稳定液态污泥的方法和设备技术

一种处理污泥的方法，其处理的最终产物可通过自流散布，该方法包括： （ａ）向一个基本上密闭的反应容器加入固体含量高于０％但又低于１０％的污泥，以使该污泥在环境温度和压力下是一种液体，还向其加入一种添加剂，所述的添加剂是一种苛性化合物，选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙、苏打灰、氢氧化钠和氢氧化钾，加入足够量的上述添加剂，将污泥混合物的ｐＨ值调到高于约１２； （ｂ）将污泥和添加剂混合成污泥混合物，以确保所述的ｐＨ值高于约１２； （ｃ）将高于约１２的ｐＨ值保持一段预定的时间； （ｄ）相对于环境的压力控制反应容器的压力，以便于控制反应； （ｅ）保持污泥混合物成为一种自由流动的液体，使其含至少约９０％的液体；和 （ｆ）从反应容器中排出呈充分液体状态的污泥和添加剂混合物，使其随后可通过自流输送。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
在处理下水道污泥或任一生物污泥时，希望把这些污泥重新用于土壤改良或施肥。污泥含有许多对植物生长有益的营养素。在对土地施肥之前必须杀灭病原生物使污泥稳定。在未经适当稳定的情况下，通过直接或间接地与污泥接触，可能发生例如肝炎、胃肠炎、钩虫等疾病。与这些污泥有关的主要病原体是细菌、病毒、原生动物和蠕虫。加入石灰或碱性材料提高pH对杀灭细菌、病毒和原生动物是有效的。然而蠕虫卵的抵抗力较强，要杀灭蠕虫卵需要另外处理。加热污泥对杀灭蠕虫卵是有效的。把高pH和加热结合起来，一直是一种众所周知的能有效地将所有病原体降低到安全水平的方法。这种处理方式在过去已被用于处理脱水到至少含10％干固体的污泥。本专利技术提供一种使干固体含量低于10％的液态污泥稳定的装置。在处理污水时，通过重力沉降将固体与液流分开。污泥的固体浓度一般为0.2％-3％。许多处理方法随后向污泥中加入聚合物或其它絮凝剂，并使污泥脱水，浓集到含高达10％-60％的干固体，这取决于污泥的种类和脱水设备的类型。美国专利5,013,458讲授一种稳定脱水污泥的方法，本文引入其全部公开的内容作为参考。脱水过程需要大量的设备投资和昂贵的化学试剂、人力以及运行时间。废水流较小的小社区产生的污泥量一般不多，脱水是不合算的。这些较小的设施一般都没有获得杀灭较高病原体的低成本过程的方法。在本专利技术之前，这些较小的设备通常依靠消化或简单地加入石灰使污泥稳定。这些现有的方法一般不能杀灭较高的病原体。专利技术概述本专利技术涉及一种稳定液态污泥的方法和设备，使处理的最终产物可通过自流散布。该方法优选的实施方案包含向一个基本上密闭的反应容器加入固体含量高于0％但又低于10％的污泥和一种碱性添加剂的步骤，以使该污泥在环境温度和压力下是一种液体。加入足够量的添加剂将污泥混合物的pH调到高于约12。这个优选的方法还包含将污泥和添加剂混合成污泥混合物，将高于约12的pH保持一段预定的时间，并对反应容器内的污泥混合物进行补充加热，将其加热提高到所需的温度，保持一段预定的时间。该方法还包括保持污泥混合物成为一种自由流动的液体，即至少90％为液体，然后以充分的液体状态，最终从反应容器中排出污泥和添加剂的混合物，使其接着能通过自流输送。说明本专利技术的设备和方法产生一种最终产物，它能避免用以前的设备和方法所产生的许多问题。本专利技术产生一种非常稳定的液态产物，以致处理的最终产物可通过自流散布，而且可为灌溉供水并可用槽车散布。此外，本专利技术产生一种自由流动的最终产物，这种产物很容易在均匀和可控的基础上散布，并可用密封的容器输送，以避免在运输过程中放出臭味。本专利技术在环境温度和压力下处理液态污泥。物料的输送和混合是基于其象液体一样的流动。由于污泥是一种液体，缩短了完全巴氏灭菌所需的时间。在液体内，热传导快而且均匀。由于颗粒粒度较小，因此受热一致，透过颗粒中心需时较短。由于这些原因，污泥的温度可以降低，保持的时间也可以缩短。在本专利技术中，物料是一种液体，能借重力流动，因此为了排出通过该过程的物料不需要混合。对于液体物料，很容易达到颗粒之间的表面接触。混合可能只包括在过程开始时的瞬时混合。并且，在本专利技术中，提高污泥温度所需的大部分热量优选从补充热源获得。