CN115572040A - 一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，包括以下步骤：S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥；S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1；S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求，进行下一步脱水处理。通过移取调理污泥于离心管中，进行离心，计算上清液体积占比，同时测定浊度，根据上清液体积占比和上清液浊度值，判定污泥的调理状态是否适合下一步脱水。本发明的方法简单易操作，打破热水解厌氧消化污泥调理过程中传统方法如污泥比阻、毛细吸水时间等方法的缺陷，能够在实际生产中快速准确地判定厌氧消化污泥的调理效果。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，特别涉及一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法。
背景技术
随着经济的蓬勃发展和现代化建设的不断推进，全国污水排放量逐年增加，据统计，2019年我国污泥产量已超过 6000万吨(以含水率80％计)，预计2025年我国污泥年产量将超过9000万吨。污泥具有处理量大、含水率高，有毒有害等特点，重金属、病原微生物、有机污染物等有汗物质的存在，使得污泥具有较高的二次污染风险，需要对其进行无害化、资源化处理处置。在污泥处理处置的各技术中，厌氧消化由于能在实现污泥常规处理处置的同时，实现能源化(产甲烷)，被列入我国政府主推的几种污泥处理处置主导技术。在我国污泥厌氧消化设施的实际运行中，污泥处理处置设施运行效率受制于低有机质、高含砂量等泥质特性的影响，整体运行和产甲烷效率明显低于欧美发达国家同等规模的厌氧消化设施。为保证污泥厌氧消化系统的高效运行，实现污泥的稳定化和无害化，合理的预处理技术势在必行。污泥热水解技术作为污泥厌氧消化主要的预处理技术之一，能够实现污泥的破壁、有机物的溶出和病原体的杀灭，在实际工程中得到了广泛应用。
经热水解厌氧消化处理后的污泥，含水率通常在93％以上，需要对其进行深度脱水处理，即向其中投加适量污泥调理药剂以改善其脱水性能，随后利用离心机、带式压滤机或板框压滤机等进行机械脱水，以实现最终的减量化效果，同时便于污泥后续的处理处置。目前常用的污泥调理剂主要有无机混凝剂和有机絮凝剂，无机混凝剂包括铝盐、铁盐、铝铁复合盐等，主要用于提高污泥的过滤特性，同时降低其可压缩性；有机絮凝剂一般指人工合成的有机高分子絮凝剂，主要包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠等，主要用于改善污泥的过滤速度。在实际生产过程中，通常将无机混凝剂与有机絮凝剂搭配使用，以实现热水解厌氧消化污泥的高效脱水。
由于热水解厌氧消化污泥在经无机有机联合调理后会形成较大絮体，伴随明显的泥水分离，采用传统的污泥脱水性能判定方法如污泥比阻、毛细吸水时间等表征时无法准确判定其调理效果，而采用传统压滤法处理，耗时3～5 个小时，时间较长，效率低下。
发明内容
本发明的主要目的是提出种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，旨在解决现有技术中无法准确判定其调理效果、耗时较长、效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，包括以下步骤：
S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥；
S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1；
S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求，进行下一步脱水处理。
可选地，步骤S10包括：向厌氧消化污泥中加入混凝剂，至泡沫消失，然后加入絮凝剂，至产生絮状物，并出现泥水分离。
可选地，所述混凝剂为无机药剂；和/或，
所述絮凝剂为有机药剂。
步骤S10中，调理处理为无机药剂和有机药剂联合调理。
可选地，步骤S20中，待测泥离心处理的体积为10～80mL。
可选地，步骤S30还包括：若不满足w1≥65％，且a1≤35NTU，则重复步骤S10。
可选地，步骤S20中，离心转速为500～5000rpm。
可选地，步骤S20中，离心转速为3000rpm。
可选地，步骤S30中，离心时间为5～30min。
可选地，步骤S30中，离心时间为15min。
可选地，步骤S30中，离心温度为2～10℃。
本发明提供了一种快速判定厌氧消化污泥调理效果的方法，通过移取调理污泥于离心管中，进行离心，计算离心后上清液体积并计算其体积占比，同时进行浊度测定，根据上清液体积占比和上清液浊度值两项数值，判定污泥的调理状态是否适合下一步脱水。本发明的方法简单易操作，打破热水解厌氧消化污泥调理过程中传统方法如污泥比阻、毛细吸水时间等调理效果表征的缺陷，能够在项目实际生产中快速准确地判定厌氧消化污泥的调理效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法流程图。
本发明目的的实现、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
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和 B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
随着经济的蓬勃发展和现代化建设的不断推进，全国污水排放量逐年增加，据统计，2019年我国污泥产量已超过6000万吨(以含水率80％计)，预计2025年我国污泥年产量将超过9000万吨。污泥具有处理量大、含水率高，有毒有害等特点，重金属、病原微生物、有机污染物等有汗物质的存在，使得污泥具有较高的二次污染风险，需要对其进行无害化、资源化处理处置。在污泥处理处置的各技术中，厌氧消化由于能在实现污泥常规处理处置的同时，实现能源化(产甲烷)，被列入我国政府主推的几种污泥处理处置主导技术。在我国污泥厌氧消化设施的实际运行中，污泥处理处置设施运行效率受制于低有机质、高含砂量等泥质特性的影响，整体运行和产甲烷效率明显低于欧美发达国家同等规模的厌氧消化设施。为保证污泥厌氧消化系统的高效运行，实现污泥的稳定化和无害化，合理的预处理技术势在必行。污泥热水解技术作为污泥厌氧消化主要的预处理技术之一，能够实现污泥的破壁、有机物的溶出和病原体的杀灭，在实际工程中得到了广泛应用。
