CN112537890A - 生化剩余污泥减量处理方法和处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污泥处理领域,公开了一种生化剩余污泥减量处理方法和处理系统,该方法包括:(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行第一接触反应得到物料I,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为7‑10;(2)将所述物料I与第二碱源进行第二接触反应得到物料II,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9‑11;(3)将所述物料II进行湿式氧化得到物料III;(4)将所述物料III进行脱水。本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法能够大幅降低生化剩余污泥的体积,且具有处理成本低,处理效果好,能耗低的优势。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理领域,具体涉及一种生化剩余污泥减量处理方法和一种生化剩余污泥减量处理系统。
背景技术
近年来我国环保产业得到了快速发展,污水处理能力及处理效率迅速提高,大量污水处理厂的建设无疑对保护水环境作用重大,但随之产生了大量的生化剩余污泥。对这部分生化污泥,污水处理厂通常采用的“机械脱水+外委”方法处理,虽然设备投资较少,但只能将10000m3含水98%的污泥体积减少到约1200吨,污泥体积庞大,残留污泥含有大量有毒有害物质,为此,企业每年需要花费高昂费用外委处理。
生化剩余污泥是一种由有机残片、微生物、无机颗粒等组成的极其复杂的非均质体,对环境的污染性很强,且成分复杂、处理困难,已成为人们关注的热点。为解决生化剩余污泥对环境的污染,人们在污泥减量技术方面开展了大量的研发工作,开发出一系列的技术,如污泥干化填埋技术、堆肥技术、焚烧技术等等。这些技术对污泥减量具有一定的效果,但都存在明显不足,如干化填埋技术不仅占用大量的土地,而且对地下水构成污染风险;堆肥技术在使用过程对土壤造成重金属污染和生物污染;焚烧技术不仅对设备要求很高、处理成本高,而且可能产生二噁英等有害气体。这些都迫使人们开发性价比更高的技术。
污泥热水解技术,可以使微生物絮体解散,细胞结构破碎,蛋白质、多糖和脂类等有机大分子水解,从而减少了污泥中的固含量,同时热水解也能导致污泥颗粒粘性降低、污泥中水分分布特性改变,从而改善污泥的脱水能力,由于热水解技术可以从减少固体总量和改善污泥的脱水性能两方面达到污泥减量的效果,因而得到了广泛的研究。如:
CN1269747C公开了一种剩余污泥的处理方法,公开了属于水处理领域的适用于市政污水处理厂的剩余污泥的资源化、减量化处理的一种剩余污泥的处理方法。该方法是剩余污泥通过以高压釜作为反应器,在110-190℃温度范围内进行热水解处理后,在序批式厌氧反应器中厌氧消化和脱水三个处理步骤,得到含水率为45%-50%的泥饼,泥饼可以农用或焚烧。其可以削减污泥95%以上的体积,处理后的污泥体积不到原来的5%,从而实现污泥的减量化;同时厌氧消化反应器的体积减小一半,从而节省费用。处理后的污泥可以作为肥料农用,也可直接作为锅炉的燃料,来回收热能。
CN102718384A公开了一种污泥加碱催化热水解处理方法,包括如下步骤:A将污泥与碱性物质注入反应釜内,控制反应釜内污泥的pH值为10至14;B向反应釜内注入0.5MPa至1.6MPa的饱和蒸汽,经过15至60分钟反应后获得水解后的污泥。该现有技术采用向污泥中加入碱性物质的方法提高污泥水解效率,在碱性环境及加热的条件下,有助于污泥细胞的快速破碎和有机物的快速水解。由于向污泥中加入碱性物质提高了污泥水解效率,所以可以向反应釜内注入0.5MPa至1.6MPa的饱和蒸汽,饱和蒸汽压力下降使得反应釜设计压力下降导致投资成本大幅降低,并且由于饱和蒸汽压力下降使得锅炉等配套设备投资大幅降低,而且蒸汽使用量下降致能耗。但是,大量碱的加入会导致后处理的成本较高,也容易造成反应器的结垢,影响长周期的运行。
