CN205347161U - 一种造纸生化污泥的综合处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种造纸生化污泥的综合处理装置，包括：污泥酸化池；污泥酸化池的出口通过泵与螺旋混合器连接，螺旋混合器的出口与芬顿反应器的入口连接，芬顿反应器出口与压滤机的入口连接，压滤机的出口与焚烧炉的入口连接，焚烧炉的出口连接有旋风分离器，从旋风分离器底部分离出的粉煤灰通过管道回送至螺旋混合器；在旋风分离器的顶部连接有酸性气体回收器，气体回收器通过管道回接至污泥酸化池。本实用新型实现了污泥脱水的高效性、污泥的高干度，以及造纸污泥的高效利用，克服了现有常规氧化钙/有机絮凝剂污泥调理剂的压滤中存在的粘网、脱水干度低，生产成本高等方面存在的缺陷。

Description

一种造纸生化污泥的综合处理装置

技术领域

本实用新型涉及造纸污泥的资源化利用技术领域，尤其涉及一种造纸生化污泥的综合处理装置。

背景技术

随着环保意识的日益提高，水污染控制和循环回用技术得到广泛应用。生化法处理污水主要是利用微生物选择性降解水中可溶性和部分不溶性有机物，具有成本低、二次污染少等优点，成为污水处理流程中的重要环节。然而，微生物代谢中产生大量的活性污泥，活性污泥的主要成分是以胞外聚合物(EPS)为骨架的亲水性有机聚集体，具有颗粒细小、结构疏松、表面积大、高度亲水、含水率高(95％-99.5％)等特点，对后续污泥的处理、处置和资源化利用带来不便。

目前，污泥的脱水技术主要是物理化学调理和机械压榨技术，例如，聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、粉煤灰、生石灰、或者木屑、甘蔗渣等农业废弃物等，可以改善生化污泥的表面特性，提升其脱水性能；同时，重组污泥的刚性骨架，提高污泥在压滤过程中的抗压性，保证水分子流通和去除的通道。另外，也可以通过物理化学方法破坏胞外聚合物(EPS)结构，释放污泥中大量的结构水、吸包水和晶胞水变成间隙水，提高污泥的脱水性。

造纸厂生化污泥的处理技术主要是絮凝脱水和焚烧发电，从而就地消化生化污泥，实现污泥的资源化利用。污水的絮凝脱水技术主要集中在生石灰、熟石灰或者高分子絮凝剂，出泥含水率可达到60％以下。但是也存在一些问题，诸如高压压滤粘网、运行成本高、有机絮凝剂易产生二次污染等技术、成本和环境问题，影响了造纸厂生化污泥的资源化利用。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种通过回用锅炉燃烧中产生的酸性烟气和粉煤灰，并结合酸性改性粉煤灰的高吸附性，原位构建高效芬顿反应体系，氧化生化污泥中的菌胶团，并进行压滤和焚烧发电的造纸生化污泥的综合处理装置。

一种造纸生化污泥的综合处理装置，包括：污泥酸化池，生化污泥通过生化污泥泵泵送至污泥酸化池内，低值有机酸通过低值有机酸管道送入污泥酸化池内。

污泥酸化池的出口通过泵与螺旋混合器连接，螺旋混合器的出口与芬顿反应器的入口连接，芬顿反应器出口与压滤机的入口连接，压滤机的出口与焚烧炉的入口连接，焚烧炉的出口连接有旋风分离器，从旋风分离器底部分离出的粉煤灰通过管道回送至螺旋混合器；在旋风分离器的顶部连接有酸性气体回收器，气体回收器回收的酸性气体通过管道回送至污泥酸化池。

