CN109467304A - 一种污泥预处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥预处理的方法，处理方法包括以下步骤：将污泥含水率及pH进行调节；再将污泥与过一硫酸氢钾复合盐混合得到混合物，继续将混合物进行微波处理，处理后的污泥进行深度脱水。本发明基于强氧化自由基的微波活化调理污泥，可在偏中性条件处理污泥，且调理周期短，显著改善污泥脱水性能，该技术的推广对我国的污泥处理与处置，具有重要的环境生态意义。

Description

一种污泥预处理的方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥预处理的方法。
背景技术
以活性污泥法为代表的生物废水处理技术会产生大量的剩余污泥，而污泥的正确处理已成为亟待解决的社会经济与环境问题，若污泥的得不到合理处置，极易造成严重的环境污染。
目前，我国大部分污水处理厂的污泥脱水工艺只能将污泥的含水率从98～99％以上降至80％左右,难以满足污泥后续处置对污泥低含水率的要求，这主要是由于污泥含水率高、粒径小、比表面积大、亲水性强、脱水性能极差。污泥中水分主要分为自由水和结合水，后者往往难以通过机械方式脱除，其稳定状态与絮体结构有着紧密联系。污泥絮体结构主要由高度水合的胞外聚合物包裹吸附水中的悬浮颗粒而形成，具有特殊的双电层结构，导致污泥稳定性高，脱水性差。因此，要实现污泥的深度脱水，必须首先破坏污泥的特殊稳定絮体结构，释放被裹夹的结合水，减弱污泥表面亲水性。
传统污泥调理脱水机理主要在于，经由絮凝剂的电荷中和、压缩双电层、网捕及吸附架桥的作用将污泥絮体凝聚沉降，并去除污泥中大量自由水，但此举难以脱除污泥结合水。
目前，污泥脱水的技术主要有絮凝调理、高级氧化技术、热处理、电化学技术、微波调理等。其中，作为高级氧化代表性的Fenton技术，可引起污泥部分氧化破解，释放结合水，提高脱水性能，但该技术需在pH≤3的苛刻条件进行，调理滤液容易造成二次环境污染。此外，微波技术可在短时间对污泥进行加热破解，但其对污泥破解释放的EPS氧化作用不足，提高脱水性能有限，甚至恶化脱水。由于单一污泥调理效果有限，因此组合技术提高污泥脱水性能成为污泥调理的研究热点。
Liu等人使用微波酸化技术进行污泥调理显著改善污泥脱水性能，但该技术要求pH降至2.5，条件苛刻；且微波功率高，能耗大。另外，Yu等人研究了氯化钙联合热处理对污泥脱水性能的影响，但该技术对污泥的矿化性能有限，且该技术需在160℃下运行，运行成本高。Yang等人研究了骨架颗粒石膏联合过硫酸盐联合调理城市污泥，此方法弊端在于活化自由基方式单一，污泥破解能力有限，且大量投加骨架颗粒必将增加污泥额外的固体量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，本发明提供了一种污泥的调理方法，基于强氧化性自由基的微波活化改性污泥，其目的在于利用微波能量迅速激活过一硫酸盐，从而催化其产生强氧化性羟基和硫酸根自由基进行污泥改性，释放污泥结合水，快速提高污泥脱水性能，该方法无须投加活化剂，反应条件温和，调理效率高。由此解决现有传统芬顿技术需要在极端酸性条件下运行，需要大量投加硫酸亚铁等活化剂、调理时间长等技术问题。
为解决上述技术问题，提供了一种污泥预处理的方法，包括以下步骤：
(1)将污泥含水率进行调节；
(2)将步骤(1)所述的污泥的pH进行调节；
(3)将步骤(2)所述的污泥与过一硫酸氢钾复合盐混合得到混合物，搅拌，进行污泥混合；
(4)将步骤(3)中的所述混合后的混合物置于微波反应器协同调理；
(5)将步骤(4)中的所述调理后的污泥进行脱水。
上述的处理方法，优选的，所述步骤(1)中，所述污泥含水率调至97.2～97.4％。
上述的处理方法，优选的，所述步骤(2)中，所述污泥的pH用盐酸调至5.7～6.0。
上述的处理方法，优选的，所述步骤(3)中，所述的过一硫酸氢钾复合盐的投加量占所述污泥干重的5～5.3％。
上述的处理方法，优选的，所述步骤(3)中，所述搅拌速度为130～140r/min。
上述的处理方法，优选的，所述步骤(3)中，所述搅拌时间为1～1.5min。
上述的处理方法，优选的，所述步骤(4)中，所述微波反应功率为300～310W。
上述的处理方法，优选的，所述步骤(4)中，所述微波反应时间为1.5～2min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明提供了一种污泥预处理的方法，基于强氧化性自由基的微波活化改性污泥，其目的在于利用微波能量迅速激活过一硫酸盐，从而催化其产生强氧化性羟基和硫酸根自由基进行污泥改性，释放污泥结合水，快速提高污泥脱水性能。
(2)本发明提供了一种污泥预处理的方法，整个反应体系可在pH为5.7～5.9进行，从而克服了传统芬顿技术必须在pH≤3的酸性条件下才能发挥最优调理效果的局限，从而大大降低脱水滤液二次污染的风险。
(3)本发明提供了一种污泥预处理的方法，与传统高级氧化技术相比，强氧化性自由基主要通过微波活化过一硫酸盐产生，整个反应过程无需投加化学催化剂，避免了传统技术中催化剂投加量大，无法重复利用的弊端，从而进一步减少环境风险。