经热水解厌氧消化处理后的污泥，含水率通常在93％以上，需要对其进行深度脱水处理，即向其中投加适量污泥调理药剂以改善其脱水性能，随后利用离心机、带式压滤机或板框压滤机等进行机械脱水，以实现最终的减量化效果，同时便于污泥后续的处理处置。目前常用的污泥调理剂主要有无机混凝剂和有机絮凝剂，无机混凝剂包括铝盐、铁盐、铝铁复合盐等，主要用于提高污泥的过滤特性，同时降低其可压缩性；有机絮凝剂一般指人工合成的有机高分子絮凝剂，主要包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠等，主要用于改善污泥的过滤速度。在实际生产过程中，通常将无机混凝剂与有机絮凝剂搭配使用，以实现热水解厌氧消化污泥的高效脱水。
由于热水解厌氧消化污泥在经无机有机联合调理后会形成较大絮体，伴随明显的泥水分离，采用传统的污泥脱水性能表征方法如污泥比阻、毛细吸水时间等表征时无法准确判定其调理效果，而采用传统压滤法处理，耗时3～5 个小时，时间较长，效率低下。鉴于此，本发明提供了一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法。如图1所示，本发明提供的判定方法可以快速、准确地判定热水解厌氧消化污泥经无机有机联合调理后状态。
本发明所提供的一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法包括以下步骤：
S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥。
S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1。
S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求，进行下一步脱水处理。
本发明通过移取调理污泥于离心管中，进行离心，计算离心后上清液体积并计算其体积占比，同时进行浊度测定，根据上清液体积占比和上清液浊度值两项数值，判定污泥的调理状态是否适合下一步脱水。本发明的方法简单易操作，直观明了，打破热水解厌氧消化污泥调理过程中传统方法如污泥比阻、毛细吸水时间等调理效果表征的缺陷，能够在项目实际生产中快速准确地判定厌氧消化污泥的调理效果。
为了保证调理的效果，步骤S10包括：向厌氧消化污泥中加入混凝剂，至泡沫消失，然后加入絮凝剂，至产生絮状物，并出现泥水分离。通过先混凝剂处理，后絮凝剂处理，可以使得厌氧消化污泥形成絮状物聚集，并泥水分离，便于离心处理。
为了保证调理效果，混凝剂为无机药剂，例如聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等这些混凝剂可以使得厌氧消化污泥的混凝效果较好。
为了保证调理效果，絮凝剂为有机药剂，例如阳离子甲壳素、聚丙烯酰胺等。这些絮凝剂可以使得厌氧消化污泥的絮凝效果较好。
为了保证离心取样的污泥能够代表整个污泥的状态，的步骤S20中，待测泥离心处理的体积为10～80mL。其中，体积为50mL效果最佳。
步骤S30还包括：
若不满足w1≥65％，且a1≤35NTU，则重复步骤S10。如果判断待测泥的上清液体积占比和浊度值复合要求，则说明调理是复合要求的，如果不符合要求，则还需要继续调理。
为了保证更好的离心效果，步骤S20中，离心转速为500～5000rpm。其中离心转速为3000rpm时离心效果最佳，泥水分离最为彻底。
为了保证更好的离心效果，步骤S30中，离心时间为5～30min。其中离心时间为15min时离心效果最佳，泥水分离最为彻底。
为了保证更好的离心效果，步骤S30中，离心温度为2～10℃。其中离心温度为4℃时离心效果最佳，泥水分离最为彻底。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，包括以下步骤：
S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥。
S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1，其中，待测泥取样体积为50mL，离心转速为 3000rpm，离心时间为15min，离心温度为4℃。
S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求，若不满足w1≥65％，且a1≤35NTU，则重复步骤 S10。
实施例2
一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，包括以下步骤：
S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥。
S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1，其中，待测泥取样体积为10mL，离心转速为 500rpm，离心时间为5min，离心温度为2℃。
S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求，若不满足w1≥65％，且a1≤35NTU，则重复步骤 S10。
实施例3
一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，包括以下步骤：
S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥。
S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1，其中，待测泥取样体积为80mL，离心转速为 5000rpm，离心时间为30min，离心温度为10℃。
S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求，若不满足w1≥65％，且a1≤35NTU，则重复步骤S10。
实施例4
一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，包括以下步骤：
S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥。