在芬顿反应器上还设置有用于添加亚铁盐的亚铁盐入口管道以及用于添加双氧水的双氧水管道。

进一步地，如上所述的造纸生化污泥的综合处理装置，包括生化污泥池，所述生化污泥池通过生化污泥泵泵送至污泥酸化池内。

进一步地，如上所述的造纸生化污泥的综合处理装置，通过压滤机压滤出的滤液通过管道回送至生化污泥池的入口端，进一步生化处理或者排放。

进一步地，如上所述的造纸生化污泥的综合处理装置，在污泥酸化池内设置有搅拌装置。

进一步地，如上所述的造纸生化污泥的综合处理装置，在亚铁盐入口管道上安装有流量计阀门；在双氧水管道上安装有双氧水阀门。

本实用新型的积极效果如下：

与现有的造纸生化污泥综合处理装置相比，本实用新型的优点是通过低值有机酸和酸性烟气回用，对生化污泥进行酸法预处理，然后通过粉煤灰回用，构筑生化污泥骨架，并通过粉煤灰强化的芬顿反应，氧化破解生化污泥中的菌胶团，减少污泥与间隙水、结合水等水分子的结合力，实现生化污泥的高效脱水和焚烧。克服了污泥资源化利用中存在的污泥脱水性差、压滤易粘网、有机絮凝剂使用易产生二次污染等缺点。本实用新型提供的造纸生化污泥的综合处理装置应用于锅炉的焚烧发电，实现了工业粉煤灰和生化污泥的资源化利用，同时可广泛应用于污水生化处理和热电厂一体化的行业企业。

附图说明

图1为本实用新型造纸生化污泥的综合装置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型造纸生化污泥的综合装置结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的造纸生化污泥的综合处理装置，包括：生化污泥池14，生化污泥池14通过生化污泥泵1泵送至污泥酸化池2内，低值有机酸通过低值有机酸管道4送入污泥酸化池2内；在污泥酸化池2内设置有搅拌装置5。

污泥酸化池2的出口通过泵3与螺旋混合器6连接，螺旋混合器6的出口与芬顿反应器7的入口连接，芬顿反应器7出口与压滤机10的入口连接，通过压滤机10压滤出的滤液通过管道回送至生化污泥池14的入口端，压滤机10的出口与焚烧炉11的入口连接，焚烧炉11的出口连接有旋风分离器12，从旋风分离器12底部分离出的粉煤灰通过管道回送至螺旋混合器6；在旋风分离器12的顶部连接有酸性气体回收器13，气体回收器13回收的酸性气体通过管道回接至污泥酸化池2。

在芬顿反应器7上还设置有用于添加亚铁盐的亚铁盐入口管道8以及用于添加双氧水的双氧水管道9。在亚铁盐入口管道8上安装有流量计阀门81；在双氧水管道9上安装有双氧水阀门91。

本实用新型首先解决之一是不用外加絮凝剂和生石灰，用污泥焚烧中产生的粉煤灰等进行回用，有助于节约成本。但是目前的粉煤灰处理生化污泥是效果不好，首先粉煤灰自身存在缺陷，所以本实用新型利用回用的锅炉酸性气体进行酸性改性粉煤灰，使得其在高压压滤时可承受较高的压力而不粘网。另外实用新型针对生化污泥中菌胶团，构建粉煤灰/芬顿反应的原位反应体系，提高其氧化还原反应的能力，高效破除菌胶团，从而释放出胞内的结合水，为后续的压滤提供便利。

本实用新型处理生化污泥所采用的综合处理方法包括以下步骤：

(1)生化污泥酸化处理；

(2)粉煤灰在酸化污泥中酸化改性；

(3)向酸化改性的粉煤灰污泥体系中渐次加入亚铁盐和过氧化氢，并进行芬顿反应氧化破除生化污泥中的胞外聚合物；

(4)缺省添加少量的高分子絮凝剂或者絮凝剂组合；

(5)污泥压滤、造粒，并与粉煤进行混合焚烧。

步骤(1)中，所述的酸化处理是通过回收焚烧烟气中的酸性气体(酸性气体主要是S、N的氧化物，主要形成硫酸、亚硫酸、硝酸)，或者添加低值有机酸，调节活性污泥体系的pH值至3-5；所述生化污泥含水量含水率96％-99％；所述的低值有机酸是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸以及其相应的羟基羧酸、二元酸等。

