CN112979121B - 一种有机污泥的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有机污泥的处理方法，属于污泥处理领域。本发明所述有机污泥的处理方法利用亚铁离子与过氧化氢溶液作为预处理剂加入有机污泥中进行芬顿反应，使有机污泥的性状失稳，随后通过旋流分离器将失稳后的有机污泥各组分进行分离；经过分离后的有机物送入水解酸化池分解成为小分子水溶性有机质用于污水厂的脱氮除磷原料，相比于传统添加甲醇/乙酸钠的做法更加节约成本；而分离得到的无机质因成分更加单一相比于传统污泥其脱水性能更好，含水率最低可达45％以下，处理效率高。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种有机污泥的处理方法。
背景技术
随着经济的发展，人民生活水平的提高，对于水质的要求也提高。然而，提高污水处理标准的同时，污泥的产量也相应的增加，目前，年产生含水率80％的污泥可达5000余万吨，污泥问题愈发严重。
为了提高污水池的脱氮效果，污水厂使用乙酸钠作为碳源，供微生物脱氮使用；然而这样不仅提高了运行成本，同时污泥中的有机质含量太高会导致脱水性能下降。
发明内容
基于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供了一种有机污泥的处理方法，该方法可有效将有机污泥中的有机物和无机质分离，所述有机物经后续水解酸化后可用于污水厂的脱氮除磷碳源，而由于有机物的分离，得到的无机质脱水性能大大提高，经过脱水后含水量可达45％以下，处理效率显著提高。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种有机污泥的处理方法，包括以下步骤：
(1)有机污泥的预处理：将待处理的有机污泥调节pH至4.5～5.5后，加入亚铁离子和过氧化氢溶液混合均匀并反应30～50min后，调节Zeta电位至±10mV；
(2)组分分离：将步骤(1)预处理后的有机污泥置入旋流分离器中分离上清液、有机物及无机质；
(3)有机物和无机质的处理：将步骤(2)分离得到的有机物置入水解酸化池中分解胞外物质，直至水解酸化池中的氧化还原电位下降至-320～-340mV；将步骤(2)分离得到的无机质压滤脱水。
本发明所述有机污泥的处理方法中，利用亚铁离子与过氧化氢溶液作为预处理剂加入有机污泥中进行芬顿反应，使有机污泥的性状失稳，随后通过旋流分离器将失稳后的有机污泥各组分进行分离；经过分离后的有机物送入水解酸化池分解成为小分子水溶性有机质用于污水厂的脱氮除磷原料，相比于传统添加甲醇/乙酸钠的做法更加节约成本；而分离得到的无机质成分更加单一相比于传统污泥其脱水性能更好，含水率最低可达40％以下，处理效率高。
优选地，步骤(1)所述亚铁离子的加入量为10～50g/kg污泥干基，过氧化氢溶液中过氧化氢的加入量为10～30g/kg污泥干基。
所述添加量可保证芬顿反应进行充分，大幅度降低有机污泥的Zeta电位，减少有机污泥中有机物与无机质的相互作用，从而达到分离的效果。
更优选地，所述亚铁离子选用七水合硫酸亚铁。
优选地，步骤(2)所述旋流分离器包括旋流分离器上部和旋流分离器下部；所述旋流分离器上部和下部通过法兰连接；
更优选地，所述旋流分离器上部顶端为出水堰口，所述出水堰口包括出水内堰和包围在出水内堰的出水外堰；所述出水外堰连接溢流口，所述步骤(2)中的上清液经出水内堰流至出水外堰，最后由溢流口排出旋流分离器。
更优选地，所述旋流分离器下部底部为底部排口和排空管，所述旋流分离器下部的内部设有锥体内构件，所述旋流分离器下部连接进料口；所述步骤(2)的无机质从底部排口排出。
本发明所述旋流分离器从下部进料，所述下部设有锥体内构件，其开度为40～50°；内构件中设有凸点，设置夹角为45～60°用于支撑锥体内构件；装置进料后，一方面旋流分离器下部利用锥体内构件中的凸点稳定涡流，避免高速旋转导致的涡流失稳；另一方面旋流分离器的上部则利用重力沉降和二次流的原理，以及污泥中有机物与无机质的水力重量不同，使二者在上升和二次流的作用下分离。
更优选地，步骤(2)所述预处理后的有机污泥的进料线速度为2～4m/s。
所述条件下，状态失稳的有机污泥可缓慢进入旋流分离器中，此时有机污泥可有效分层，随着进料量不断增多，分层后的上清液可通过溢流口排出，而密度较大且沉底的无机质则可以不断从底部排口排出，旋流分离器中的有机物的浓度则不断增加，从而起到分离有机污泥及浓缩有机物的效果。
