CN110563291A - 一种污泥的综合无害化处理方法及处理后污泥的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥的综合无害化处理方法及处理后污泥的应用，由于污泥中含有浓度较高的多种重金属离子，大多以复杂化合物的方式存在，并且又大多数是包含在嗜食重金属的微生物体内，本发明首先通过强酸与强氧化的共同作用杀死部分微生物并去除重金属；之后通过微波的作用，在细胞膜上产生振荡效应，激烈的振荡效应能使细胞破裂，导致细胞结构紊乱，从而达到杀死细胞的目的，进而杀死细菌；再利用液压的加压方式，提高污泥的脱水率并缩短污泥压滤周期；最后烘干得到无害的污泥，将其进行资源的充分利用，提升经济效益，有利于资源的循环。

Description

一种污泥的综合无害化处理方法及处理后污泥的应用
技术领域
本发明涉及环保技术领域，更具体的说是涉及污水处理领域，尤其涉及一种污泥的综合无害化处理方法及处理后污泥的应用。
背景技术
随着环境的日益恶化，人类的环保意识也愈发强烈，针对污水处理的技术也日趋成熟，其中，污水的生化处理过程中，污泥是其随之而成的产物，统计发现，污泥的机械脱水、热干化、好氧发酵、厌氧消化以及干化焚烧的处置方式当前占比较高，目前污泥无害化处理项目中，干化的处理方式占比仍居首位，其中机械深度脱水占比高于能源干化的处置方式占比，其原因在于，一方面在政策的指引下，大部分污泥脱水干化项目采用了机械脱水填埋的处置路线，另一方面大部分污水处理厂BOT价格中的污泥处理处置费用是按照填埋的方式计算，考虑到成本效益最大化，深度脱水填埋或是污水厂的最优选择。
但是目前50％以上的垃圾填埋场已处于超负荷运转状态，污泥填埋的处置方式会随着满库容的填埋场数量增多而受阻。在生态循环的大背景下，资源化之路将逐步受到业内重视。干化方面，能源干化后的产物其含水率较低，除可用于填埋外，还可进行森林覆土、土地沙化等土地利用方面，达到污泥后端处置资源化的目的，但是污泥中成分复杂，不仅含有大量的重金属，而且还具有大量的病原菌，如不合理进行处置，排放到环境中将会造成严重的二次污染，甚至危害人类的生命。
因此，如何提供一种污泥的综合无害化处理技术，使其达到完全无害排放再利用的标准，促进资源的循环，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种采用多种手段联合处理污泥的处置方法，使污泥完全无害化，达到再利用的标准。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种污泥的综合无害化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在30-40℃条件下，利用超声波处理污泥30-40min，得到均匀的污泥；
(2)向步骤(1)均匀污泥中投加强酸并继续60-90kHz超声震荡至污泥pH保持在2-3，得到酸化污泥；
(3)向步骤(2)的酸化污泥中投加氧化剂并保持60-90kHz超声震荡，控制污泥温度25℃并持续反应60-80min，得到氧化污泥；
(4)在60℃条件下，对步骤(3)得到的氧化污泥微波辐射处理，得到杀菌污泥；
(5)采用隔膜压滤机对步骤(4)的杀菌污泥进行脱水，之后烘干粉碎，即得无害污泥。
优选的，步骤(1)中所述的超声处理频率为60-90kHz，使污泥具有均匀的性质，便于后续高效且充分的处理。
优选的，步骤(2)中所述的强酸为6mol/L的H2SO4。
优选的，步骤(3)中所述的氧化剂为FeSO4·7H2O和30％H2O2混合物。
优选的，步骤(3)中加入的FeSO4·7H2O量为0.8g/L污水，加入的30％H2O2的量为9.0g/L污水。
优选的，步骤(3)中的FeSO4·7H2O和30％H2O2依次投加至污水中；构建芬顿氧化环境，使其不仅可以杀灭细菌，而且还可有效去除残余重金属离子。
优选的，步骤(4)中微波辐射频率2000-3000MHz，处理时间15-30min。
优选的，步骤(5)中隔膜压滤机压力1.5-2.0MPa。
优选的，步骤(5)中烘干为热风烘干，温度80-100℃。
本发明还提供了一种采用上述技术方案综合无害化处理后污泥的应用，应用于农田种植及建筑用品的制备。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种污泥的综合无害化处理方法，由于污泥中含有浓度较高的多种重金属离子，大多以复杂化合物的方式存在，并且又大多数是包含在嗜食重金属的微生物体内，本发明首先通过强酸与强氧化的共同作用杀死部分微生物并去除重金属；之后通过微波的作用，在细胞膜上产生振荡效应，激烈的振荡效应能使细胞破裂，导致细胞结构紊乱，从而达到杀死细胞的目的，进而杀死细菌；再利用液压的加压方式，提高污泥的脱水率并缩短污泥压滤周期；最后烘干得到无害的污泥，将其进行资源的充分利用，提升经济效益，有利于资源的循环。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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做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。
实施例1
(1)在30℃条件下，利用频率为60kHz的超声波处理污泥40min，得到均匀的污泥；
(2)向步骤(1)均匀污泥中投加6mol/L的H2SO4并继续60kHz超声震荡至污泥pH保持在2，得到酸化污泥；
