CN113415963A - 处理污泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理污泥的方法，所述方法包括：(1)将污泥与聚丙烯酰胺混合进行一级脱水处理，以便得到一级脱水污泥；(2)将所述一级脱水污泥与生物炭和絮凝剂混合后进行二级脱水处理，以便得到脱水污泥，其中，在步骤(1)中，所述污泥的含水率为96～98wt％，所述一级脱水污泥的含水率为75～90wt％。由此，将生物炭替代生石灰作为助凝剂，可起到基本一致的污泥脱水效果。此外，将生物炭替代生石灰后，可显著提高污泥的后续热干化效率，从而显著减低了工业成本，而且降低了碳化能耗，促进了碳化技术的发展。
Description
技术领域
本发明涉及污泥再生处理技术领域，具体涉及一种处理污泥的方法。
背景技术
在无氧环境下，将污泥等有机固废进行热解碳化制备生物炭和热解油气，可显著减小污泥和垃圾的残留体积，杀死病原微生物，分解有机污染物，并钝化生物质中重金属，降低固废重金属环境风险，实现污泥的减量化、无害化和稳定化；热解产生的热解油气可直接回用作为系统能源供给。
但是，污泥含水率较高，在进行碳化前首先进行脱水、干燥。目前主流的脱水技术包括离心脱水机、叠螺脱水机、带式脱水机以及板框脱水机等。其中，前三种脱水机的出泥含水率基本在80％左右，后续热干化能耗高；板框脱水机可将含水率降至60％左右，但需要添加大量的生石灰等无机药剂。生石灰的加入不仅会极大的降低污泥有机质含量，且与水形成氢氧化钙，降低脱水效率，增加碳化能耗，极不利于碳化技术的发展。
因此，现有的处理污泥的方法有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种处理污泥的方法，该处理污泥的方法将生物炭替代生石灰作为助凝剂，可起到基本一致的污泥脱水效果。此外，可显著提高污泥的后续热干化效率，从而显著减低了工业成本，而且降低了碳化能耗，促进了碳化技术的发展。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理污泥的方法。根据本发明实施例，所述方法包括：
(1)将污泥与聚丙烯酰胺混合进行一级脱水处理，以便得到一级脱水污泥；
(2)将所述一级脱水污泥与生物炭和絮凝剂混合后进行二级脱水处理，以便得到脱水污泥，其中，在步骤(1)中，所述污泥的含水率为96～98wt％，所述一级脱水污泥的含水率为75～90wt％。
根据本发明实施例的处理污泥的方法，首先通过加入聚丙烯酰胺与污泥(含水率为96～98wt％)进行一级脱水处理，利用聚丙烯酰胺将污泥中的游离水脱离出来，得到含水率为75～90wt％的一级脱水污泥，然后将一级脱水污泥与生物炭和絮凝剂混合进行二级脱水。在该过程中，生物炭作为助凝剂本身没有改性作用，絮凝剂起到主要的污泥改性作用，但生物炭内部结构疏松多孔、不可压缩强度高，可在污泥内部形成骨架结构，从而为水分的脱除提供通道，同时生物炭携带的电荷能够与污泥颗粒所带的反电荷发生电中和作用，提高污泥的脱水性质，从而显著降低污泥中的含水率。由此，将生物炭替代生石灰作为助凝剂，可起到基本一致的污泥脱水效果，从而降低了工业成本。此外，由于生物炭为疏水性材料，在污泥中可以形成骨架，从而提高了污泥的孔隙率和受热面积，因此将生物炭替代生石灰后，还可显著提高混合污泥的后续热干化效率，从而进一步减低了工业成本，而且降低了碳化能耗，促进了碳化技术的发展。
另外，根据本发明上述实施例的处理污泥的方法，还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，进行所述一级脱水处理的设备包括离心脱水机、叠螺脱水机和带式脱水机中的至少之一。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述聚丙烯酰胺的加入量为所述污泥干基质量的1‰～10‰。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述絮凝剂包括铁盐、铝盐和镁盐中的至少之一。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述絮凝剂包括氯化镁、硫酸铁、硫酸铝、硫酸镁和无机高分子絮凝剂中的至少之一。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述无机高分子絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁和聚合硫酸硅铁中的至少之一。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述絮凝剂的添加量为所述污泥干基的0～20wt％。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述生物炭的粒径为10～200目。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述生物炭的添加量为所述污泥干基的10～40wt％。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述絮凝剂与所述生物炭的加入时间间隔为1～5min。由此，可以降低污泥的含水率。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，进行所述一级脱水污泥与生物炭及絮凝剂的混合处理的设备为双轴螺旋，螺旋叶片的倾斜角度为30～60°。由此，双轴螺旋间可实现相互剪切，促进污泥中水分排出，并实现自清洁。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述二级脱水处理的设备包括板框压滤机、高压带式脱水机和高压压榨机中的至少之一，优选为高压带式脱水机。
在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述二级脱水污泥的含水率为55～70wt％。