因此,有必要开发出经济可行的生化污泥减量的技术,以大幅减少剩余污泥的体积,减少对环境的危害。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题,提供一种运行稳定,处理效果好的生化剩余污泥减量处理方法和生化剩余污泥减量处理系统。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种生化剩余污泥减量处理方法,该方法包括:
(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行第一接触反应得到物料I,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为7-10;
(2)将所述物料I与第二碱源进行第二接触反应得到物料II,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-11;
(3)将所述物料II进行湿式氧化得到物料III;
(4)将所述物料III进行脱水。
本发明第二方面提供一种生化剩余污泥减量处理方法,该处理方法在包括污泥预处理罐、热水解反应器、湿式氧化反应器和脱水装置的系统中实施,该方法包括:
(1)将生化剩余污泥与第一碱源引入污泥预处理罐中以进行第一接触反应得到物料I,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为7-10;
(2)将所述物料I与第二碱源引入热水解反应器中以进行第二接触反应得到物料II,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-11;
(3)将所述物料II引入湿式氧化反应器中进行湿式氧化得到物料III;
(4)将所述物料III引入脱水装置中进行脱水。
本发明提供的上述两种生化剩余污泥减量处理方法具有处理效果好(处理后的污泥的VSS/SS比值低)的优点。
本发明第三方面提供一种生化剩余污泥减量处理系统,该系统包括:通过管线依次连通的污泥预处理罐、热水解反应器、湿式氧化反应器和脱水装置;该系统还包括:第一碱源供应单元和第二碱源供应单元;
所述污泥预处理罐与所述第一碱源供应单元通过管线连通,使得生化剩余污泥与所述第一碱源供应单元提供的第一碱源在所述污泥预处理罐中进行第一接触反应得到物料I;
所述热水解反应器与所述第二碱源供应单元通过管线连通,使得所述物料I与所述第二碱源供应单元提供的第二碱源在所述热水解反应器中进行第二接触反应得到物料II。
本发明提供的上述两种生化剩余污泥减量处理方法中的药剂消耗少,因此具有处理成本低的优点。本发明提供的上述两种生化剩余污泥减量处理方法具有处理效果好(处理后的污泥的VSS/SS比值低)的优点,从本发明实施例可以看出,采用本发明提供的方法,VSS/SS为72%的污泥经过本发明提供的方法处理后得到的处理后污泥的VSS/SS值可以降至10.5%以下。也即,本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法能够在低成本的前提下实现优异的处理效果。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中,在没有特别说明的情况下,本发明的“第一”、“第二”并不代表先后次序,仅是为了区分,例如本发明的“第一接触反应”和“第二接触反应”中的“第一”和“第二”仅是为了区分两次不同的接触反应,本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。
本发明第一方面提供一种生化剩余污泥减量处理方法,该方法包括:
(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行第一接触反应得到物料I,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为7-10;
(2)将所述物料I与第二碱源进行第二接触反应得到物料II,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-11;
(3)将所述物料II进行湿式氧化得到物料III;
(4)将所述物料III进行脱水。
本发明的所述生化剩余污泥可以为来自例如污水处理厂浓缩池的生化剩余污泥。