优选地，步骤(3)所述分解胞外物质的温度为常温，分解时间为8～12h。
优选地，步骤(3)所述压滤脱水的时间为2.5～3h；压滤脱水时的进泥压力为1.2～1.6MPa，以10～15kPa/min的速率递增并进行首次压滤，待进泥1～1.5h后提高压力至2.5MPa进行二次压滤。
本发明的有益效果在于，本发明提供了一种有机污泥的处理方法，该方法利用亚铁离子与过氧化氢溶液作为预处理剂加入有机污泥中进行芬顿反应，使有机污泥的性状失稳，随后通过旋流分离器将失稳后的有机污泥各组分进行分离；经过分离后的有机物送入水解酸化池分解成为小分子水溶性有机质用于污水厂的脱氮除磷原料，相比于传统添加甲醇/乙酸钠的做法更加节约成本；而分离得到的无机质因成分更加单一相比于传统污泥其脱水性能更好，含水率最低可达45％以下，处理效率高。
附图说明
图1为本发明所述有机污泥的处理方法中旋流分离器上部的结构示意图；
图2为本发明所述有机污泥的处理方法中旋流分离器下部的结构示意图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本发明作进一步说明，其目的在于详细地理解本发明的内容，而不是对本发明的限制。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，都属于本发明的保护范围。本发明实施、对比例所设计的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。
实施例1
本发明所述有机污泥的处理方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)有机污泥的预处理：将含水率98.5％的100kg(约100L)待处理的有机污泥加入调理罐中，用质量浓度为50％的硫酸调节pH至4.5后，加入七水合硫酸亚铁，机械搅拌5min后加入过氧化氢溶液混合均匀并反应30min，调节Zeta电位至±10mV；所述七水合硫酸亚铁中亚铁离子的添加量为为35g/kg污泥干基，过氧化氢溶液中过氧化氢的加入量为30g/kg污泥干基。
(2)组分分离：将步骤(1)预处理后的有机污泥以2m/s的进料线速度置入旋流分离器中停留10min后分离上清液、有机物及无机质；所述旋流分离器包括旋流分离器上部和旋流分离器下部；所述旋流分离器上部和下部通过法兰连接；所述旋流分离器上部如图1所示，顶端为出水堰口，所述出水堰口包括出水内堰和包围在出水内堰的出水外堰；所述出水外堰连接溢流口，所述上清液经出水内堰流至出水外堰，最后由溢流口排出旋流分离器。所述旋流分离器下部如图2所示，底部为底部排口和排空管，所述旋流分离器下部的内部设有锥体内构件，旋流分离器下部连接进料口；所述无机质从底部排口排出。
(3)有机物和无机质的处理：将步骤(2)分离得到的有机物置入水解酸化池中常温下分解胞外物质，直至水解酸化池中的氧化还原电位下降至-330mV；将步骤(2)分离得到的无机质压滤脱水。所述分解胞外物质的时间为10h；所述压滤脱水的时间为3h；压滤脱水时的进泥压力为1.4MPa，以12kPa/min的速率递增并进行首次压滤，待进泥1.5h后提高压力至2.5MPa进行二次压滤。
实施例2
本发明所述有机污泥的处理方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)有机污泥的预处理：将含水率98.5％的100kg(约100L)待处理的有机污泥加入调理罐中，用质量浓度为50％的硫酸调节pH至4.5后，加入七水合硫酸亚铁，机械搅拌5min后加入过氧化氢溶液混合均匀并反应40min，调节Zeta电位至±10mV；所述七水合硫酸亚铁中亚铁离子的添加量为为25g/kg污泥干基，过氧化氢溶液中过氧化氢的加入量为20g/kg污泥干基。
(2)组分分离：将步骤(1)预处理后的有机污泥以3m/s的进料线速度置入旋流分离器中停留10min后分离上清液、有机物及无机质；所述旋流分离器与实施例1相同。
(3)有机物和无机质的处理：将步骤(2)分离得到的有机物置入水解酸化池中常温分解胞外物质，直至水解酸化池中的氧化还原电位下降至-330mV；将步骤(2)分离得到的无机质压滤脱水；所述分解胞外物质的时间为9h；所述压滤脱水的时间为2.5h；压滤脱水时的进泥压力为1.6MPa，以15kPa/min的速率递增并进行首次压滤，待进泥1h后提高压力至2.5MPa进行二次压滤。
实施例3
本发明所述有机污泥的处理方法的一种实施例，包括以下步骤：
