CN110451758A - 河道底泥资源化利用方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种河道底泥资源化利用方法及系统，通过对河道底泥进行破壁处理，去除底泥中的有机微生物，再对底泥进行灭菌处理，防止后续处理过程底泥再次腐败，脱水后再对底泥进行自氧化干化处理，自氧化后的底泥含水率极低、不含有机质，可资源化用于建材原料或绿化用土，利用自身氧化产生的热量进行干化，大大节约常规干化所需热能，本发明处置过程操作简单、能耗低、处置费用低、处置后的底泥可资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，尤其涉及河道底泥资源化利用方法及系统。
背景技术
底泥通常是由黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学及生物等作用及水体传输而沉积于水体底部所形成，它既可以分解河道水体污染物，也会向上覆水体释放有机污染物和营养盐，对河道水质影响很大。近年来，由于偷排乱倒现象严重，河道水体受污染，导致河道底泥泥质恶劣，从而进一步使上覆水体发黑发臭，形成河道污染的恶性循环，城市河道严重的内源负荷和面源污染已成为阻碍黑臭河道治理的主要问题。
河道底泥中含有一部分有机污染物，若不彻底处理，必将引起水体和底泥的发黑发臭，另外，河道底泥中含有大量铁离子和不定量其他金属离子。目前河道底泥多采用原位生物修复的方法进行治理，通过天然或培养的微生物将有毒、有害污染物转化为无毒物质，常常还伴随提供电子受体、增加氮磷等营养盐、接种高效微生物、添加表面活性剂等手段，但是由于种种不利因素存在，这个过程速度较慢。此外近年来还出现一些异位治理方法，但是治理费用高、施工繁琐，底泥回填之后维持时间短。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种河道底泥资源化利用方法及系统，通过对河道底泥进行破壁处理，去除底泥中的有机微生物，再对底泥进行灭菌处理，防止后续处理过程底泥再次腐败，脱水后再对底泥进行自氧化干化处理，自氧化后的底泥含水率极低、不含有机质，可资源化用于建材原料或绿化用土，利用自身氧化产生的热量进行干化，大大节约常规干化所需热能，本发明处置过程操作简单、能耗低、处置费用低、处置后的底泥可资源化利用。
本发明采用的技术方案是：
河道底泥资源化利用方法，包括如下步骤：
步骤一，微生物的去除：将河道底泥取出，并对其进行微生物细胞破壁处理，破壁处理后的底泥进行固液分离，分离出的液体进入污水处理系统，分离出的固体进行淘洗，淘洗水进入污水处理系统；
步骤二，灭菌：淘洗后的底泥进行非氧化法灭菌处理；
步骤三，脱水：灭菌后的底泥进行脱水处理，脱出的水进入污水处理系统；
步骤四，自氧化干化：脱水后的大块状河道底泥与充足氧气接触，并进行不定期翻抛，河道底泥中的二价铁化合物与氧气发生氧化反应，反应过程中产生热量，热量蒸发过程中带走河道底泥中的水分，使得河道底泥含水率降低，自氧化干化过程中产生的水蒸气和尾气经处理后达标排放，干化后的底泥可作建材原料或绿化用土资源化利用；
步骤五，污水处理：系统中的污水在污水处理系统汇集，经处理后一部分达标排放，一部分作为淘洗水回用到步骤一中。
进一步地，所述步骤一中的微生物细胞破壁处理为高速撞击破壁、剪切力破壁、破壁酶破壁、超声破壁、微波破壁、碱解破壁中的一种或几种。
进一步地，所述步骤一中河道底泥的微生物含量（干基）＜20%。
进一步地，所述步骤一中淘洗的次数≥1次。
进一步地，所述步骤二中的灭菌处理为药剂灭菌、热水解灭菌、紫外线灭菌中的一种或几种。
进一步地，所述步骤三中脱水后底泥的含水率≤70%。
进一步地，所述步骤四中自氧化干化的底泥堆积厚度＜3m。
进一步地，所述步骤四中当堆积底泥的温度高于50℃时进行堆积底泥的翻抛。
进一步地，所述步骤四中自氧化干化的周期为7天~15天。