在本发明的一些实施例中，所述处理污泥的方法进一步包括：(3)将所述脱水污泥进行干化和热解处理，以便得到热解碳，并将所述热解碳返回步骤(2)作为所述生物炭。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的处理污泥的方法流程示意图；
图2是根据本发明再一个实施例的处理污泥的方法流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种处理污泥的方法。根据本发明实施例，参考图1，该方法包括：
S100：将污泥与聚丙烯酰胺混合进行一级脱水处理
该步骤中，将污泥与聚丙烯酰胺混合进行一级脱水处理，以便得到一级脱水污泥。发明人发现，由于污泥中存在大量的有机物和微小的胶体颗粒，使得污泥中的水分很难分离出来，通过加入聚丙烯酰胺对污泥进行预处理，利用聚丙烯酰胺将污泥中的游离水脱离出来，能够降低污泥中的含水率，从而降低后续工艺的能耗和运行费用。具体地，污泥的含水率为96～98wt％，经过一级脱水处理后，一级脱水污泥的含水率为75～90wt％。
进一步地，聚丙烯酰胺的加入量为污泥干基质量的1‰～10‰。需要说明的是，一级脱水处理的设备并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，一级脱水处理的设备包括离心脱水机、叠螺脱水机和带式脱水机中的至少之一。
S200：将一级脱水污泥与生物炭和絮凝剂混合后进行二级脱水处理
该步骤中，将上述得到的一级脱水污泥与生物炭和絮凝剂混合后进行二级脱水处理，以便得到脱水污泥。发明人发现，在该过程中，生物炭作为助凝剂本身没有改性作用，絮凝剂起到主要的污泥改性作用，但生物炭内部结构疏松多孔、不可压缩强度高，可在污泥内部形成骨架结构，从而为水分的脱除提供通道，同时生物炭携带的电荷能够与污泥颗粒所带的反电荷发生电中和作用，提高污泥的脱水性质，从而显著降低污泥中的含水率，从而得到的二级脱水污泥的含水率为55～70wt％。由此，将生物炭替代生石灰作为助凝剂，可起到基本一致的污泥脱水效果，从而降低了工业成本。
进一步地，生物炭的添加量为污泥干基的10～40wt％，絮凝剂的添加量为污泥干基的0～20wt％。更进一步地，生物炭的粒径为10～200目。发明人发现，生物炭粒径过大，导致生物炭在污泥内的分散不均匀，从而降低生物炭的效果；而生物炭粒径过小，则需要更高的破碎要求。
需要说明的是，生物炭与絮凝剂的添加顺序并不受特别限制，但发明人发现，先加入生物炭会降低絮凝剂与一级脱水污泥的接触面积，因此，根据本发明的一个优选方案，一级脱水污泥先与絮凝剂混合后，再加入生物炭，且生物炭与絮凝剂的加入时间间隔为1～5min。
需要说明的是，絮凝剂的类型并不受特别限制，絮凝剂包括铁盐、铝盐和镁盐中的至少之一。具体地，本领域技术人员可以根据实际需求选择，如氯化镁、硫酸铁、硫酸铝、硫酸镁和无机高分子絮凝剂中的至少之一，无机高分子絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁和聚合硫酸硅铁中的至少之一。
进一步地，进行一级脱水污泥与生物炭及絮凝剂的混合处理的设备为双轴螺旋，双轴螺旋间可实现相互剪切，促进污泥中水分排出，并实现自清洁。具体地，上述螺旋叶片的倾斜角度为30～60°。
需要说明的是，二级脱水处理的设备的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，二级脱水处理的设备包括板框压滤机、高压带式脱水机和高压压榨机中的至少之一。但考虑到进料及布料方式的影响，优选为高压带式脱水机。
根据本发明实施例的处理污泥的方法，首先通过加入聚丙烯酰胺与污泥(含水率为96～98wt％)进行一级脱水脱水处理，利用聚丙烯酰胺将污泥中的游离水脱离出来，能够降低污泥中的含水率，得到含水率为75～90wt％的一级脱水污泥，然后将一级脱水污泥与生物炭和絮凝剂混合进行二级脱水，在该过程中，生物炭作为助凝剂本身没有改性作用，絮凝剂起到主要的污泥改性作用，但生物炭内部结构疏松多孔、不可压缩强度高，可在污泥内部形成骨架结构，从而为水分的脱除提供通道，同时生物炭携带的电荷能够与污泥颗粒所带的反电荷发生电中和作用，提高污泥的脱水性质，从而显著降低污泥中的含水率。由此，将生物炭替代生石灰作为助凝剂，可起到基本一致的污泥脱水效果，从而降低了工业成本。此外，由于生物炭为疏水性材料，在污泥中可以形成骨架，从而提高了污泥的孔隙率和受热面积，因此将生物炭替代生石灰后，还可显著提高混合污泥的后续热干化效率，从而进一步减低了工业成本，而且降低了碳化能耗，促进了碳化技术的发展。
进一步地，参考图2，本发明上述方法还包括：
S300：将脱水污泥进行干化和热解处理，以便得到热解碳，并将热解碳返回步骤S200作为生物炭
该步骤中，将上述得到的脱水污泥进行干化和热解处理，以便得到热解碳，并将热解碳返回步骤S200作为生物炭。通过将污泥脱水、干化和热解工艺耦合，不仅可显著降低脱水药剂成本，降低污泥含水率，还可进一步提高后续干化段的干化效率，降低污泥热解能耗，形成污泥脱水-干化-热解-脱水的循环处置模式，实现了污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化处理。
具体地，热解处理包括干化处理和碳化处理(干化处理和碳化处理的方式不限)，优选地，上述干化处理的设备包括滚筒干燥机、低温带式干燥机、盘式干燥机和桨叶干燥机中的至少之一，碳化温度为450～600℃，碳化时间为30～60min。经过上述处理得到的热解碳(即污泥生物炭)具有均一的孔径，更高的比表面积，从而具有优异的吸附功能，因此，可以作为生物炭的替代品，返回至步骤S200作为生物炭。发明人发现，在相同条件下，用脱水污泥热解产生的热解炭返回步骤S200作为生物炭，相对于现有技术中采用生石灰作为助凝剂，可起到基本一致的效果。同时，由于生物炭为疏水性材料，在污泥中可以形成骨架，从而提高了污泥的孔隙率和受热面积，因此将生物炭替代生石灰后，可显著提高混合污泥的后续热干化效率，进一步降低了工业成本，而且降低了碳化能耗，促进了碳化技术的发展。