因此，本专利技术可以利用任一种苛性化合物，例如氧化钙(CaO)(与水混合时产生大量的热)，或氢氧化钙(CaOH2)(与水混合时不产生大量的热)作为碱的来源，因为本专利技术不需要从碱得到其热量。可以使用的其它苛性化合物包括碳酸钙、苏打灰、氢氧化钠或氢氧化钾。本专利技术提供一种处理污泥的方法和设备。该方法包括向优选基本上密闭的反应容器加入基本上呈液体状态的污泥和一种碱性添加剂，混合污泥和添加剂以确保所述的pH值高于约12，将该pH值保持一段预定的时间，对反应容器中的污泥混合物进行补充加热，使其温度提高到所需的温度，保持一段预定的时间，保持污泥混合物成为一种流动的液体状态，并优选以自流方式从反应容器中排出污泥和添加剂的混合物。该设备提供实现上述方法的装置。本专利技术一般是涉及稳定液态污泥的方法和设备。因此，本专利技术总的目的是为稳定液态污泥提供一种改进的新方法和设备。本专利技术的另一个目的是为稳定液态污泥提供一种改进的新方法和设备，以使联邦的法规被遵守。本专利技术的另一个目的是为稳定液态污泥提供一种改进的新方法和设备，其中包含使污泥在所需的提高的温度下保持一段预定的时间杀灭病原体的方法和装置。根据以下所述及附图，本专利技术的其它目的和优点将是显而易见的。附图简述附图说明图1是根据本专利技术优选的实施方案的液态污泥稳定设备/装置的示意图。图2是在图1的设备中所采用的反应容器的投影图。图3是在图1的设备中优选采用的一类反应容器的侧横截面图，图中表示出任选的剪切装置。图4是反应容器的另一个实施方案简化的局部剖视投影图，该容器用于连续过程中所使用的图1的设备。优选实施方案的说明在优选的实施方案中，将固体含量高于0％但又低于10％的液态污泥和碱性材料置于反应容器中。将这些物料混合并加热。为了将pH提高到12.0或更高，加入足够的碱性材料。加热反应容器中的混合物使温度提高到预定的温度。虽然采用较高的温度保持较短的时间也可以满足需要，但为了符合联帮的有关法规。该温度应至少为50℃，保持至少约12.0h。混合物在该温度下保持一段预定的时间，多半是6h，足以使病原体降低到安全水平。在40C.F.R.503部分中由环境保护局制定的任一准则都是适用的。在优选的实施方案中，污泥和碱性材料在常压下的混合导致水合反应在反应中使用的化学计算量为以及释放27,500英国热量单位每磅摩尔。碱性材料可以是许多苛性化合物中的任一种，其中包括石灰(本文定义为基本上是纯的氧化钙)或包括或含有氧化钙或碳酸钙的其它物质，例如生石灰、镁石灰、或石灰窑粉尘或水泥窑粉尘。因此，添加剂选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、苏打灰、氢氧化钠和氢氧化钾。可根据市场供应和所要求的pH值选择，因为其中的某些材料不能有效地将pH提高到所要求的预定值。例如，如果所要求的预定pH值是12，镁石灰就不能很快地将混合物的pH提高到该值。在优选的实施方案中，采用吹入足够速度的空气进行混合，以防在巴氏灭菌步骤中发生固体沉降。然而，可以利用本领域中任一种已知的混合装置进行混合。空气还有助于分离或排除由于高pH值而释放的氨气。氨气随后可通过氨洗涤器排入大气或者进行内循环。该容器含有加热元件，用来提高槽内所装物料的温度。现在来详细地参看附图，其中各视图中相同的编号表示相同的构件，图1示出根据本专利技术优选的实施方案用于液态污泥稳定过程10的设备示意图。例举说明的设备通常包括反应容器20、空气源25(见图2)和任选的预热室60以及与其连续的管道、泵和阀门。如在图1和2中所看到的，反应容器20包含一个中空的容器22，用于容纳碱性污泥混合物。反应容器20包含一个被保温层26包围着的内壳24。保温层26可再用夹套28覆盖，以防保温层26损坏。入口21在反应容器20的顶部，用于加入污泥和碱性材料。在本专利技术的非预热方式中，可分别通过在图1中形象表示的管道27和29将污泥和碱性材料加入设备10。污泥与碱性材料所需的比例由控制装置来保证，在图1的实施方案中，该控制装置用计量阀23表示。在优选的实施方案中，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·克里斯蒂，P·C·克里斯蒂，
申请(专利权)人：RDP公司，
类型：发明
国别省市：