粘滞区对污泥脱水影响的方法，通过在设备内留一部分干料，进入设备的高含水率的污泥，即湿料，二者在反应器内部进行充分搅拌混合，使得到的物料，其含水率低于50％，越过粘滞区。本发明能够有效降低污泥粘滞区对设备的影响，降低去除单位水分的能耗，降低同等处理规模的搅拌电机功率，提高系统效率。

Description

一种利用全混流反应器降低污泥粘滞区对污泥脱水影响的 方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥生物干化方法。
背景技术
污水处理过程中产生的污泥主要通过机械脱水，可将污泥含水率降至80％和60％左右。例如，利用叠螺脱水机，带式压滤机和离心机，通过投加药剂，可将污泥含水率降至80％左右。高压板框和密相深脱，可将污泥含水率降至60％左右。若要进一步降低污泥含水率，一般需要通过热处理方式，通过人工热源或太阳能，脱除污泥中水分。
由于太阳能热源的不稳定性，因此并未大规模推广。而人工热源，虽然其成本较高，但是在工业体系中，是可稳定供给的热源。人工热源通过干化设备，实现污泥水分的去除。传导式干化设备主要包括桨叶干化机和盘式干化机。二者在反应器构型上属于平推流反应器，即，高含水率的污泥从反应器一端进入设备，从另一端排出。污泥在反应器内部推进过程中，根据停留时间的不同，其含水率可降至30％以下。
污泥由于其特殊的物质组成和结构，使其在含水率50-60％之间时，污泥粘性急剧提高，即进入所谓的粘滞区。在粘滞区内，污泥粘附在干燥设备的内壁和搅拌装置上，降低系统的传热系数，导致单位污泥干化所需的热量和搅拌动力的大大增加，提高了污泥干化的成本。针对这一问题，传统的桨叶干化机和盘式干化机，通过设备外返混，调整含水率，使进入干化设备的物料，其含水率低于50％，越过粘滞区，减少粘滞区对干化设备的影响。但该方法使得物料在其内部难以实现较好的混合，因此含水率的调整，必须在反应器外部进行，这就增加了系统的复杂性，且干料会增加设备的磨损，缩短使用年限。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种降低污泥粘滞区对污泥脱水影响的方法，该方法通过在设备内留一部分干料，进入设备的高含水率的污泥，即湿料，二者在反应器内部进行充分搅拌混合，使得到的物料，其含水率低于50％，越过粘滞区，降低污泥粘滞区对设备的影响，降低去除单位水分的能耗，降低同等处理规模的搅拌电机功率，提高系统效率。
为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：
一种降低污泥粘滞区对污泥脱水影响的方法，包括如下步骤：
(1)制备含水率为25-35％的含有菌种细胞的干料；
(2)混料：将待处理的污泥与干料进行混合，控制混合后的物料含水率为48-52％，通风，反应24小时；重复该步骤，直至反应物料超过反应器总体积的70％；
(3)当反应后的物料总量超过反应器总体积的70％，则出料，留存底料为反应器总体积的50％；
(4)重复步骤(2)和(3)。
优选地，控制步骤(1)至(4)中的反应温度为60℃。
优选地，步骤(1)的制备方法如下：
1.1投加一定数量的米糠和菌种，其中米糠：菌种的质量比为20：1；然后加入适量的水分，调整其含水率至60％，通风，反应24小时；
1.2加入新鲜污泥，投加量为初始米糠重量的1/5；根据污泥的含水率，补加水分，使混合后物料含水率在60％，通风，反应24小时；
1.3再次加入新鲜污泥，投加量初始米糠重量的2/5；根据污泥的含水率，补加水分，使混合后物料含水率在60％，通风，反应24小时；
1.4再次投加新鲜污泥，投加量为初始米糠重量；通风，进行发酵反应，直至其物料含水率降至25-35％。
优选地，步骤(1)中干料的含水率为30％。
优选地，步骤(2)中控制混合后的物料含水率为50％。
优选地，所述菌剂为解淀粉芽孢杆菌(CGMCC1.8587，Bacillusamyloliquefaciens)、枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821，Bacillus subti lis)、嗜酸乳杆菌(CGMCC 1.1854，Lactobacillus acidophilus)和中国类酵母(CGMCC 2.1395，Saccharomycodessinenses)组成的混合菌剂，混合菌剂中解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌和中国类酵母的质量比为1:1:1:1。
本发明具有以下有益效果：
本发明与传统干化处理工艺相比，具有以下优势：
1)通过干料和湿料的混合，调整混合后物料含水率至50％左右，越过污泥粘滞区的影响，降低搅拌所需要的动力。
2)克服了由于污泥粘滞导致的壁附着现象，提高了系统的传热效率。
3)与传统干化设备相比，其干化温度更低，仅为60℃，属于低温干化，减少了高温条件导致的污泥中有害成分的逸出。
与传统生物干化相比，通过物料的大量返混，起到了接种菌的作用，大大缩短了反应时间。传统的好氧发酵，反应时间在7-45天，而本发明，返混是混合后物料，微生物数量大大增加，缩短了反应时间，仅3-5天即可将湿料含水率从80％下降到30％。
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他的附图。
图1为本发明方法中所采用的全混流反应器的结构示意图；
图2为图1的侧视图。
图中，1.发酵仓，2.控制系统，3.搅拌动力系统，4.搅拌主轴，5.搅拌桨，6.进料口，7.出料口，8.尾气排放口，9.温度补偿系统。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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的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。
如图1-2所示，所述全混流反应器包括发酵仓1，物料在发酵仓1内进行反应，分解有机物，去除水分，发酵仓1内设有搅拌主轴4和搅拌桨5，外部与搅拌动力系统3连接，三者共同为物料反应提供搅，使物料均匀，防止成团和结块，发酵仓1外有夹层，夹层内有加入热介质，可以是水，或者导热油，这主要由反应温度决定，100℃以内可以用水，超过100℃用导热油，加热介质由电热棒或其他热源提供热量，为系统持续提供热量。
物料由进料口6进入发酵仓1，与仓内留存的底料，在搅拌动力系统3、搅拌主轴4和搅拌桨5的共同作用下，进行充分混合，降低含水率，使污泥越过粘滞区，同时，物料中的微生物在适宜条件下，分解有机物，为系统提供热量，不足的热量由温度补偿系统9供给，使物料温度保持在60℃-65℃。反应过程中，需要提供氧气以及将高湿气体从尾气排放口8排出。反应24h后，由出料口7出料。出料完成后，再次进料，重复上述过程。
具体的工作过程如下：
1、启动
启动全混流反应器，发酵仓内加入含有大量菌细胞的干料，其含水率应该在30％。
具体方式如下：
1.1投加一定数量的米糠和菌种，米糠：菌种质量比约为20：1。加入适量的水分，调整其含水率至60％左右，通风，反应24小时。所述菌种为所述菌种为混合菌，包括:解淀粉芽孢杆菌(CGMCC1.8587，Bacillus amyloliquefaciens)、枯草芽孢杆菌(CGMCC 1.821，Bacillus subtilis),嗜酸乳杆菌(CGMCC 1.1854，Lactobaci llus acidophilus),中国类酵母(CGMCC2.1395，Saccharomycodessinenses)四种菌分别培养24h后，液体培养液混合后，投入反应器中。
1.2加入新鲜污泥，投加量为初始米糠重量的1/5。根据污泥的含水率，补加水分，使混合后物料含水率在60％左右，通风，反应24小时。
1.3再次加入新鲜污泥，投加量初始米糠重量的2/5。根据污泥的含水率，补加水分，使混合后物料含水率在60％左右，通风，反应24小时。
1.4再次投加新鲜污泥，投加量为初始米糠重量。不需调整水分，通风，进行发酵反应，直至其物料含水率降至30％。
2、混料
2.1根据底料含水率和将要处理的污泥的含水率进行计算。调整混合后物料含水率至50％左右。通风，反应24小时。
2.2重复2.1，直至反应物料超过反应器总体积的70％。则进行出料。
3、出料
当反应后的物料总量超过反应器的70％，则出料。留存底料为反应器总体积的50％。
重复步骤2-3。
作为一种优选地实施方式，处理全程中控制反应温度在60℃。