由此，污泥生物炭在实际应用中具有十分重要的意义：(1)通过将污泥生物炭作为聚丙烯酰胺应用于处理污泥的工艺，不存在重金属等二次污染风险，稳定性要求低，为污泥生物炭大规模应用提供了基础和条件，从而能解决污泥生物炭综合利用的出路问题；(2)将污泥生物炭直接在系统内实现资源化利用，具有很高的应用价值；(3)污泥生物炭替代生石灰，显著降低了污泥脱水段的药剂费用，且提高后端干化段的脱水效率，降低碳化段的碳化效率，降低碳化成套工艺的成本，提高碳化工艺的市场竞争力，促进碳化项目的良性发展。
下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中，对于没有列出的反应设备和反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
实施例1
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的5wt‰)混合，并在离心脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为80.7wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂三氯化铁溶液，三氯化铁溶液的添加量为污泥干基的15wt％，三氯化铁溶液的浓度为38wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比三氯化铁的加入时间晚3min；生物炭的粒径为100目，生物炭的添加量为污泥干基的25wt％；
(4)混合后污泥经高压带式脱水机脱水后，所得脱水污泥的含水率为60.83wt％；
(5)将脱水后污泥在滚筒干燥机内干化后，混合污泥含水率降至20.84wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例2
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的3wt‰)混合，并在常压带式脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为78.4wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂聚合硫酸铝铁溶液，聚合硫酸铝铁固体的添加量为污泥干基的8wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比聚合硫酸铝铁的加入时间晚5min；生物炭的粒径为10目，生物炭的添加量为污泥干基的40wt％；
(4)混合后污泥经高压带式脱水机脱水后，所得脱水污泥的含水率为59.36wt％；
(5)将脱水后污泥在低温带式干燥机内干化后，混合污泥含水率降至20.20wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例3
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为污泥干基的5wt‰)混合，并在离心脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为81wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂氯化镁溶液，氯化镁固体的添加量为污泥干基的12wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比氯化镁的加入时间晚3min；生物炭的粒径为200目，生物炭的添加量为污泥干基的20wt％；
(4)混合后污泥经高压带式脱水机脱水后，所得脱水污泥的含水率为60.07wt％；
(5)将脱水后污泥在滚筒干燥机内干化后，混合污泥含水率降至22.21wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例4
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的5wt‰)混合，并在常压带式脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为77wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂聚合氯化铝(PAC)，固体PAC的添加量为污泥干基的5wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比PAC的加入时间晚5min；生物炭的粒径为10目，生物炭的添加量为污泥干基的30wt％；
(4)混合后污泥经高压带式脱水机脱水后，所得脱水污泥的含水率为65.07wt％；
(5)将脱水后污泥在桨叶式干燥机内干化后，混合污泥含水率降至23.62wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例5
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为污泥干基的10wt‰)混合，并在离心脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为81.9wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂硫酸铁溶液，硫酸铁固体的添加量为污泥干基的3wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比硫酸铁的加入时间晚5min；生物炭的粒径为100目，生物炭的添加量为污泥干基的35wt％；
(4)混合后污泥经高压带式脱水机脱水后，所得脱水污泥的含水率为63.74wt％；
(5)将脱水后污泥在滚筒干燥机内干化后，混合污泥含水率降至22.62wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例6