一种河道底泥资源化利用系统，包括：破壁装置；固液分离装置，与所述破壁装置相连接；淘洗装置，与所述固液分离装置固体出口相连接；灭菌装置，与所述淘洗装置固体出口相连接；脱水装置，与所述灭菌装置相连接；污水处理装置，与所述固液分离装置液体出口、所述淘洗装置液体出口、所述脱水装置液体出口相连接；自氧化干化装置，配有翻抛机，与所述脱水装置固体出口相连接；鼓风机，与所述自氧化干化装置的气体进口相连接；抽气风机，与所述自氧化干化装置的气体出口相连接；尾气处理装置，与所述抽气风机相连接；所述自氧化干化装置为密闭装置。
本发明的有益效果为：
1、处理后污泥含水率低：经本发明处理后，河道底泥的最终含水率＜20%，甚至＜5%。
2、节能：本发明自氧化干化过程的鼓风量和抽气量均很小，干化过程不需要外加热能，节能效果突出。
3、资源化利用率高：本发明通过破壁和灭菌两步，彻底去除底泥中的有机质，使得处理后的底泥可以全部资源化利用。
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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明河道底泥治理系统及方法的示意图。
图中：1-破壁装置，2-固液分离装置，3-淘洗装置，4-灭菌装置，5-脱水装置， 6-污水处理装置，7-自氧化干化装置，8-翻抛机， 9-鼓风机，10-抽气风机，11-尾气处理装置。
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。
本发明采用的技术方案是：
一种河道底泥资源化利用方法，包括如下步骤：
步骤一，微生物的去除：将河道底泥取出，并对其进行微生物细胞破壁处理，破壁处理后的底泥进行固液分离，分离出的液体进入污水处理系统，分离出的固体进行淘洗，淘洗水进入污水处理系统；
步骤二，灭菌：淘洗后的底泥进行非氧化法灭菌处理；
步骤三，脱水：灭菌后的底泥进行脱水处理，脱出的水进入污水处理系统；
步骤四，自氧化干化：脱水后的大块状河道底泥与充足氧气接触，并进行不定期翻抛，河道底泥中的二价铁化合物与氧气发生氧化反应，反应过程中产生热量，热量蒸发过程中带走河道底泥中的水分，使得河道底泥含水率降低，自氧化干化过程中产生的水蒸气和尾气经处理后达标排放，干化后的底泥可作建材原料或绿化用土资源化利用；
步骤五，污水处理：系统中的污水在污水处理系统汇集，经处理后一部分达标排放，一部分作为淘洗水回用到步骤一中。
进一步地，所述步骤一中的微生物细胞破壁处理为高速撞击破壁、剪切力破壁、破壁酶破壁、超声破壁、微波破壁、碱解破壁中的一种或几种。
进一步地，所述步骤一中河道底泥的微生物含量（干基）＜20%。
进一步地，所述步骤一中淘洗的次数≥1次。
进一步地，所述步骤二中的灭菌处理为药剂灭菌、热水解灭菌、紫外线灭菌中的一种或几种。
进一步地，所述步骤三中脱水后底泥的含水率≤70%。
进一步地，所述步骤四中自氧化干化的底泥堆积厚度＜3m。
进一步地，所述步骤四中当堆积底泥的温度高于50℃时进行堆积底泥的翻抛。
进一步地，所述步骤四中自氧化干化的周期为7天~15天。
一种河道底泥资源化利用系统，包括：破壁装置1；固液分离装置2，与所述破壁装置1相连接；淘洗装置3，与所述固液分离装置2固体出口相连接；灭菌装置4，与所述淘洗装置3固体出口相连接；脱水装置5，与所述灭菌装置4相连接；污水处理装置6，与所述固液分离装置2液体出口、所述淘洗装置3液体出口、所述脱水装置5液体出口相连接；自氧化干化装置7，配有翻抛机8，与所述脱水装置5固体出口相连接；鼓风机9，与所述自氧化干化装置7的气体进口相连接；抽气风机10，与所述自氧化干化装置7的气体出口相连接；尾气处理装置11，与所述抽气风机10相连接；所述自氧化干化装置7为密闭装置。
实施例一