S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1，其中，待测泥取样体积为30mL，离心转速为 1500rpm，离心时间为10min，离心温度为6℃。
S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求，若不满足w1≥65％，且a1≤35NTU，则重复步骤 S10。
实施例5
一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，包括以下步骤：
S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥。
S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1，其中，待测泥取样体积为65mL，离心转速为 4000rpm，离心时间为20min，离心温度为5℃。
S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求，进行下一步脱水处理，若不满足w1≥65％，且a1≤35 NTU，则重复步骤S10。
对比例1
一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，采用毛细吸水时间测定方法测定。取一定量调理污泥于毛细吸水时间测定仪进行测定，读取数据，计算吸水时间，当时间小于50s时判定为合格。
对比例2
一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，采用抽滤方法测定。将布氏漏斗和抽滤瓶组装，将滤纸平铺在布氏漏斗，取一定量调理污泥于布氏漏斗，使用真空泵抽取抽滤瓶中空气，抽滤瓶内外形成压力差进行抽滤，计算比阻，当比阻小于30×109s2/g时判定为合格。
对比例3
一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，采用压滤方法测定。取一定量调理污泥于小型板框压滤装置，压滤3h，得到压滤后泥饼，计算泥饼的体积占比，当上清液体积占比大于65％，判定调理合格。
测试方法及结果
使用四种不同的无机有机药剂联合调理方案对厌氧消化污泥进行调理，分别记A、B、C、D四组，其中，
A组的处理为：向热水解厌氧消化泥中加入3mL无机混凝剂，搅拌至泡沫消失，再加入10mL有机絮凝剂，搅拌直至产生大团絮体并出现泥水分离，得到调理污泥A。
B组的处理为：向热水解厌氧消化泥中加入3mL无机混凝剂，搅拌至泡沫消失，再加入8mL有机絮凝剂，搅拌直至产生大团絮体并出现泥水分离，得到调理污泥B。
C组的处理为：向热水解厌氧消化泥中加入4mL无机混凝剂，搅拌至泡沫消失，再加入8mL有机絮凝剂，搅拌直至产生大团絮体并出现泥水分离，得到调理污泥C。
D组的处理为：向热水解厌氧消化泥中加入4mL无机混凝剂，搅拌至泡沫消失，再加入10mL有机絮凝剂，搅拌直至产生大团絮体并出现泥水分离，得到调理污泥D。
用本实施例1-5及对比例1-3的方法分别对A、B、C、D四种调理污泥进行测定，测定结果如下：
表1四种调理污泥测定结果
由表1可知，本发明实施例1-5所提供的厌氧消化污泥调理效果的判定方法与对比例3相比，均可以准确判断出四种调理污泥A、B、C、D的调理效果中A符合要求，B、C、D不符合要求，结论与对比例3的结论一致，但本实施例1-5的方法用时较少，均在30min左右，而对比例3用时在3～5h，耗时较长。对比例2和对比例3无法判断A、B、C、D的调理效果是否满足需要。
综上所述，本发明提供一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，通过移取调理污泥于离心管中，进行离心，计算离心后上清液体积并计算其体积占比，同时进行浊度测定，根据上清液体积占比和上清液浊度值两项数值，判定污泥的调理状态是否适合下一步脱水。本发明的方法简单易操作，直观明了，打破热水解厌氧消化污泥调理过程中传统方法如污泥比阻、毛细吸水时间等调理效果表征的缺陷，能够在项目实际生产中快速准确地判定厌氧消化污泥的调理效果。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、将厌氧消化污泥进行调理处理，得待测泥；
S20、将所述待测泥离心得上清液，测量上清液的体积占待测泥总体积的比值w1，及上清液的浊度a1；
S30、判断w1及a1是否满足w1≥65％，且a1≤35NTU，若满足则厌氧消化污泥调理效果符合要求。
2.如权利要求1所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，步骤S10包括：
向厌氧消化污泥中加入混凝剂，至泡沫消失，然后加入絮凝剂，至产生絮状物，并出现泥水分离。
3.如权利要求2所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，
所述混凝剂为无机药剂；和/或，
所述絮凝剂为有机药剂。
4.如权利要求1所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，步骤S20中，待测泥离心处理的体积为10～80mL。
5.如权利要求1所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，步骤S30还包括：若不满足w1≥65％，且a1≤35NTU，则重复步骤S10。
6.如权利要求1所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，步骤S20中，离心转速为500～5000rpm。
7.如权利要求1所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，步骤S20中，离心转速为3000rpm。
8.如权利要求1所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，步骤S30中，离心时间为5～30min。
9.如权利要求1所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，步骤S30中，离心时间为15min。
10.如权利要求1所述的厌氧消化污泥调理效果的判定方法，其特征在于，步骤S30中，离心温度为2～10℃。
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