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为污泥干基的6wt‰)混合，并在离心脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为81.3wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂硫酸铝溶液，硫酸铝固体的添加量为污泥干基的10wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比硫酸铝的加入时间晚3min；生物炭的粒径为100目，生物炭的添加量为污泥干基的30wt％；
(4)混合后污泥经高压带式脱水机脱水后，所得脱水污泥的含水率为69.78wt％；
(5)将脱水后污泥在滚筒干燥机内干化后，混合污泥含水率降至25.00wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例7
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为污泥干基的5wt‰)混合，并在离心脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为82.3wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂硫酸镁溶液，硫酸镁固体的添加量为污泥干基的7wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比硫酸镁的加入时间晚4min；生物炭的粒径为50目，生物炭的添加量为污泥干基的30wt％；
(4)混合后污泥经高压带式脱水机脱水后，所得脱水污泥的含水率为65.38wt％；
(5)将脱水后污泥在滚筒干燥机内干化后，混合污泥含水率降至26.83wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例8
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的5wt‰)混合，并在叠螺机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为81.3wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂聚合硫酸铝铁溶液，聚合硫酸铝铁固体的添加量为污泥干基的8wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比聚合硫酸铝铁的加入时间晚4min；生物炭的粒径为100目，生物炭的添加量为污泥干基的25wt％；
(4)混合后污泥经板框压滤机脱水后，所得脱水污泥的含水率为61.39wt％；
(5)将脱水后污泥在低温带式干燥机内干化后，混合污泥含水率降至23.19wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例9
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的5wt‰)混合，并在叠螺机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为81.5wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂聚合硫酸硅铁溶液，聚合硫酸硅铁固体的添加量为污泥干基的8wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比聚合硫酸硅铁的加入时间晚4min；生物炭的粒径为100目，生物炭的添加量为污泥干基的20wt％；
(4)混合后污泥经板框压滤机脱水后，所得脱水污泥的含水率为66.55wt％；
(5)将脱水后污泥在低温带式干燥机内干化后，混合污泥含水率降至28.54wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例10
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的5wt‰)混合，并在叠螺机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为81.8wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂氯化镁和硫酸铁溶液，其中，氯化镁固体的添加量为污泥干基的3.1wt％，硫酸铁固体的添加量为污泥干基的4.8wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比氯化镁和硫酸铁的加入时间晚4min；生物炭的粒径为100目，生物炭的添加量为污泥干基的25wt％；
(4)混合后污泥经板框压滤机脱水后，所得脱水污泥的含水率为60.55wt％；
(5)将脱水后污泥在低温带式干燥机内干化后，混合污泥含水率降至21.39wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
实施例11
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的5wt‰)混合，并在叠螺机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为81.4wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂氯化镁和聚合氯化铝溶液，其中，氯化镁固体的添加量为污泥干基的3.1wt％，聚合氯化铝固体的添加量为污泥干基的5.0wt％；
(3)将生物炭加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生物炭的加入时间比氯化镁和聚合氯化铝的加入时间晚4min；生物炭的粒径为100目，生物炭的添加量为污泥干基的25wt％；
(4)混合后污泥经板框压滤机脱水后，所得脱水污泥的含水率为63.76wt％；