取一定量河道底泥，黑色、有臭味，其有机质含量为5.6%，对其进行碱解破壁处理，破壁后的底泥进行两次淘洗，淘洗后的底泥进行紫外线灭菌处理，对灭菌后的底泥进行脱水，脱水底泥的含水率为42%，脱水后的污泥堆积为3m高，进行为期7天的自氧化干化，期间堆积底泥的温度高于50℃时进行堆积底泥的翻抛，共翻抛三次，自氧化干化后底泥的含水率为15%，有机质含量未检出。
实施例二
取一定量河道底泥，黑色、有臭味，其有机质含量为17.8%，对其进行微波破壁处理，破壁后的底泥进行四次淘洗，淘洗后的底泥加入溴化十二烷基二甲基苄基铵进行灭菌处理，对灭菌后的底泥进行脱水，脱水底泥的含水率为54%，脱水后的污泥堆积为1m高，进行为期15天的自氧化干化，期间堆积底泥的温度高于50℃时进行堆积底泥的翻抛，共翻抛四次，自氧化干化后底泥的含水率为5%，有机质含量未检出。
Claims (10)
1.河道底泥资源化利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，微生物的去除：将河道底泥取出，并对其进行微生物细胞破壁处理，破壁处理后的底泥进行固液分离，分离出的液体进入污水处理系统，分离出的固体进行淘洗，淘洗水进入污水处理系统；
步骤二，灭菌：淘洗后的底泥进行非氧化法灭菌处理；
步骤三，脱水：灭菌后的底泥进行脱水处理，脱出的水进入污水处理系统；
步骤四，自氧化干化：脱水后的大块状河道底泥与充足氧气接触，并进行不定期翻抛，河道底泥中的二价铁化合物与氧气发生氧化反应，反应过程中产生热量，热量蒸发过程中带走河道底泥中的水分，使得河道底泥含水率降低，自氧化干化过程中产生的水蒸气和尾气经处理后达标排放，干化后的底泥可作建材原料或绿化用土资源化利用；
步骤五，污水处理：系统中的污水在污水处理系统汇集，经处理后一部分达标排放，一部分作为淘洗水回用到步骤一中。
2.如权利要求1所述的河道底泥资源化利用方法，其特征在于，所述步骤一中的微生物细胞破壁处理为高速撞击破壁、剪切力破壁、破壁酶破壁、超声破壁、微波破壁、碱解破壁中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的河道底泥资源化利用方法，其特征在于，所述步骤一中河道底泥的微生物含量（干基）＜20%。
4.如权利要求1所述的河道底泥资源化利用方法，其特征在于，所述步骤一中淘洗的次数≥1次。
5.如权利要求1所述的河道底泥资源化利用方法，其特征在于，所述步骤二中的灭菌处理为药剂灭菌、热水解灭菌、紫外线灭菌中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的一种河道底泥资源化利用方法，其特征在于，所述步骤三中脱水后底泥的含水率≤70%。
7.如权利要求1所述的河道底泥资源化利用方法，其特征在于，所述步骤四中自氧化干化的底泥堆积厚度＜3m。
8.如权利要求1所述的河道底泥资源化利用方法，其特征在于，所述步骤四中当堆积底泥的温度高于50℃时进行堆积底泥的翻抛。
9.如权利要求1所述的河道底泥资源化利用方法，其特征在于，所述步骤四中自氧化干化的周期为7天~15天。
10.河道底泥资源化利用系统，其特征在于，包括：破壁装置（1）；固液分离装置（2），与所述破壁装置（1）相连接；淘洗装置（3），与所述固液分离装置（2）固体出口相连接；灭菌装置（4），与所述淘洗装置（3）固体出口相连接；脱水装置（5），与所述灭菌装置（4）相连接；污水处理装置（6），与所述固液分离装置（2）液体出口、所述淘洗装置（3）液体出口、所述脱水装置（5）液体出口相连接；自氧化干化装置（7），配有翻抛机（8），与所述脱水装置（5）固体出口相连接；鼓风机（9），与所述自氧化干化装置（7）的气体进口相连接；抽气风机（10），与所述自氧化干化装置（7）的气体出口相连接；尾气处理装置（11），与所述抽气风机（10）相连接；所述自氧化干化装置（7）为密闭装置。
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