优选地,所述生化剩余污泥的含水率为95-99.9重量%,进一步优选为96-99.5重量%;挥发分比f在30%以上,进一步优选在60%以上,其中f=VSS/SS。
本发明中,所述VSS是指可挥发性悬浮物,所述SS是指总固体悬浮物,VSS/SS用来表示污泥中挥发性物质的含量。
本发明中,污泥中SS和VSS通过重量法(CJ/T 221-2005)获得。
本发明提供的方法中,步骤(1)和步骤(2)在特定pH下对污泥进行处理,有利于使得步骤(3)在更温和的条件下更有效地通过湿式氧化而去除污泥中的有机物。
根据本发明的一种优选实施方式,进行所述第二接触反应的混合物流的pH值高于进行所述第一接触反应的混合物流的pH值。采用该种优选实施方式,更有利于提高生化剩余污泥减量处理的结果,且更有利于防止步骤(1)第一接触反应所用反应器结垢。
进一步优选地,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为8-9。
进一步优选地,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-10。
为了进一步优化污泥减量化的目的,优选地,所述第一接触反应的时间为0.1-16h,优选为0.5-4h,进一步优选为1-4h;进一步优选地,所述第一接触反应的温度为30-120℃,优选为60-120℃,进一步优选为80-120℃。采用本发明的优选实施方式,使得第一接触反应的温度不高于120℃,更有利于实现有机物的释放,且发生少许或者不发生水解反应,更有利于进一步提高生化剩余污泥减量的处理效果。
为了进一步优化污泥减量化的目的,优选地,所述第二接触反应的时间为0.1-16h,优选为0.5-4h,进一步优选为0.5-2h;进一步优选地,所述第二接触反应的温度为120-230℃,优选为140-190℃。采用本发明优选的第二接触的条件,更有利于生化剩余污泥中有机物的释放,更有利于后续湿式氧化去除有机物效果的实现。
本发明所述的碱源可以为任意能够使得第一接触反应和第二接触反应的混合物流的pH值保持在限定值或者范围的物质,但是,为了获得更好的处理效果,优选所述第一碱源和所述第二碱源各种独立地选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钠、过氧化钠、氧化钾、过氧化钾、氧化钙、过氧化钙、碳酸钙、碳酸钾、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的至少一种;进一步优选情况下,所述第一碱源和所述第二碱源各种独立地为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
本发明对所述第一碱源和第二碱源的引入方式没有特别的限定。在本发明中,所述第一碱源和第二碱源可以以固体形式引入,也可以以溶液的形式引入,优选地,所述第一碱源和所述第二碱源以溶液(例如水溶液)的形式使用。
特别优选情况下,本发明的所述第一碱源和所述第二碱源为浓度为10-50重量%的氢氧化钠水溶液。
本发明步骤(3)所述湿式氧化可以在湿式氧化反应器中进行。按照本发明,将所述物料II进行湿式氧化,即是在一定温度和压力的条件下,在液相中利用氧化剂,将所述物料II中的溶解态或悬浮态有机物氧化成二氧化碳和水,从而达到去除污染物的目的,同时将还原态无机物氧化成稳定态物质。
按照本发明,尽管所述湿式氧化的条件的可选择范围仍然较宽,但是,在本发明中,由于在将污泥进行湿式氧化之前,将污泥进行了步骤(1)和步骤(2)的处理,因此,所述湿式氧化的条件可以大幅度降低,即,可以在较温和的条件下实施就可以达到有效去除物料II中剩余有机物的效果。
按照本发明,所述湿式氧化的条件一般包括温度、压力和时间。综合考虑效果和成本,优选地,所述湿式氧化的条件包括:温度为180-280℃,压力为1.5-8MPa,反应时间为0.1-3h;进一步优选地,所述湿式氧化的条件包括:温度为200-240℃,压力为2-7MPa,反应时间为0.2-1h。
此外,为了提供氧化所需要的氧化剂,所述湿式氧化条件还包括向污泥中加入氧化剂。其中,所述氧化剂优选为氧体积含量不低于1体积%的含氧气体,进一步优选为空气或纯氧。本发明所述空气或纯氧的通入量不做特别的限定,只要能够使得反应压力在上述限定范围即可。