步骤(2)中，所述的粉煤灰是造纸厂焚烧炉高温烟气中悬浮颗粒通过集尘器捕集；粉煤灰的酸化改性是粉煤灰加入(1)中的酸化污泥中，搅拌处理20-60min，粉煤灰的添加量为30kg-200kg/t生化污泥。

步骤(1)与步骤(2)可以循序或者同时进行。

步骤(3)中，向(2)生化污泥体系中，加入亚铁盐0.8-4kg/t生化污泥，亚铁盐包括硫酸亚铁或者氯化亚铁或者硫酸亚铁铵，搅拌反应20-60min，保证亚铁离子均匀富集于改性粉煤灰上；并缓慢加入浓度为30％的双氧水0.3-1.5kg/t生化污泥，搅拌反应30-90min。

步骤(4)中，缺省添加絮凝剂是指，根据步骤(3)污泥调理的具体情况，选择性添加有机絮凝剂0.5-1kg/t生化污泥，有机絮凝剂为聚丙烯酰胺、淀粉、纤维素、壳聚糖以及各自的改性产品的一种或者几种。

步骤(5)中，压滤采用常规板框式、带式等压滤机；造粒采用常规造粒机造粒；生化污泥的压滤出口干度≥50％，污泥与粉煤混合焚烧的绝干质量比为1∶4-1∶10。

生化污泥的压滤出口干度≥50％的目的是保证不粘网、出口干度高、为下一步的焚烧提供足够的干度。

步骤(5)中，压滤机滤液回用至生化处理系统或者过滤排放；干化污泥与粉煤焚烧产生的烟气和飞灰，收集，并回用至生化污泥处理系统中。

实施例1：

(1)回收热电厂焚烧烟气中的酸性气体，并通过烟气回收塔与含水率为98％的活性污泥进行酸化反应，并通过计量泵加入浓度为30％乙酸，污泥出口pH值至4。

(2)布袋除尘器捕集粉煤灰，并加入至生化污泥中，添加量为90kg/t生化污泥，并混合反应30min。

(3)加入硫酸盐铁，用量为1kg/t生化污泥，充分搅拌反应30min；并缓慢加入浓度为30％的双氧水，用量为0.5kg/t生化污泥，搅拌反应60min。

(4)添加少量的阳离子聚丙烯酰胺0.5kg/t生化污泥，搅拌反应60min。

(5)经调理后的生化污泥输送至板框式压滤机、造粒机造粒，污泥压滤出口干度为55％，并与粉煤混合焚烧，污泥：粉煤质量比为1∶8。其中，压滤机滤液回用至生化处理系统，污泥焚烧产生的烟气和飞灰，分别收集处理，并回用至污泥酸化和污泥粉煤灰处理中。

实施例2：

(1)回收热电厂焚烧烟气中的酸性气体，并通过烟气回收塔与含水率为98％的活性污泥进行酸化反应，并通过计量泵加入浓度为30％乙酸，污泥出口pH值至3。

(2)布袋除尘器捕集粉煤灰，并加入至生化污泥中，添加量为120kg/t生化污泥，并混合反应20min。

(3)加入硫酸盐铁，用量为1.5kg/t生化污泥，充分搅拌反应30min；并缓慢加入浓度为30％的双氧水，用量为1kg/t生化污泥，搅拌反应30min。

(4)经调理后的生化污泥输送至带式压滤机、造粒机造粒，污泥压滤出口干度为50％，并与粉煤混合焚烧，污泥：粉煤质量比为1∶10。其中，压滤机滤液回用至生化处理系统，污泥焚烧产生的烟气和飞灰，分别收集处理，并回用至污泥酸化和污泥粉煤灰处理中。

