一种市政污水厂剩余污泥资源化方法技术

本发明专利技术提供的市政污水厂剩余污泥资源化方法，包括以下步骤：①将剩余污泥送入酸化调配池中调节污泥的TS浓度和pH值，然后进行超声波和微波处理，之后加入粉碎后的秸秆或/和粪渣，再加入固化稳定剂对污泥中的重金属离子进行吸附钝化处理；②厌氧发酵；③对厌氧发酵产生的沼气进行脱水、脱硫，送入双膜储气柜并利用沼气发电；④对厌氧发酵产生的污泥进行消毒并固液分离，得到沼渣泥饼和沼液；⑤将部分沼液返回酸化调配池中，对其余沼液进行硝化和反硝化处理至达标后排放；⑥向沼渣泥饼中添加营养元素，干化、造粒，得到颗粒有机肥料。本发明专利技术可提高现有剩余污泥处理方法的环保性和提高剩余污泥的资源化利用程度、降低剩余污泥的处理能耗。

A method of reusing excess sludge in municipal sewage plant

The invention provides a municipal sewage treatment plant surplus sludge reclamation method, which comprises the following steps: first, the excess sludge is sent into the acidification pool to adjust the TS concentration and pH value of the sludge, and then carries out ultrasonic and microwave treatment, then adding crushed stalks or / or dregs, and adding solidifying stabilizer to adsorb and passivate heavy metal ions in the sludge; second, anaerobic fermentation; Dehydrate and desulfurize the biogas produced by anaerobic fermentation, send it to the double membrane gas storage tank and use the biogas to generate electricity; \u2463 disinfect the sludge produced by anaerobic fermentation and separate the solid and liquid to obtain the biogas sludge cake and biogas liquid; \u2464 return part of the biogas liquid to the acidification mixing tank, and carry out nitrification and denitrification treatment for the rest of the biogas liquid to the standard before discharging; \u2465 add nutrition elements to the biogas sludge cake and dry it The granular organic fertilizer can be obtained by granulation. The invention can improve the environmental protection of the existing residual sludge treatment method, improve the resource utilization degree of the residual sludge, and reduce the treatment energy consumption of the residual sludge.

