常态下处理污泥的方法及其设备技术

本发明专利技术涉及对城市污水中污泥的处理方法，具体地是如何将含水污泥中水与污泥分离的方法。其包括如下步骤：(1)在污泥中加入氧化导向剂和调节剂，搅拌，并通入臭氧，(2)搅拌反应后，然后加入聚沉剂，最后将污泥经压滤，得到含水率55％以下的污泥。本发明专利技术突破了常温处理污泥工艺中无法脱除含有机质污泥吸包水的技术瓶颈，达到了成本低、效果好、处理污泥达到国家标准的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对城市污水中污泥的处理方法，具体地是如何将含水污泥中水与污泥分离的方法。
技术介绍
污泥是污水处理厂在污水处理过程中产生的有机质、微生物菌胶团等沉淀物质以及污水表面漂浮的浮沫等残渣，其中含有大量的病原菌、寄生虫、致病微生物、二噁英和砷、铜、汞、铬等有毒重金属，甚至有放射性核素等难以降解的有毒、有害物质。如何进一步处理处置污水处理厂所产生的污泥是当今世界环保领域的一大难题。由于污泥的胶体吸包水特性，导致污泥含水率高，体积大，给堆放和运输等带来困难。城市污泥如处理不当或不规范处理，如随意弃置山野农地或不规范填埋，将对生态环境造成巨大的潜在威胁。二十世纪九十年代以来发达国家已将污泥处理处置列入环保工作的重点，处理污泥的传统方法主要为卫生填埋、焚烧和热能利用、土地利用、好氧厌氧消化等。其中卫生填埋对设备要求相对简单，但是需要大量的填埋场地和污泥的运输费用，易产生地下水污染和臭气散逸等二次污染问题；焚烧和热能利用技术充分利用产生的沼气建立发电站，其能源自给率可达到50％以上，但焚烧法设备和运行费用昂贵，易造成大气污染，仍然残留小量属危险品处理类固体无机物；土地利用技术是剩余污泥处置的主要途径之一，而且随着可填埋的范围逐渐缩小，土地利用将是一个主要的发展趋势，同时也是污泥处置的综合难题；自20世纪80年代末期以来在欧、美等发达国家又开发了一些新技术和工艺，如超声波进行污泥消化，可缩短污泥在消化池中的停留时间，增强污泥的稳定性；利用蚯蚓处理污泥；利用高压热解破坏污泥的胶凝结构，对污泥进行干化、消毒杀菌，这种方法可减少污泥的体积，而且干燥后的剩余污泥能够成为一种有价值的农用肥料，该法的最大缺点是初期投资费用和每日所需能量的费用过高。纵观国外污泥处理处置方法及综合利用，总体趋势已从焚烧干化逐步转化到以高效脱水后再资源利用为主导方法。我国由于长期以来污泥处理投资力度小，早期的污水处理厂，由于没有严格的污泥排放监管，普遍将污水和污泥处理单元剥离开来，片面地追求污水处理率，尽可能地简化、甚至忽略了污泥处理处置单元；有的还为了节省运行费用将已建成的污泥处理设施长期闲置，将未做任何处理的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放，致使许多大城市出现了污泥围城的现象，并已开始向中小城市蔓延，给生态环境带来了极为不利的影响。目前我国虽然对污泥问题开始关注，但仍然停留在技术层次低，污泥处理处置处于严重滞后的状态，主要方法有浓缩填埋、沤制堆肥、干化焚烧等，其中浓缩填埋是污泥处理处置的主要方法。但长期以来由于污泥处理处置过程中没有有效地破解污泥的包外聚合物、污泥胶团结构吸包水和污泥菌团细胞水，导致污水厂处理后污泥含水率仍高达78-83％，造成污泥填埋时运输成本高，填埋土地占用率巨大，且极易造成污泥返溶、渗出等造成填埋地的二次污染，影响周边生态环境。综合上述处理方法发现：由于没有很好地破解ECP(包外聚合物)、油包水结构和-->形成大小合适的污泥颗粒，污泥脱水指标难以降到78％以下，影响了该工艺技术的应用和推广。因此，制备新型复合污泥处理试剂，开发新型污泥处理工艺技术，成为对污水厂污泥深度处理要解决的关键问题。氧化技术和聚沉技术是近几年污泥处理的研究热点。其研究内容主要涉及两方面：即污泥的预先处理和聚沉技术与工艺。其关键是在应用可控湿法氧化技术破坏吸包水结构的基础上采用聚沉絮凝剂形成尺寸合适的污泥颗粒，使之达到容易脱除和容易分离吸包水的目的。但目前这方面的技术工艺尚不成熟，在减量化、稳定化和无害化各环节没有技术突破。对于这一问题的研究已有报道，从目前的研究来看，选择以粗酚树脂为基层、以多烯多胺为骨架、多层状树脂为起始剂，在高效催化剂作用下与环氧丙烷和环氧己烷进行嵌段聚合得到多芳环多酚胺层状树脂型立体网状结构破乳剂OX-9等为主。如陈银广等研究酸和表面活性剂对活性污泥脱水性能、沉降性能和ESP的影响。通过测定脱水清液中多糖、蛋白质、DNA的含量来考察药剂对絮凝沉降的影响。实验结果显示酸和表面活性剂通过改变污泥絮体的表面性质、降低了污泥絮体含量、释放出油包水、从而提高了污泥的脱水性能和沉降性能。Novak等研究了铁离子在决定絮体结构及脱水特性中的作用，尤其是铁离子和生物酶中蛋白质的相互作用。他们指出当铁离子增加时，溶液中蛋白质被去除。