根据本发明,优选地,步骤(4)所述脱水的条件使得脱水得到的固体污泥的含水率不高于60重量%。其中,所述脱水的方法可以参考本领域中的常规方法,在此不再赘述。事实上,由本发明的方法能够获得含水率不高于60重量%的固体污泥,这也是本发明的有益效果之一。
根据本发明的一种具体实施方式,步骤(4)脱水得到的固体污泥可以外送处理,例如,将步骤(4)脱水得到的固体污泥进行焚烧和/或填埋。
为了进一步节约能耗,优选地,该方法还包括:将所述物料III与所述生化剩余污泥和/或所述物料I进行换热,然后进行步骤(4)所述脱水。
从成本和效果方面考虑,优选地,本发明提供的处理方法包括:
(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行第一接触反应得到物料I,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为7-10,所述第一接触反应的温度为60-100℃;
(2)将所述物料I与第二碱源进行第二接触反应得到物料II,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-11,所述第二接触反应的温度为140-190℃;
(3)将所述物料II进行湿式氧化得到物料III,将所述物料III与步骤(1)所述生化剩余污泥和/或步骤(2)所述物料I进行换热;
(4)将所述物料III进行脱水。
该种优选实施方式不仅特别适用于有机物的释放和脱除,而且有效利用系统内反应热,减少了能耗。
本发明第二方面提供一种生化剩余污泥减量处理方法,该处理方法在包括污泥预处理罐、热水解反应器、湿式氧化反应器和脱水装置的系统中实施,该方法包括:
(1)将生化剩余污泥与第一碱源引入污泥预处理罐中以进行第一接触反应得到物料I,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为7-10;
(2)将所述物料I与第二碱源引入热水解反应器中以进行第二接触反应得到物料II,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-11;
(3)将所述物料II引入湿式氧化反应器中进行湿式氧化得到物料III;
(4)将所述物料III引入脱水装置中进行脱水。
优选地,所述系统还包括:第一换热器和/或第二换热器,该方法还包括:将所述物料III与所述生化剩余污泥通过第一换热器进行换热,和/或,将所述物料III与所述物料I通过第二换热器进行换热,然后进行步骤(4)所述脱水。
具体地,所述系统还包括:脱水装置,以实现在所述脱水装置中将所述物料III进行脱水。
本发明第二方面中所述的碱源、生化剩余污泥的相关内容可以与上述第一方面中所述的碱源、生化剩余污泥的相关内容对应相同。
本发明第二方面中各步骤的反应条件和物料用量的相关内容可以与上述第一方面中所述的各步骤的反应条件和物料用量的相关内容相同。
本发明的第三方面提供了一种生化剩余污泥减量处理系统,该系统包括:通过管线依次连通的污泥预处理罐、热水解反应器、湿式氧化反应器和脱水装置;该系统还包括:第一碱源供应单元和第二碱源供应单元;
所述污泥预处理罐与所述第一碱源供应单元通过管线连通,使得生化剩余污泥与所述第一碱源供应单元提供的第一碱源在所述污泥预处理罐中进行第一接触反应得到物料I;
所述热水解反应器与所述第二碱源供应单元通过管线连通,使得所述物料I与所述第二碱源供应单元提供的第二碱源在所述热水解反应器中进行第二接触反应得到物料II。
所述第一碱源供应单元和第二碱源供应单元可以为两个独立的碱源供应单元,也可以为同一个碱源供应单元。
优选地,该处理系统还包括:第一换热器和/或第二换热器,所述第一换热器用于将所述湿式氧化反应器出口的物料III与生化剩余污泥进行换热,所述第二换热器用于将所述湿式氧化反应器出口的物料III与物料I进行换热。
本发明提供的处理系统不仅设备简单,不需要额外增加新的设备,而且具有处理成本低,处理后污泥脱水效果好的优点。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中,在没有特别说明的情况下,使用的各种原料均为市售品。
下述实施例中,所述生化剩余污泥来源于污水处理厂二沉池。
污泥中SS、VSS和污泥含水率通过CJ/T 221-2005标准方法获得。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法。
