CN115259597A - 一种市政污泥的酸碱式热水解方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种市政污泥的酸碱式热水解方法和系统，其通过二段式酸碱水解，提高了污泥的水解效率，提高了固液分离效率，进而提高了后端资源化产品的营养性，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、在碱式反应釜内热水解得到水解后的碱性污泥混合液；步骤2、将碱性污泥混合液输出至酸式反应釜中热水解得到水解后的酸性污泥混合液；步骤3、将酸性污泥混合液输出至闪蒸系统；步骤4、将酸性污泥混合液输出至固液分离装置，通过固液分离装置分离出滤液和干渣，干渣收集用于固体肥原料，滤液则输出至浓缩系统浓缩，得到液体肥原料。

Description

一种市政污泥的酸碱式热水解方法和系统

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理处置相关技术领域，具体涉及一种市政污泥的酸碱式热水解方法和系统。

背景技术

现阶段，城市污水的排放总量不断增加。污水净化处理中，以絮状体为基本形态的污泥排放规模也在持续扩大。从化学成分来看，污泥中不仅包含大量的有机物和氮磷钾物质，而且包含一定的病原菌和重金属物质，若对其进行直接排放，就会造成严重的环境污染，影响人们的生产生活，同时也不符合我国循环经济发展的理念。

污泥填埋、焚烧和土地利用是传统污泥处理的三种基本方式。虽然实现了污泥总量的消减，确保了污水净化处理进行，但是从处理效果来看，这些处理方式的应用容易导致二次污染发生，且与当前的生态化建设指标存在较大差距。污泥的热水解技术是目前污泥处理常用技术。在污泥热水解过程中，污泥絮体分解、细胞破碎及有机物释放，可以实现污泥的无害化，减量化，同时减少污泥中挥发性有机物的含量，实现污泥的稳定化。但当前热水解技术在很多城市的工业化规模推广中面临着水解不彻底、固液分离效果差的问题，继而造成末端液体肥的肥效低以及干渣含水率高、pH高等无法再利用问题，最终导致资源化产品质量差而无法拓展销路。

发明内容

为了解决上述内容中提到的问题，本发明提供了一种市政污泥的酸碱式热水解方法和系统，其通过二段式酸碱水解，提高了污泥的水解效率，提高了固液分离效率，进而提高了后端资源化产品的营养性。

其技术方案是这样的：

一种市政污泥的酸碱式热水解方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、在碱式反应釜内先加入工艺回用水，启动碱式反应釜的搅拌器，然后依次加入碱性药剂和污泥，调至物料含水率为84-92%，加热至110-120℃，然后保温30-60min，得到水解后的碱性污泥混合液；

步骤2、将碱性污泥混合液输出至酸式反应釜中，添加酸性溶液，调节碱性污泥混合液的pH至5-6，再通入饱和蒸汽将其加热至110-120℃，然后保温30-60min，得到水解后的酸性污泥混合液；

步骤3、将酸性污泥混合液输出至闪蒸系统，通过闪蒸系统将物料温度降至60-80℃；

步骤4、将冷却后的酸性污泥混合液输出至固液分离装置，通过固液分离装置分离出滤液和干渣，干渣收集用于固体肥原料，滤液则输出至浓缩系统浓缩，得到液体肥原料。

进一步的，所述步骤1中的污泥为含水率75-85%的城镇污水厂剩余活性污泥。

进一步的，所述步骤1中的工艺回用水为闪蒸系统和浓缩系统的蒸发冷凝水。

进一步的，所述步骤1中的碱性药剂为氧化钙粉末，其添加量为污泥重量的3%-4%。

进一步的，所述步骤2中的酸性溶液为20-30%的稀硝酸溶液。

基于上述方法的一种市政污泥的酸碱式热水解系统，其特征在于：所述系统包括依次连接的碱式反应釜、酸式反应釜、闪蒸系统、固液分离装置和浓缩系统；所述闪蒸系统和浓缩系统的冷凝水出水口均与碱式反应釜的进水口相连；所述固液分离装置的出液口与浓缩系统的进液口相连。

进一步的，所述碱式反应釜和酸式反应釜内均设有加热夹套，所述加热夹套中的加热介质为160℃饱和蒸汽。

进一步的，所述闪蒸系统为二级闪蒸系统，第一级闪蒸系统为常压系统，第二级闪蒸系统为负压状态。

进一步的，所述固液分离装置为板框压滤装置。

进一步的，所述碱式反应釜和酸式反应釜均设置有变频搅拌装置，搅拌转速设置为60~70rpm。

本发明的有益效果为：

本发明首先通过设置二段式水解，分别进行碱式水解和酸式水解，提高了污泥的水解效率，进一步提高了污泥的破碎速度，使胞外聚合物脱落并溶于水相中，二价钙离子对污泥细胞能起到桥接、絮凝和电中和的作用，同时钙离子具备碱金属螯合特性，与蛋白质发生络合反应，通过疏水作用及氢键结合，提升污泥的脱水性能，提高了固液分离效率，进而提高了后端资源化产品的营养性。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图；

