CN115432907A - 热水解厌氧消化污泥脱水方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种热水解厌氧消化污泥脱水方法，所述热水解厌氧消化污泥脱水方法包括以下步骤：向热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理中间物；向所述调理中间物中投加第二有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理污泥；对所述调理污泥进行机械脱水。本申请解决了现有技术脱水后的后续处理难度较高的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种热水解厌氧消化污泥脱水方法。
背景技术
近年来，随着城镇化日益发展，环境所面临挑战也日益严峻，污水的产量日渐增长，伴随着污水的处理，副产物污泥的产量也越来越多。污泥是一种高含水率、固液混合的絮状物质，以好氧、厌氧微生物为主体，同时也混有泥沙、纤维、动植物残体、重金属以及致病菌等，必须对其进行有效处理，否则极易对环境和公众健康产生威胁。
污泥处理工艺中，热水解厌氧消化作为一种污泥减量化、资源化、无害化的处理新技术，凭借其占地面积小、消化效率高、产气量大等优点，逐渐受到各方关注。具体而言，热水解厌氧消化工艺先采用高温(155℃～170℃)、高压(6bar)对污泥进行热水解与闪蒸处理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有机物发生水解、并破解污泥中微生物的细胞壁，然后加水稀释降温，再送入厌氧消化系统中，进行消化处理。由于其消化后的污泥絮体明显减小，碱度及氨氮含量大幅提升，污泥的絮凝性能大幅下降，导致其过滤行为明显恶化，不易于脱水，因此需要对消化污泥进行调理后再进行脱水。
目前，污泥深度脱水常需要用到铁盐、铝盐等金属盐对污泥进行预处理，也即对污泥进行调理，以释放污泥中的毛细水、附着水和内部水，在改善污泥的脱水性能后，进一步借助压滤机等对污泥进行脱水，以使其含水率达到60％以下。然而，热水解厌氧消化污泥处理后的滤液需要送入厌氧氨氧化系统和再生水车间进行后续处理，脱水时添加的金属盐大大增加了滤液中的金属离子含量，进而容易造成厌氧氨氧化系统结垢及再生水车间超滤膜堵塞，严重影响厌氧氨氧化系统及再生水系统的正常运行。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种热水解厌氧消化污泥脱水方法，旨在解决现有技术脱水后的后续处理难度较高的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种热水解厌氧消化污泥脱水方法，所述热水解厌氧消化污泥脱水方法包括以下步骤：
向热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理中间物；
向所述调理中间物中投加第二有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理污泥；
对所述调理污泥进行机械脱水。
可选地，所述第一有机聚合物包括聚乙烯吡啶或聚氧乙烯。
可选地，所述第二有机聚合物包括阳离子甲壳素或羟乙基甲壳素。
可选地，所述第一有机聚合物包括聚季铵盐。
可选地，所述第二有机聚合物包括聚丙烯酰胺。
可选地，所述第一有机聚合物溶液的质量浓度为1％～3％，所述第一有机聚合物溶液的投加量为所述热水解厌氧消化污泥质量的1％～5％。
可选地，所述第二有机聚合物溶液的质量浓度为1％～2％，所述第二有机聚合物溶液的投加量为所述热水解厌氧消化污泥质量的2％～7％。
可选地，所述第一有机聚合物的分子量为1×105～1×106，所述第一有机聚合物的离子度大于或等于90％。
可选地，所述第二有机聚合物的分子量为5×106～2×107，所述第二有机聚合物的离子度为30％～70％。
可选地，所述对所述调理污泥进行机械脱水的步骤包括：
通过隔膜板框压滤机对所述调理污泥进行机械脱水。