(3)向步骤(2)的酸化污泥中依次投加FeSO4·7H2O和30％H2O2并保持60kHz超声震荡，其中加入的FeSO4·7H2O量为0.8g/L污水，加入的30％H2O2的量为9.0g/L污水，控制污泥温度25℃并持续反应60min，得到氧化污泥；
(4)在60℃条件下，对步骤(3)得到的氧化污泥在频率2000MHz条件下微波辐射处理30min，得到杀菌污泥；
(5)采用隔膜压滤机在压力1.5MPa条件下对步骤(4)的杀菌污泥进行脱水，之后80-100℃热风烘干粉碎，即得无害污泥。
将得到的污泥用于农田种植，结果表明，土壤中无病原菌及有害微生物检出，且由于污泥中含有部分农作物生长所需要的金属元素，还使作物有效7％-8％。
实施例2
(1)在40℃条件下，利用频率为90kHz的超声波处理污泥30min，得到均匀的污泥；
(2)向步骤(1)均匀污泥中投加6mol/L的H2SO4并继续90kHz超声震荡至污泥pH保持在3，得到酸化污泥；
(3)向步骤(2)的酸化污泥中依次投加FeSO4·7H2O和30％H2O2并保持90kHz超声震荡，其中加入的FeSO4·7H2O量为0.8g/L污水，加入的30％H2O2的量为9.0g/L污水，控制污泥温度25℃并持续反应80min，得到氧化污泥；
(4)在60℃条件下，对步骤(3)得到的氧化污泥在频率3000MHz条件下微波辐射处理15min，得到杀菌污泥；
(5)采用隔膜压滤机在压力2.0MPa条件下对步骤(4)的杀菌污泥进行脱水，之后80-100℃热风烘干粉碎，即得无害污泥。
将得到的污泥用于建筑用砖的制备，结果表明，成品砖中无重金属检出。
实施例3
(1)在35℃条件下，利用频率为75kHz的超声波处理污泥35min，得到均匀的污泥；
(2)向步骤(1)均匀污泥中投加6mol/L的H2SO4并继续75kHz超声震荡至污泥pH保持在2.5，得到酸化污泥；
(3)向步骤(2)的酸化污泥中依次投加FeSO4·7H2O和30％H2O2并保持75kHz超声震荡，其中加入的FeSO4·7H2O量为0.8g/L污水，加入的30％H2O2的量为9.0g/L污水，控制污泥温度25℃并持续反应70min，得到氧化污泥；
(4)在60℃条件下，对步骤(3)得到的氧化污泥在频率2500MHz条件下微波辐射处理25min，得到杀菌污泥；
(5)采用隔膜压滤机在压力1.8MPa条件下对步骤(4)的杀菌污泥进行脱水，之后80-100℃热风烘干粉碎，即得无害污泥。
将得到的污泥用于农田种植，结果表明，土壤中物病原菌及有害微生物检出，且由于污泥中含有部分农作物生长所需要的金属元素，还使作物有效8％-10％；而且将污泥用于建筑用砖的制备，也未有重金属残留检出。
经由上述技术方案的说明，采用本发明的污泥处理方法处理后的污泥具有良好的资源循环性能，无害且具有较高的价值，有效提升经济效益，符合环境保护和可持续发展的理念，具有较高的应用前景。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种污泥的综合无害化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在30-40℃条件下，利用超声波处理污泥30-40min，得到均匀的污泥；
(2)向步骤(1)均匀污泥中投加强酸并继续60-90kHz超声震荡至污泥pH保持在2-3，得到酸化污泥；
(3)向步骤(2)的酸化污泥中投加氧化剂并保持60-90kHz超声震荡，控制污泥温度25℃并持续反应60-80min，得到氧化污泥；
(4)在60℃条件下，对步骤(3)得到的氧化污泥微波辐射处理，得到杀菌污泥；
(5)采用隔膜压滤机对步骤(4)的杀菌污泥进行脱水，之后烘干粉碎，即得无害污泥。
2.根据权利要求1所述的一种污泥的综合无害化处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述的超声处理频率为60-90kHz。
3.根据权利要求1所述的一种污泥的综合无害化处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述的强酸为6mol/L的H2SO4。
4.根据权利要求1所述的一种污泥的综合无害化处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述的氧化剂为FeSO4·7H2O和30％H2O2混合物。
5.根据权利要求4所述的一种污泥综合无害化处理方法，其特征在于，步骤(3)中加入的FeSO4·7H2O量为0.8g/L污水，加入的30％H2O2的量为9.0g/L污水。
6.根据权利要求4所述的一种污泥综合无害化处理方法，其特征在于，步骤(3)中的FeSO4·7H2O和30％H2O2依次投加至污水中。
7.根据权利要求1所述的一种污泥综合无害化处理方法，其特征在于，步骤(4)中微波辐射频率2000-3000MHz，处理时间15-30min。
8.根据权利要求1所述的一种污泥综合无害化处理方法，其特征在于，步骤(5)中隔膜压滤机压力1.5-2.0MPa。
9.根据权利要求1所述的一种污泥综合无害化处理方法，其特征在于，步骤(5)中烘干为热风烘干，温度80-100℃。
10.一种权利要求1-9所述的综合无害化处理后污泥的应用，其特征在于，应用于农田种植及建筑用品的制备。
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