这也导致污泥CST降低，有利于污泥脱水。在污泥处理的聚沉技术中，使用复合絮凝剂/或称聚沉剂的研究较多，其种类主要有：1)无机絮凝剂，主要有铁盐(FeCl3、FeSO4等及其聚合物)和铝盐(Al2(SO4)3、AlCl3等及其聚合物如聚合氯化铝、聚合硫酸铝等)；2)合成有机高分子絮凝剂，如聚胺类、聚丙烯酸钠、聚丙烯酞胺类等；3)天然高分子絮凝剂；4)微生物絮凝剂，它可以降解含苯酚废水、有机磷农药废水、含油污和蛋白质、淀粉等腐殖有机物的生活用水。但由于价格贵、单独使用效果不明显等方面的缺点，影响了这些技术的工业应用和推广。现有技术中与处理工艺相伴随着，也公开了与该些工艺方法匹配的设备。通常污水处理厂在污水处理过程需要进行深度处理的污泥是剩余污泥。所谓剩余污泥是(excess activated sludge)活性污泥系统中从二次沉淀池(或沉淀区)排出系统外的活性污泥。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在常温、普通压力条件能将剩余污泥中的水分含量一步降低至55％以下的方法，同时完成杀菌、除臭、有毒重金属离子固化。本专利技术的技术方案是，在污泥中加入氧化导向剂和调节剂，搅拌，并通入臭氧，搅拌反应后，然后加入聚沉剂，最后将污泥经普通压滤，得到含水率55％以下的污泥；其中氧化导向剂为碳粉和过渡金属氯化物或过渡金属硫酸盐的混合物，其中碳粉所占氧化导向剂的重量百分比为70-85％；所说的调节剂是CaO，所说的过渡金属是Fe，Mn，Al，V。本专利技术中，首次采用O3与氧化引发剂(该所谓氧化引发剂是氧化导向剂与CaO在水溶液中的反应产物)结合，形成羟基自由基，协同高能态电子e*与引发传质体MOFe构建能态和轨道对称的界面s-g、s-l微电子转移体系，使有机质污泥生物膜和细胞结构发生氧化还原过程，破解污泥菌胶团结构，打碎苯胺类、苯酚类和包外聚合物等有机质大分子网状生物膜结构，生成有机自由基(R·)，有机自由基进一步氧化使有机物水化层膜结构，破坏蛋白质、多糖等大分子有机质膜特征结构，释放菌胶团的吸包水和结合水，通过氧化和降解-->污泥中有机质胶束结构，释放吸包水和结构水，在聚沉剂作用下，经破膜的有机质污泥聚结成粒，有毒重金属离子螯合聚沉，有效地分离污泥中的结构水，晶胞水，吸胞水。本专利技术中使用的氧化导向剂组成及用量：碳粉(m/m％)：75％～85％，FeCl3为15％～25％。使用时，每立方米含水99.0％污泥加入氧化导向剂60～100g。对于不同含水率的污泥可以依据前叙比例换算。本专利技术的实施例中氧化导向剂与调节剂的重量比为7∶4。本专利技术实施例中使用的聚沉剂组成和重量百分含量：FeCl350-55％、PAC(Polyaluminium Chloride)38-43％、CPAM(Polyacrylamide)5-10％。本专利技术的高能态电子e*载体O3的用量：在污泥处理过程中，通入臭氧，臭氧的流量与污泥浓度相关，可自动控制，O3用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
常态下处理污泥的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在污泥中加入氧化导向剂和调节剂，搅拌，并通入臭氧，(2)搅拌反应后，然后加入聚沉剂，最后将污泥经压滤，得到含水率55％以下的污泥。其中氧化导向剂为碳粉和过渡金属氯化物或过渡金属硫酸盐的混合物，其中碳粉所占氧化导向剂的重量百分比为70‑85％；所说的调节剂是CaO，所说的过渡金属是Fe，Mn，Al，V。

【技术特征摘要】
1.常态下处理污泥的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在污泥中加入氧化导向剂和调节剂，搅拌，并通入臭氧，(2)搅拌反应后，然后加入聚沉剂，最后将污泥经压滤，得到含水率55％以下的污泥。其中氧化导向剂为碳粉和过渡金属氯化物或过渡金属硫酸盐的混合物，其中碳粉所占氧化导向剂的重量百分比为70-85％；所说的调节剂是CaO，所说的过渡金属是Fe，Mn，Al，V。2.根据权利要求1所述的常态下处理污泥的方法，其特征在于每立方米含水99％污泥加入氧化导向剂60～100g。3.根据权利要求1所述的常态下处理污泥的方法，其特征在于氧化导向剂与调节剂的重量比为7∶4。4.根据权利要求1所述的常态下处理污泥的方法，其特征在于O3用量按1.00kg干污泥计为0.5～3.0g。5.根据权利要求1-4之一所述的常态下处理污泥的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志光，何纯莲，
申请(专利权)人：湖南湘牛污泥深度处理有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43