本申请提供了一种热水解厌氧消化污泥脱水方法，所述热水解厌氧消化污泥脱水方法包括步骤：向热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理中间物；向所述调理中间物中投加第二有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理污泥；对所述调理污泥进行机械脱水。通过上述技术方案，采用两种有机聚合物组合调理的方式对热水解厌氧消化污泥进行调理，再对调理后的污泥进行机械脱水，即可简单快速地实现对热水解厌氧消化污泥的深度脱水，本申请提供的热水解厌氧消化污泥脱水方法，一方面，药剂投加量少、调理过程简单、生产过程无恶臭、脱水后得到的泥饼含水率低至60％以下，另一方面，脱水后的滤液由于未曾引入易造成厌氧氨氧化管路结垢及再生水车间超滤膜堵塞的金属离子，可以有效降低技术脱水后的后续处理难度，解决了现有技术脱水后导致后续处理难度增大的技术问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请热水解厌氧消化污泥脱水方法的一实施例的流程示意图。
本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供一种热水解厌氧消化污泥脱水方法，在本申请一种热水解厌氧消化污泥脱水方法的一实施例中，所述热水解厌氧消化污泥脱水方法包括：
步骤S10，向热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理中间物；
在本实施例中，需要说明的是，所述热水解厌氧消化污泥是由含固率为15％-20％的污泥经高温高压热水解与闪蒸预处理后，加水稀释降温进入厌氧消化系统中，停留一定时间后排出的消化污泥，所述热水解厌氧消化污泥的含水率为93-95％。所述第一有机聚合物溶液是指以第一有机聚合物为原料配置的一定浓度的溶液，所述第一有机聚合物是可以发挥压缩双电层和电中和作用促进污泥中胶体颗粒脱稳并发生初步凝聚的有机聚合物，包括聚乙烯吡啶、聚氧乙烯、聚氧乙烯醚或聚季铵盐等，所述第一有机聚合物溶液的浓度可以根据实际需要或测试结果等进行确定。
具体地，预先根据大数据或实际测试结果等确定热水解厌氧消化污泥、第一有机聚合物和第二有机聚合物的投加量比值，进而根据需要进行调理的热水解厌氧消化污泥的质量，称取或量取第一有机聚合物溶液和第二有机聚合物溶液的投加量。
向所述热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液，在向所述热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液的过程中可以不断进行搅拌、振荡或超声等混合操作，向热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液之后，持续搅拌3～5min，以使得所述第一有机聚合物溶液与所述热水解厌氧消化污泥混合均匀，所述第一有机聚合物可以发挥压缩双电层和电中和作用，促进污泥中胶体颗粒脱稳并发生初步凝聚，得到调理中间物。
可选地，所述第一有机聚合物包括聚乙烯吡啶或聚氧乙烯。
可选地，所述第一有机聚合物还可以包括聚季铵盐。
可选地，所述第一有机聚合物的分子量为1×105～1×106，所述第一有机聚合物的离子度大于或等于90％。
在本实施例中，为了保证所述聚乙烯胺的絮凝效果，应选用分子量属于1×105～1×106，例如1×105、5×105、1×106等，范围内且离子度大于或等于90％(例如90％、95％、99％等)的第一有机聚合物。
可选地，所述第一有机聚合物溶液的质量浓度为1％～3％，所述第一有机聚合物溶液的投加量为所述热水解厌氧消化污泥质量的1％～5％。
在本实施例中，所述第一有机聚合物溶液的质量浓度为1％～3％，例如1％、1.5％、2％、3％等，所述第一有机聚合物溶液的投加量为所述热水解厌氧消化污泥质量的1％～5％，例如1％、2％、3％、5％等。
步骤S20，向所述调理中间物中投加第二有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理污泥；
在本实施例中，需要说明的是，所述第二有机聚合物溶液是指以第二有机聚合物为原料配置的一定浓度的溶液，所述第二有机聚合物包括阳离子甲壳素、羟乙基甲壳素、聚乙烯胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯磺酸盐或聚氧乙烯等，所述第二有机聚合物溶液的浓度可以根据实际需要或测试结果等进行确定。
具体地，向所述热水解厌氧消化污泥中投加第二有机聚合物溶液，在向所述热水解厌氧消化污泥中投加第二有机聚合物溶液的过程中可以不断进行搅拌、振荡或超声等混合操作，向热水解厌氧消化污泥中投加第二有机聚合物溶液之后，持续搅拌3～5min，以使得所述第二有机聚合物溶液与所述热水解厌氧消化污泥混合均匀，所述第二有机聚合物可以发挥吸附架桥和网捕卷扫作用，使得所述调理中间物的胶条颗粒进一步聚集形成大颗粒的絮状物，得到调理污泥。