(1)有机污泥的预处理：将含水率98.5％的100kg(约100L)待处理的有机污泥加入调理罐中，用质量浓度为50％的硫酸调节pH至4.5后，加入七水合硫酸亚铁，机械搅拌5min后加入过氧化氢溶液混合均匀并反应35min，调节Zeta电位至±10mV；所述七水合硫酸亚铁中亚铁离子的添加量为为30g/kg污泥干基，过氧化氢溶液中过氧化氢的加入量为30g/kg污泥干基。
(2)组分分离：将步骤(1)预处理后的有机污泥以4m/s的进料线速度置入旋流分离器中停留10min后分离上清液、有机物及无机质；所述旋流分离器与实施例1相同。
(3)有机物和无机质的处理：将步骤(2)分离得到的有机物置入水解酸化池中常温下分解胞外物质，直至水解酸化池中的氧化还原电位下降至-330mV；将步骤(2)分离得到的无机质压滤脱水；所述分解胞外物质的时间为12h；所述压滤脱水的时间为3h；压滤脱水时的进泥压力为1.2MPa，以10kPa/min的速率递增并进行首次压滤，待进泥1.5h后提高压力至2.5MPa进行二次压滤。
对比例1
本对比例所述有机污泥的处理方法，包括以下步骤：
(1)将含水率98.7％的100kg(约100L)待处理的有机污泥加入调理罐中以4m/s的进料线速度置入旋流分离器中停留10min后分离上清液、有机物及无机质；所述旋流分离器与实施例1相同。
(2)有机物和无机质的处理：将步骤(1)分离得到的有机物置入水解酸化池中常温下分解胞外物质，直至水解酸化池中的氧化还原电位下降至-330mV；将步骤(1)分离得到的无机质压滤脱水；所述分解胞外物质的时间为10h；所述压滤脱水的时间为3h；压滤脱水时的进泥压力为1.4MPa，以12kPa/min的速率递增并进行首次压滤，待进泥1.5h后提高压力至2.5MPa进行二次压滤。
对实施例1～3及对比例1所述有机污泥在处理前，分离过程以及分离后进行有机物含量的测定，同时对压滤脱水后的无机质进行含水量测试，测试结果如表1所示。
表1
从表1可知，本发明所述有机污泥的处理方法可有效将有机污泥中的有机物和无机质分离浓缩，与没有预处理的对比例1相比，虽然最终有机物的回收率相当，但旋流分离器上部回收的有机物含量更高，回收效率高；而经过分离后的无机质其脱水能力也显著提高，经过压滤脱水后的含水量低于45％。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种有机污泥的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)有机污泥的预处理：将待处理的有机污泥调节pH至4.5～5.5后，加入亚铁离子和过氧化氢溶液混合均匀并反应30～50min后，调节Zeta电位至±10mV；
(2)组分分离：将步骤(1)预处理后的有机污泥以2～4m/s的进料线速度置入旋流分离器中分离上清液、有机物及无机质；所述旋流分离器包括旋流分离器上部和旋流分离器下部；所述旋流分离器上部和下部通过法兰连接；
所述旋流分离器上部顶端为出水堰口，所述出水堰口包括出水内堰和包围在出水内堰的出水外堰；所述出水外堰连接溢流口，所述上清液经出水内堰流至出水外堰，最后由溢流口排出旋流分离器；
所述旋流分离器下部底部为底部排口和排空管，所述旋流分离器下部的内部设有锥体内构件，其开度为40～50°；内构件中设有凸点，设置夹角为45～60°用于支撑锥体内构件；所述旋流分离器下部连接进料口；所述无机质从底部排口排出；
(3)有机物和无机质的处理：将步骤(2)分离得到的有机物置入水解酸化池中分解胞外物质，直至水解酸化池中的氧化还原电位下降至-320～-340mV；将步骤(2)分离得到的无机质压滤脱水。
2.如权利要求1所述的有机污泥的处理方法，其特征在于，步骤(1)所述亚铁离子的加入量为10～50g/kg污泥干基，过氧化氢溶液中过氧化氢的加入量为10～30g/kg污泥干基。
3.如权利要求2所述的有机污泥的处理方法，其特征在于，所述亚铁离子选用七水合硫酸亚铁。
4.如权利要求1所述的有机污泥的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述压滤脱水的时间为2.5～3h；压滤脱水时的进泥压力为1.2～1.6MPa，以10～15kPa/min的速率递增并进行首次压滤，待进泥1～1.5h后提高压力至2.5MPa进行二次压滤。
5.如权利要求1所述的有机污泥的处理方法，其特征在于，步骤(3)所述分解胞外物质的温度为常温，分解时间为8～12h。
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