(5)将脱水后污泥在低温带式干燥机内干化后，混合污泥含水率降至23.63wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳返回至步骤(2)作为生物炭。
对比例1
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的5wt‰)混合，并在离心脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为80.9wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂三氯化铁溶液，三氯化铁溶液的添加量为污泥干基的15％，三氯化铁溶液的浓度为38wt％；
(3)将生石灰加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生石灰的加入时间比三氯化铁的加入时间晚3min；生石灰的粒径为100目，生石灰的添加量为污泥干基的25wt％；
(4)混合后污泥经高压带式机脱水后，所得脱水污泥的含水率为59.37wt％；
(5)将脱水后污泥在滚筒干燥机内干化后，混合污泥含水率降至33.76wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳。
对比例2
(1)将污泥(含水率为97wt％)与聚丙烯酰胺(添加量为干基污泥的3wt‰)混合，并在常压带式脱水机中进行一级脱水处理，所得一级脱水污泥的含水率为78.2wt％；
(2)将一级脱水污泥采用双轴螺旋进行输送，并在前端加入絮凝剂聚合硫酸铝铁溶液，聚合硫酸铝铁固体的添加量为污泥干基的8wt％；
(3)将生石灰加入步骤(2)的混合体系中进行混合，并继续向后输送；生石灰的加入时间比聚合硫酸铝铁溶液的加入时间晚5min；生石灰的粒径为10目，生石灰的添加量为污泥干基的40wt％；
(4)混合后污泥经高压带式脱水机脱水后，所得脱水污泥的含水率为57.21wt％；
(5)将脱水后污泥在低温带式干燥机内干化后，混合污泥含水率降至35.9wt％，之后进入热解机，并在500℃下热解45min，得到热解碳。
表1
| 分组 | 污泥脱水后含水率/％ | 污泥干化后含水率/％ |
| 实施例1 | 60.83 | 20.84 |
| 实施例2 | 59.36 | 20.20 |
| 实施例3 | 60.07 | 22.21 |
| 实施例4 | 65.07 | 23.62 |
| 实施例5 | 63.74 | 22.62 |
| 实施例6 | 69.78 | 25.00 |
| 实施例7 | 65.38 | 26.83 |
| 实施例8 | 61.39 | 21.39 |
| 实施例9 | 66.55 | 28.54 |
| 实施例10 | 60.55 | 21.39 |
| 实施例11 | 63.76 | 23.63 |
| 对比例1 | 59.37 | 33.76 |
| 对比例2 | 57.21 | 35.90 |
实施例1-11和对比例1-2中污泥脱水后含水率和污泥干化后含水率的结果如表1所示，根据实施例和对比例的结果，在相同条件下，用生物炭替代生石灰做助凝剂，可起到基本一致的脱水效果，但生物炭替代生石灰后，可显著提高混合污泥的后续热干化效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种处理污泥的方法，其特征在于，包括：
(1)将污泥与聚丙烯酰胺混合进行一级脱水处理，以便得到一级脱水污泥；
(2)将所述一级脱水污泥与生物炭和絮凝剂混合后进行二级脱水处理，以便得到脱水污泥，
其中，在步骤(1)中，所述污泥的含水率为96～98wt％，所述一级脱水污泥的含水率为75～90wt％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，进行所述一级脱水处理的设备包括离心脱水机、叠螺脱水机和带式脱水机中的至少之一。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述聚丙烯酰胺的加入量为所述污泥干基质量的1‰～10‰。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述絮凝剂包括铁盐、铝盐和镁盐中的至少之一。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述絮凝剂包括氯化镁、硫酸铁、硫酸铝、硫酸镁和无机高分子絮凝剂中的至少之一；
任选地，所述无机高分子絮凝剂包括聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁和聚合硫酸硅铁中的至少之一。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述絮凝剂的添加量为所述污泥干基的0～20wt％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述生物炭的粒径为10～200目；
任选地，在步骤(2)中，所述生物炭的添加量为所述污泥干基的10～40wt％；
任选地，在步骤(2)中，所述絮凝剂与所述生物炭的加入时间间隔为1～5min。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，进行所述一级脱水污泥与生物炭及絮凝剂的混合处理的设备为双轴螺旋，螺旋叶片的倾斜角度为30～60°。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述二级脱水处理的设备包括板框压滤机、高压带式脱水机和高压压榨机中的至少之一，优选为高压带式脱水机；
任选地，在步骤(2)中，所述二级脱水污泥的含水率为55～70wt％。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
(3)将所述脱水污泥进行干化和热解处理，以便得到热解碳，并将所述热解碳返回步骤(2)作为所述生物炭。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210921 |