(4)本发明提供了一种污泥预处理的方法，该技术利用微波迅速活化过一硫酸盐产生自由基改性污泥，反应周期短，与传统污泥调理技术相比，调理周期可缩短几倍甚至几十倍，从而显著提高污泥调理脱水效率。
附图说明
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、完整的描述。
图1是本发明实施例中不同调理对污泥脱水性能的影响图。
具体实施方式
下面以具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1：
一种污泥预处理的方法，包括以下步骤：
(1)取自长沙市某污水厂的剩余污泥，静置沉淀6h后污泥含水率为97.2％，污泥pH为6.7；
(2)将步骤(1)中的污泥pH用盐酸调至5.9；
(3)在180r/min的搅拌速率下，将步骤(2)的污泥搅拌1.5min；
(4)将步骤(3)的混合污泥置于微波反应器中，调节微波功率为300W，微波照射1.5min，得到微波调理后污泥；
(5)将步骤(4)的微波调理后污泥进行脱水性能测定。
检测处理前和处理后污泥的脱水性能，结果如下：处理前污泥脱水后滤饼含水率为95.3％，污泥毛细吸水时间为45.9s；经步骤(1)—(5)处理后的污泥脱水后滤饼含水率为96％，污泥毛细吸水时间为46.8s。
实施例2：
一种污泥预处理的方法，包括以下步骤：
(1)取自长沙市某污水厂的剩余污泥，静置沉淀6h后污泥含水率为97.2％，污泥pH为6.7；
(2)将步骤(1)中的污泥pH用盐酸调至5.9；
(3)在180r/min的搅拌速率下，向步骤(2)的污泥中投加占污泥干重5.1％的过一硫酸氢钾复合盐，搅拌1.5min后，得到混合物；
(4)将步骤(3)的混合污泥常温放置1.5min；
(5)将步骤(4)的混合污泥进行脱水性能测定。
检测处理前和处理后污泥的脱水性能，结果如下：处理前污泥脱水后滤饼含水率为A，污泥毛细吸水时间为45.9s；经步骤(1)—(5)处理后的污泥脱水后滤饼含水率为B，污泥毛细吸水时间为30.3s。
实施例3：
一种污泥预处理的方法，包括以下步骤：
(1)取自长沙市某污水厂的剩余污泥，静置沉淀6h后污泥含水率为97.2％，污泥pH为6.7；
(2)将步骤(1)中的污泥pH用盐酸调至5.9；
(3)在180r/min的搅拌速率下，向步骤(2)的污泥中投加占污泥干重5.1％的过一硫酸氢钾复合盐，搅拌1.5min后，得到混合物；
(4)将步骤(3)的混合污泥置于微波反应器中，调节微波功率为300W，微波照射1.5min，得到微波调理后污泥；
(5)将步骤(4)的微波调理后污泥进行脱水性能测定。
检测处理前和处理后污泥的脱水性能，结果如下：处理前污泥脱水后滤饼含水率为95.3％，污泥毛细吸水时间为45.9s；经步骤(1)—(5)处理后的污泥脱水后滤饼含水率为68％，污泥毛细吸水时间为15s。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的。

Claims (10)

1.一种污泥预处理的方法，其特征在于，所述的预处理的药剂包含盐酸和过一硫酸氢钾复合盐。
2.一种污泥预处理的方法，其特征在于，所述的预处理包含微波处理。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的盐酸的用于调节污泥溶液pH。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述的过一硫酸氢钾复合盐的投加量占所述污泥干重的5～5.3％。
5.一种污泥预处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将污泥含水率进行调节；
(2)将步骤(1)所述的污泥的pH进行调节；
(3)将步骤(2)所述的污泥与过一硫酸氢钾复合盐混合得到混合物，搅拌，进行污泥混合；
(4)将步骤(3)中的所述混合后的混合物置于微波反应器调理；
(5)将步骤(4)中的所述调理后的污泥进行脱水。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述污泥含水率调至97.2～97.4％。
7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述污泥的pH用盐酸调至5.7～5.9。
8.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述搅拌速度为130～140r/min，搅拌时间为1～1.5min。
9.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述微波反应功率为300～310W。
10.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述微波反应时间为1.5～2min。
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