可选地，所述第二有机聚合物包括阳离子甲壳素或羟乙基甲壳素。
在本实施例中，所述第一有机聚合物需要和第二有机聚合物配合使用，通过第一有机聚合物的压缩双电层和电中和作用促进污泥中胶体颗粒脱稳并发生初步凝聚，进而通过第二有机聚合物的吸附架桥和网捕卷扫作用，使得调理中间物中的胶条颗粒进一步聚集形成大颗粒的絮状物，才能保证最终实现消化污泥的深度脱水，故而若所述第一有机聚合物选用聚乙烯吡啶或聚氧乙烯，则所述第二有机聚合物选用阳离子甲壳素或羟乙基甲壳素。
可选地，所述第二有机聚合物包括聚丙烯酰胺。
在本实施例中，所述第一有机聚合物需要和第二有机聚合物配合使用，通过第一有机聚合物的压缩双电层和电中和作用促进污泥中胶体颗粒脱稳并发生初步凝聚，进而通过第二有机聚合物的吸附架桥和网捕卷扫作用，使得调理中间物中的胶条颗粒进一步聚集形成大颗粒的絮状物，才能保证最终实现消化污泥的深度脱水，故而若所述第一有机聚合物选用聚季铵盐，则所述第二有机聚合物选用聚丙烯酰胺。
可选地，所述第二有机聚合物的分子量为5×106～2×107，所述第二有机聚合物的离子度为30％～70％。
在本实施例中，为了保证所述聚乙烯胺的絮凝效果，应选用分子量为5×106～2×107，例如5×106、1×107、2×107等，范围内且离子度为30％～70％(例如30％、50％、70％等)的第二有机聚合物。
可选地，所述第二有机聚合物溶液的质量浓度为1％～2％，所述第二有机聚合物溶液的投加量为所述热水解厌氧消化污泥质量的2％～7％。
在本实施例中，所述第二有机聚合物溶液的质量浓度为1％～2％，例如1％、1.5％、2％等，所述第二一有机聚合物溶液的投加量为所述热水解厌氧消化污泥质量的2％～7％，例如2％、4％、6％、7％等。
步骤S30，对所述调理污泥进行机械脱水。
在本实施例中，具体地，可以采用沉淀、过滤、离心、压滤等多种方法进行脱水处理，脱水后的泥饼的含水量低于60％，可实现深度脱水。
可选地，所述对所述调理污泥进行机械脱水的步骤包括：
通过隔膜板框压滤机对所述调理污泥进行机械脱水。
在本实施例中，出于对脱水效果、以及硬件和运行成本的综合考虑，优选使用隔膜板框压滤机对所述调理污泥进行机械脱水。
在本实施例中，提供了一种热水解厌氧消化污泥脱水方法，所述热水解厌氧消化污泥脱水方法包括步骤：向热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理中间物；向所述调理中间物中投加第二有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理污泥；对所述调理污泥进行机械脱水。通过上述技术方案，采用两种有机聚合物组合调理的方式对热水解厌氧消化污泥进行调理，再对调理后的污泥进行机械脱水，即可简单快速地实现对热水解厌氧消化污泥的深度脱水，本申请提供的热水解厌氧消化污泥脱水方法，一方面，药剂投加量少、调理过程简单、生产过程无恶臭、碱度无消耗、脱水后得到的泥饼含水率低至60％以下，另一方面，脱水后的滤液由于未曾引入易造成厌氧氨氧化管路结垢及再生水车间超滤膜堵塞的金属离子，可以有效降低技术脱水后的后续处理难度，解决了现有技术脱水后导致后续处理难度较高的技术问题。
为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的一种热水解厌氧消化污泥脱水方法进行具体地描述。本发明实施例均采用商品化的市售原料。
实施例1
称取待进行脱水的含水率94％的热水解厌氧消化污泥1kg。
将分子量为1×105且离子度为90％的聚乙烯吡啶，配置成质量浓度为1％的聚乙烯吡啶溶液50g，将分子量为1×107且离子度为70％的阳离子甲壳素，配置成质量浓度为1％的阳离子甲壳素溶液70g。
开启搅拌器，向所述热水解厌氧消化污泥中投加所述聚乙烯吡啶溶液，搅拌5min，得到调理中间物，向所述调理中间物中投加所述阳离子甲壳素溶液，搅拌5min，得到调理污泥，通过隔膜板框压滤机对所述调理污泥进行机械脱水。
脱水后泥饼含水率为58％。
实施例2
称取待进行脱水的含水率94％的热水解厌氧消化污泥5kg。
将分子量为1×106且离子度为95％的聚氧乙烯，配置成质量浓度为3％的聚氧乙烯溶液50g，将分子量为5×106且离子度为50％的羟乙基甲壳素，配置成质量浓度为2％的羟乙基甲壳素溶液100g。
开启搅拌器，向所述热水解厌氧消化污泥中投加所述聚氧乙烯溶液，搅拌3min，得到调理中间物，向所述调理中间物中投加所述羟乙基甲壳素溶液，搅拌3min，得到调理污泥，通过隔膜板框压滤机对所述调理污泥进行机械脱水。
脱水后泥饼含水率为57％。
实施例3