(1)将含水率为98重量%的生化剩余污泥(VSS/SS为72%)和碱源供应单元提供的30重量%的氢氧化钠水溶液引入至污泥预处理罐中,在120℃下进行第一接触反应,污泥在污泥预处理罐中的停留时间为1h,且氢氧化钠水溶液的用量使得所述污泥预处理罐中的pH值保持为8.5,所述第一接触反应后获得物料I;
(2)将所述物料I和碱源供应单元提供的30重量%的氢氧化钠水溶液引入至热水解反应器中,在180℃下进行第二接触反应,物料在热水解反应器中的停留时间为1h,且氢氧化钠水溶液的用量使得所述热水解反应器中的物料的pH值保持为9.5,所述第二接触反应获得物料II;
(3)将所述物料II引入湿式氧化反应器,并向其中通入氧气,在温度为210℃,压力为4.3MPa条件下进行湿式氧化反应,物料在湿式氧化反应器中的停留时间为0.5h,所述湿式氧化反应得到物料III;
将所述物料III与步骤(1)所述生化剩余污泥和步骤(2)所述物料I分别通过第一换热器和第二换热器进行换热;
(4)将步骤(3)换热后物料引入至脱水机中进行脱水并压滤,获得含水率为37.6重量%,VSS/SS为10.5%的泥饼。
对比例1
按照实施例1的方法,不同的是,不进行步骤(1)和步骤(2),直接将生化剩余污泥送入湿式氧化反应器进行湿式氧化反应,物料在湿式氧化反应器中的停留时间为1.5h。获得含水率为43.7重量%,VSS/SS为13.8%的泥饼。
对比例2
按照实施例1的方法,不同的是,本对比例中不加入第一碱源而仅加入第二碱源,并且第二碱源的加入量使得所述热水解反应器中的物料的pH值保持为9.5,具体地:
(1)将含水率为98重量%的生化剩余污泥(VSS/SS为72%)引入至污泥预处理罐中,在120℃下污泥在污泥预处理罐中的停留时间为1h,获得物料I;
(2)将所述物料I和碱源供应单元提供的30重量%的氢氧化钠水溶液引入至热水解反应器中,在180℃下进行第二接触反应,物料在热水解反应器中的停留时间为1h,且氢氧化钠水溶液的用量使得所述热水解反应器中的物料的pH值保持为9.5,所述第二接触反应获得物料II;
(3)将所述物料II引入湿式氧化反应器,并向其中通入氧气,在温度为210℃,压力为4.3MPa条件下进行湿式氧化反应,物料在湿式氧化反应器中的停留时间为0.5h,所述湿式氧化反应得到物料III;
将所述物料III与步骤(1)所述生化剩余污泥和步骤(2)所述物料I分别通过第一换热器和第二换热器进行换热;
(4)将步骤(3)换热后物料引入至脱水机中进行脱水并压滤,获得含水率为38.5重量%,VSS/SS为11%的泥饼。
对比例3
按照实施例1的方法,不同的是,本对比例中不加入第二碱源而仅加入第一碱源,并且第一碱源的加入量使得所述污泥预处理罐中的pH值保持为8.5,具体地:
(1)将含水率为98重量%的生化剩余污泥(VSS/SS为72%)和碱源供应单元提供的30重量%的氢氧化钠水溶液引入至污泥预处理罐中,在120℃下进行第一接触反应,污泥在污泥预处理罐中的停留时间为1h,且氢氧化钠水溶液的用量使得所述污泥预处理罐中的pH值保持为8.5,所述第一接触反应后获得物料I;
(2)将所述物料I引入至热水解反应器中,在180℃下在热水解反应器中停留1h,得到物料II;
(3)将所述物料II引入湿式氧化反应器,并向其中通入氧气,在温度为210℃,压力为4.3MPa条件下进行湿式氧化反应,物料在湿式氧化反应器中的停留时间为0.5h,所述湿式氧化反应得到物料III;
将所述物料III与步骤(1)所述生化剩余污泥和步骤(2)所述物料I分别通过第一换热器和第二换热器进行换热;
(4)将步骤(3)换热后物料引入至脱水机中进行脱水并压滤,获得含水率为39.7重量%,VSS/SS为11.8%的泥饼。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法。
按照实施例1的方法,不同的是,步骤(3)中,湿式氧化反应器中反应温度为240℃,压力为5.6MPa。获得含水率为30.5重量%,VSS/SS为4.7%的泥饼。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法。