Claims (2)

1.一种降低污泥粘滞区对污泥脱水影响的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备含水率为25-35％的含有菌种细胞的干料，制备方法如下：
1.1投加一定数量的米糠和菌剂，其中米糠：菌剂的质量比为20：1；然后加入适量的水分，调整其含水率至60％，通风，反应24小时；
1.2加入新鲜污泥，投加量为初始米糠重量的1/5；根据污泥的含水率，补加水分，使混合后物料含水率在60％，通风，反应24小时；
1.3再次加入新鲜污泥，投加量初始米糠重量的2/5；根据污泥的含水率，补加水分，使混合后物料含水率在60％，通风，反应24小时；
1.4再次投加新鲜污泥，投加量为初始米糠重量；通风，进行发酵反应，直至其物料含水率降至25-35％；所述菌剂是由解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌和中国类酵母按照质量比为1:1:1:1组成的混合菌剂；
(2)混料：将待处理的污泥与干料进行混合，控制混合后的物料含水率为50％，通风，反应24小时；重复该步骤，直至反应物料超过反应器总体积的70％；
(3)当反应后的物料总量超过反应器总体积的70％，则出料，留存底料为反应器总体积的50％；
(4)重复步骤(2)和(3)；
控制步骤(1)至(4)中的反应温度为60℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中干料的含水率为30％。
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