图2为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。

如图1所示，一种市政污泥的酸碱式热水解方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、在碱式反应釜内先加入工艺回用水，启动碱式反应釜的搅拌器，然后依次加入碱性药剂和污泥，调至物料含水率为84-92%，加热至110-120℃，然后保温30-60min，得到水解后的碱性污泥混合液。污泥为含水率75-85%的城镇污水厂剩余活性污泥。工艺回用水为闪蒸系统和浓缩系统的冷凝水。碱性药剂为氧化钙粉末，其添加量为污泥重量的3%-4%。

步骤2、将碱性污泥混合液输出至酸式反应釜中，添加酸性溶液，调节碱性污泥混合液的pH至5-6，再通入饱和蒸汽将其加热至110-120℃，然后保温30-60min，得到水解后的酸性污泥混合液；酸性溶液为20-30%的稀硝酸溶液。

步骤3、将酸性污泥混合液输出至闪蒸系统，通过闪蒸系统将温度降至60-80℃。

步骤4、将冷却后的酸性污泥混合液输出至固液分离装置，通过固液分离装置分离出滤液和干渣，干渣收集用于固体肥原料，滤液则输出至浓缩系统浓缩，得到液体肥原料。

如图2所示，基于上述方法的一种市政污泥的酸碱式热水解系统，其特征在于：所述系统包括依次连接的碱式反应釜、酸式反应釜、闪蒸系统、固液分离装置和浓缩系统；所述闪蒸系统和浓缩系统的冷凝水出水口均与碱式反应釜的进水口相连；所述固液分离装置的出液口与浓缩系统的进液口相连。

优选的，所述碱式反应釜和酸式反应釜内均设有加热夹套，所述加热夹套中的加热介质为160℃饱和蒸汽。所述碱式反应釜和酸式反应釜均设置有变频搅拌装置，搅拌转速设置为60~70rpm。

优选的，所述闪蒸系统为二级闪蒸系统，第一级闪蒸系统为常压系统，第二级闪蒸系统为负压状态。

优选的，所述固液分离装置为板框压滤装置。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种市政污泥的酸碱式热水解方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、在碱式反应釜内先加入工艺回用水，启动碱式反应釜的搅拌器，然后依次加入碱性药剂和污泥，调至物料含水率为84-92%，加热至110-120℃，然后保温30-60min，得到水解后的碱性污泥混合液；

步骤2、将碱性污泥混合液输出至酸式反应釜中，添加酸性溶液，调节碱性污泥混合液的pH至5-6，再通入饱和蒸汽将其加热至110-120℃，然后保温30-60min，得到水解后的酸性污泥混合液；

步骤3、将酸性污泥混合液输出至闪蒸系统，通过闪蒸系统将物料温度降至60-80℃；

步骤4、将冷却后的酸性污泥混合液输出至固液分离装置，通过固液分离装置分离出滤液和干渣，干渣收集用于固体肥原料，滤液则输出至浓缩系统浓缩，得到液体肥原料。

2.根据权利要求1的一种市政污泥的酸碱式热水解方法，其特征在于：所述步骤1中的污泥为含水率75-85%的城镇污水厂剩余活性污泥。

3.根据权利要求1的一种市政污泥的酸碱式热水解方法，其特征在于：所述步骤1中的工艺回用水为闪蒸系统和浓缩系统的蒸发冷凝水。

4.根据权利要求1的一种市政污泥的酸碱式热水解方法，其特征在于：所述步骤1中的碱性药剂为氧化钙粉末，其添加量为污泥重量的3%-4%。

5.根据权利要求1的一种市政污泥的酸碱式热水解方法，其特征在于：所述步骤2中的酸性溶液为20-30%的稀硝酸溶液。

6.基于权利要求1-5中任意一项所述方法的一种市政污泥的酸碱式热水解系统，其特征在于：所述系统包括依次连接的碱式反应釜、酸式反应釜、闪蒸系统、固液分离装置和浓缩系统；所述闪蒸系统和浓缩系统的冷凝水出水口均与碱式反应釜的进水口相连；所述固液分离装置的出液口与浓缩系统的进液口相连。

7.根据权利要求6的一种市政污泥的酸碱式热水解系统，其特征在于：所述碱式反应釜和酸式反应釜内均设有加热夹套，所述加热夹套中的加热介质为160℃饱和蒸汽。

8.根据权利要求6的一种市政污泥的酸碱式热水解系统，其特征在于：所述闪蒸系统为二级闪蒸系统，第一级闪蒸系统为常压系统，第二级闪蒸系统为负压状态。

9.根据权利要求6的一种市政污泥的酸碱式热水解系统，其特征在于：所述固液分离装置为板框压滤装置。

10.根据权利要求6的一种市政污泥的酸碱式热水解系统，其特征在于：所述碱式反应釜和酸式反应釜均设置有变频搅拌装置，搅拌转速设置为60~70rpm。

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