实施例3：

(1)未经粉煤灰捕集的焚烧烟气直接通过烟气回收塔与含水率为98％的活性污泥进行接触反应，被吸收其中的酸性气体和粉煤灰，并通过计量泵加入浓度为30％乙酸，污泥出口pH值至5。

(2)粉煤灰与酸化污泥混合物，搅拌反应60min。

(3)加入硫酸盐铁，用量为3.0kg/t生化污泥，充分搅拌反应30min；并缓慢加入浓度为30％的双氧水，用量为1.5kg/t生化污泥，搅拌反应30min。

(4)添加阳离子壳聚糖0.5kg/t生化污泥和阳离子改性纤维素0.5kg/t生化污泥，并搅拌反应60min。

(5)经调理后的生化污泥输送至带式压滤机、造粒机造粒，污泥压滤出口干度为56％，并与粉煤混合焚烧，污泥：粉煤质量比为1∶4。其中，压滤机滤液回用至生化处理系统，污泥焚烧产生的烟气和飞灰，分别收集处理，并回用至污泥酸化和污泥粉煤灰处理中。

本实用新型通过回用锅炉燃烧中产生的酸性烟气和粉煤灰，并结合酸性改性粉煤灰的高吸附性，原位构建高效芬顿反应体系，氧化生化污泥中的菌胶团，并进行压滤和焚烧发电，提供了一种造纸生化污泥的综合处理方法，实现了生化污泥的菌胶团结构和菌胞膜的氧化破解，并对污泥滤饼的骨架结构进行粉煤灰辅助构建，促进生化污泥中水分的分离和脱水，该技术克服了现行造纸污泥资源化利用中存在的压滤机高压过滤粘网、运行成本高、有机絮凝剂易产生二次污染等技术、成本和环境问题，可广泛应用于污水生化处理和焚烧发电一体化的行业企业，市场潜力巨大。

粉煤灰的酸性改性技术增加了粉煤灰的压榨强度，减少了压滤的粘网问题；粉煤灰替代生石灰，可以降低成本；本实用新型采用的是酸性烟气或者有机酸进行酸化改性，并没有添加有机絮凝剂(有机絮凝剂难生物降解)，压滤后的干活污泥焚烧时不产生环境问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种造纸生化污泥的综合处理装置，其特征在于，包括：污泥酸化池(2)，生化污泥通过生化污泥泵(1)泵送至污泥酸化池(2)内，低值有机酸通过低值有机酸管道(4)送入污泥酸化池(2)内；

污泥酸化池(2)的出口通过泵(3)与螺旋混合器(6)连接，螺旋混合器(6)的出口与芬顿反应器(7)的入口连接，芬顿反应器(7)出口与压滤机(10)的入口连接，压滤机(10)的出口与焚烧炉(11)的入口连接，焚烧炉(11)的出口连接有旋风分离器(12)，从旋风分离器(12)底部分离出的粉煤灰通过管道回送至螺旋混合器(6)；在旋风分离器(12)的顶部连接有酸性气体回收器(13)，气体回收器(13)回收的酸性气体通过管道回送至污泥酸化池(2)；

在芬顿反应器(7)上还设置有用于添加亚铁盐的亚铁盐入口管道(8)以及用于添加双氧水的双氧水管道(9)。

2.根据权利要求1所述的造纸生化污泥的综合处理装置，其特征在于，包括生化污泥池(14)，所述生化污泥池(14)通过生化污泥泵(1)泵送至污泥酸化池(2)内。

3.根据权利要求2所述的造纸生化污泥的综合处理装置，其特征在于，通过压滤机(10)压滤出的滤液通过管道回送至生化污泥池(14)的入口端。

4.根据权利要求1所述的造纸生化污泥的综合处理装置，其特征在于，在污泥酸化池(2)内设置有搅拌装置(5)。

5.根据权利要求1所述的造纸生化污泥的综合处理装置，其特征在于，在亚铁盐入口管道(8)上安装有流量计阀门(81)；在双氧水管道(9)上安装有双氧水阀门(91)。