称取待进行脱水的含水率94％的热水解厌氧消化污泥10kg。
将分子量为8×105、离子度为99％的聚季铵盐，配置成质量浓度为2％的聚季铵盐溶液300g，将分子量为2×107且离子度为30％的聚丙烯酰胺，配置成质量浓度为1.5％的聚丙烯酰胺溶液600g。
开启搅拌器，向所述热水解厌氧消化污泥中投加所述聚季铵盐溶液，搅拌4min，得到调理中间物，向所述调理中间物中投加所述聚丙烯酰胺溶液，搅拌4min，得到调理污泥，通过隔膜板框压滤机对所述调理污泥进行机械脱水。
脱水后泥饼含水率为55％。
对比例1
直接将含水率94％的热水解厌氧消化污泥泵入隔膜板框压滤机进行脱水，压滤后泥饼含水率为85％，滤液碱度无消耗。
对比例2
将分子量为8×105且离子度为99％的聚季铵盐，配置成质量浓度为2％的聚季铵盐溶，开启搅拌器，向所述热水解厌氧消化污泥中投加所述聚季铵盐溶液，搅拌直至将污泥调理至较好状态，将调理污泥泵入隔膜板框压滤机进行脱水，压滤后泥饼含水率为78％。
对比例3
将分子量为1×107且离子度为70％的羟乙基甲壳素，配置成质量浓度为2％的羟乙基甲壳素溶液，开启搅拌器，向所述热水解厌氧消化污泥中投加所述羟乙基甲壳素溶液，搅拌直至将污泥调理至较好状态，将调理污泥泵入隔膜板框压滤机进行脱水，压滤后泥饼含水率为81％。
根据实施例1至3以及对比例1至3可知，相比于第一有机聚合物溶液或第二有机聚合物溶液单独进行污泥调理，本申请中添加第一有机聚合物溶液和第二有机聚合物溶液的组合调理方式，可有效提高污泥的脱水效果，脱水后泥饼的含水量可降至60％以下，实现污泥的深度脱水，且，脱水后的滤液由于未曾引入易造成厌氧氨氧化管路结垢及再生水车间超滤膜堵塞的金属离子，可以有效降低技术脱水后的后续处理难度，解决了现有技术脱水后导致后续处理难度增大的技术问题。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利处理范围内。
Claims (10)
1.一种热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述热水解厌氧消化污泥脱水方法包括以下步骤：
向热水解厌氧消化污泥中投加第一有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理中间物；
向所述调理中间物中投加第二有机聚合物溶液，搅拌3～5min，得到调理污泥；
对所述调理污泥进行机械脱水。
2.如权利要求1所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述第一有机聚合物包括聚乙烯吡啶或聚氧乙烯。
3.如权利要求2所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述第二有机聚合物包括阳离子甲壳素或羟乙基甲壳素。
4.如权利要求1所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述第一有机聚合物包括聚季铵盐。
5.如权利要求4所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述第二有机聚合物包括聚丙烯酰胺。
6.如权利要求1所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述第一有机聚合物溶液的质量浓度为1％～3％，所述第一有机聚合物溶液的投加量为所述热水解厌氧消化污泥质量的1％～5％。
7.如权利要求1所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述第二有机聚合物溶液的质量浓度为1％～2％，所述第二有机聚合物溶液的投加量为所述热水解厌氧消化污泥质量的2％～7％。
8.如权利要求1所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述第一有机聚合物的分子量为1×105～1×106，所述第一有机聚合物的离子度大于或等于90％。
9.如权利要求1所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述第二有机聚合物的分子量为5×106～2×107，所述第二有机聚合物的离子度为30％～70％。
10.如权利要求1至9任一项所述的热水解厌氧消化污泥脱水方法，其特征在于，所述对所述调理污泥进行机械脱水的步骤包括：
通过隔膜板框压滤机对所述调理污泥进行机械脱水。
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