按照实施例1的方法,不同的是,步骤(2)中,热水解反应器中,在160℃下进行第二接触反应。获得含水率为39.8重量%,VSS/SS为11.7%的泥饼。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法。
按照实施例1的方法,不同的是,步骤(3)中,物料在湿式氧化反应器中的停留时间为1h。获得含水率为35.6重量%,VSS/SS为9.7%的泥饼。
实施例5
按照实施例1的方法,不同的是,步骤(1)和步骤(2)中氢氧化钠水溶液的加入量分别使得污泥预处理罐中的pH值和热水解反应器中的物料的pH值均保持为10。获得含水率为38重量%,VSS/SS为11.5%的泥饼。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法。
(1)将含水率为97.3重量%的生化剩余污泥(VSS/SS为69%)和碱源供应单元提供的30重量%的氢氧化钠水溶液引入至污泥预处理罐中,在100℃下进行第一接触反应,污泥在污泥预处理罐中的停留时间为2h,且氢氧化钠水溶液的用量使得所述污泥预处理罐中的pH值保持为8,所述第一接触反应后获得物料I;
(2)将所述物料I和碱源供应单元提供的30重量%的氢氧化钠水溶液引入至热水解反应器中,在190℃下进行第二接触反应,物料在热水解反应器中的停留时间为0.5h,且氢氧化钠水溶液的用量使得所述热水解反应器中的物料的pH值保持为9,所述第二接触反应获得物料II;
(3)将所述物料II引入湿式氧化反应器,并向其中通入氧气,在温度为240℃,压力为5.6MPa条件下进行湿式氧化反应,物料在湿式氧化反应器中的停留时间为0.4h,所述湿式氧化反应得到物料III;
将所述物料III与步骤(1)所述生化剩余污泥和步骤(2)所述物料I分别通过第一换热器和第二换热器进行换热;
(4)将步骤(3)换热后物料引入至脱水机中进行脱水并压滤,获得含水率为33.5重量%,VSS/SS为6.7%的泥饼。
实施例7
本实施例用于说明本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法。
(1)将含水率为98.2重量%的生化剩余污泥(VSS/SS为65%)和碱源供应单元提供的30重量%的氢氧化钠水溶液引入至污泥预处理罐中,在80℃下进行第一接触反应,污泥在污泥预处理罐中的停留时间为4h,且氢氧化钠水溶液的用量使得所述污泥预处理罐中的pH值保持为9,所述第一接触反应后获得物料I;
(2)将所述物料I和碱源供应单元提供的30重量%的氢氧化钠水溶液引入至热水解反应器中,在170℃下进行第二接触反应,物料在热水解反应器中的停留时间为2h,且氢氧化钠水溶液的用量使得所述热水解反应器中的物料的pH值保持为10,所述第二接触反应获得物料II;
(3)将所述物料II引入湿式氧化反应器,并向其中通入氧气,在温度为200℃,压力为3.9MPa条件下进行湿式氧化反应,物料在湿式氧化反应器中的停留时间为1h,所述湿式氧化反应得到物料III;
将所述物料III与步骤(1)所述生化剩余污泥和步骤(2)所述物料I分别通过第一换热器和第二换热器进行换热;
(4)将步骤(3)换热后物料引入至脱水机中进行脱水并压滤,获得含水率为39.5重量%,VSS/SS为11.6%的泥饼。
由上述结果可以看出,本发明提供的生化剩余污泥减量处理方法能够获得含水率低的滤饼,且VSS/SS值低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种生化剩余污泥减量处理方法,该方法包括:
(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行第一接触反应得到物料I,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为7-10;
(2)将所述物料I与第二碱源进行第二接触反应得到物料II,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-11;
(3)将所述物料II进行湿式氧化得到物料III;
(4)将所述物料III进行脱水。
2.一种生化剩余污泥减量处理方法,该处理方法在包括污泥预处理罐、热水解反应器、湿式氧化反应器和脱水装置的系统中实施,该方法包括:
(1)将生化剩余污泥与第一碱源引入污泥预处理罐中以进行第一接触反应得到物料I,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为7-10;
(2)将所述物料I与第二碱源引入热水解反应器中以进行第二接触反应得到物料II,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-11;
(3)将所述物料II引入湿式氧化反应器中进行湿式氧化得到物料III;
(4)将所述物料III引入脱水装置中进行脱水。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法,其中,进行所述第二接触反应的混合物流的pH值高于进行所述第一接触反应的混合物流的pH值。
4.根据权利要求1或2所述的处理方法,其中,所述第一碱源的用量使得进行所述第一接触反应的混合物流的pH值保持为8-9;
优选地,所述第一接触反应的时间为0.1-16h,优选为0.5-4h;
优选地,所述第一接触反应的温度为30-120℃,优选为60-120℃。
5.根据权利要求1或2所述的处理方法,其中,所述第二碱源的用量使得进行所述第二接触反应的混合物流的pH值保持为9-10;
优选地,所述第二接触反应的时间为0.1-16h,优选为0.5-4h;
优选地,所述第二接触反应的温度为120-230℃,优选为140-190℃。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的处理方法,其中,所述第一碱源和所述第二碱源各种独立地选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钠、过氧化钠、氧化钾、过氧化钾、氧化钙、过氧化钙、碳酸钙、碳酸钾、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的至少一种;
优选地,所述第一碱源和所述第二碱源以溶液的形式使用;
优选地,所述第一碱源和所述第二碱源为浓度为10-50重量%的氢氧化钠水溶液。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的处理方法,其中,所述湿式氧化的条件包括:温度为180-280℃,压力为1.5-8MPa,反应时间为0.1-3h;
优选地,所述湿式氧化的条件包括:温度为200-240℃,压力为2-7MPa,反应时间为0.2-1h。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的处理方法,其中,步骤(4)所述脱水的条件使得脱水得到的固体污泥的含水率不高于60重量%。
9.根据权利要求1所述的处理方法,其中,该方法还包括:将所述物料III与所述生化剩余污泥和/或所述物料I进行换热,然后进行步骤(4)所述脱水。
10.根据权利要求2所述的处理方法,其中,所述系统还包括:第一换热器和/或第二换热器,该方法还包括:将所述物料III与所述生化剩余污泥通过第一换热器进行换热,和/或,将所述物料III与所述物料I通过第二换热器进行换热,然后进行步骤(4)所述脱水。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的处理方法,其中,所述生化剩余污泥的含水率为95-99.9重量%,优选为96-99.5重量%;挥发分比f在30%以上,其中f=VSS/SS。
12.一种生化剩余污泥减量处理系统,该系统包括:通过管线依次连通的污泥预处理罐、热水解反应器、湿式氧化反应器和脱水装置;该系统还包括:第一碱源供应单元和第二碱源供应单元;
所述污泥预处理罐与所述第一碱源供应单元通过管线连通,使得生化剩余污泥与所述第一碱源供应单元提供的第一碱源在所述污泥预处理罐中进行第一接触反应得到物料I;
所述热水解反应器与所述第二碱源供应单元通过管线连通,使得所述物料I与所述第二碱源供应单元提供的第二碱源在所述热水解反应器中进行第二接触反应得到物料II。
13.根据权利要求12所述的处理系统,其中,该处理系统还包括:第一换热器和/或第二换热器,所述第一换热器用于将所述湿式氧化反应器出口的物料III与生化剩余污泥进行换热,所述第二换热器用于将所述湿式氧化反应器出口的物料III与物料I进行换热。
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