【技术实现步骤摘要】
一种市政污水厂剩余污泥资源化方法
本专利技术属剩余污泥资源化领域，涉及一种市政污水厂剩余污泥资源化方法。
技术介绍
我国2014年生活污水处理厂产生的污泥为3500多万吨/年，且以每年4％以上的速度增长。2015年我国各地区湿污泥无害化处理率平均值为32％。相关数据显示，目前我国污泥处理方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚烧等方式，这四种处理方法的占比分别为65％、15％、6％、3％。据此可以看出我国污泥处理方式仍以填埋为主，资源化利用的程度很低，加之我国城镇污水处理企业的处置能力不足、处置手段落后，有大量污泥未得到规范化的处理，直接造成了“二次污染”，对环境造成了严重的影响。我国存在许多污水处理厂对污泥仅仅是进行简单的浓缩脱水后便进行外运的现象，而且并没有交待污泥的最终去向，但即使对污泥进行了浓缩脱水处理，也往往达不到要求，污泥的含水率较高，污泥处理不到位不仅增加运输难度，而且会对运输路线周边环境造成潜在威胁。更为严重的是，会给后续的污泥处置带来极大的不便：在堆肥处理时，因含水率较高达不到堆肥处理的要求，还可能存在重金属超标以及二次污染问题，无法满足标准化、规范化生产；填埋时，达不到垃圾填埋场的准入条件，不少垃圾场填埋场拒收污泥；焚烧时，因处理不到位达不到污泥焚烧时的热值，同时会耗费过多的热量，还可能会造成严重的大气污染等问题。厌氧消化工艺是指在密闭条件下通过厌氧微生物的作用将污泥的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物分解成沼气和低分子氧化物。污泥的厌氧消化具有以下特点：可获取可观的能源，平均每吨污泥可产生约44m3沼气，同时可有效减少温室气体的排放；可减少污泥量，经厌氧消化后污泥量可减少50％左右，污泥的总体积减少至原来的10％左右；可稳定污泥性质，经厌氧消化后污泥中可分解、易腐化物质的数量减少，污泥性质稳定；可提高污泥的脱水效果，未消化的污泥呈黏性胶状结构，不易脱水，经厌氧消化后胶体物质被气化、液化或分解，使得污泥中的水分与固体易分离；消除污泥恶臭，经厌氧消化后，污泥中的恶臭物质分解后以硫化氢等气体形式从污泥中分离出来，污泥不再恶臭；可提高污泥卫生质量，甲烷菌有很强的杀菌作用，污泥经厌氧消化可杀死大部分病原菌和其它有害微生物。鉴于剩余污泥处理现状，我国急切需要更加环保和资源化利用程度更高的剩余污泥处理方法从根本上解决剩余污泥的出路。如果能以厌氧消化工艺为基础开发出市政污水厂剩余污泥的资源化利用方法，将污泥中的重金属等成分在源头加以控制，解决经厌氧消化处理后的污泥的重金属离子无害化稳定化问题，并采用适当的措施将厌氧消化处理后的污泥加工成有机肥料用于返田或用作园林绿化、苗圃等，这一方面可以减少填埋所用土地资源，另一方面可减少化肥的使用量，同时还可解决现有剩余污泥处置方法存在的二次污染问题，一举多得。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种市政污水厂剩余污泥资源化方法，以提高现有剩余污泥处理方法的环保性和提高剩余污泥的资源化利用程度、降低剩余污泥的处理能耗。本专利技术提供的市政污水厂剩余污泥资源化方法，包括以下步骤：(1)将剩余污泥送入酸化调配池，调节酸化调配池中污泥的TS浓度至8％～10％，pH值为4～5，然后进行超声波处理和微波处理，之后加入粉碎后的秸秆或/和粪渣，并充分混合，再加入固化稳定剂，在搅拌下对污泥中的重金属离子进行吸附钝化处理；该步骤中控制污泥在酸化调配池中的停留时间为4～7天；(2)将经过步骤(1)处理的污泥送入多级CSTR厌氧发酵装置进行厌氧发酵，控制厌氧发酵的温度为35±2℃，停留时间为24～35d；(3)对步骤(2)厌氧发酵产生的沼气进行脱水、脱硫，之后送入双膜储气柜并利用沼气进行发电，将沼气发电产生的余热通过热水锅炉、加热盘管、热水管传递至多级CSTR厌氧发酵装置，用于对多级CSTR厌氧发酵装置加热以维持厌氧发酵的温度；(4)将步骤(2)厌氧发酵产生的污泥送入消毒罐进行消毒，之后进行膜压固液分离，得到沼渣泥饼和沼液；(5)将步骤(4)所得部分沼液返回酸化调配池中，用于调节酸化调配池中污泥的TS浓度至8％～10％，同时实现沼液中微生物的回流接种，对步骤(4)所得其余沼液进行硝化和反硝化处理，处理达标后排放；(6)向步骤(4)所得沼渣泥饼中添加营养元素，然后干化、造粒，得到颗粒有机肥料。上述市政污水厂剩余污泥资源化方法的步骤(1)中，剩余污泥中的微生物的种类众多，酸化调配池的环境是适合厌氧菌生长的，其作用在于驯化厌氧菌，为了更好地促进厌氧菌成为优势菌种，同时对污泥进行厌氧生物预处理。该步骤采用了适当的超声处理和微波处理的方式来以适当地破坏剩余污泥中部分微生物的细胞壁。超声波处理时采用的超声波能量密度优选为0.04～1.00W/mL，相应的处理时间为20～50s，微波处理时采用的微波能量密度优选为0.5～7.0W/mL，相应的处理时间为30～100s。上述市政污水厂剩余污泥资源化方法的步骤(1)中，向酸化调配池中加入粉碎后的秸秆的作用一方面是调节污泥的C/N比，由于污泥的C/N比较低，而秸秆为高碳物质，适量秸秆的添加能将污泥的C/N比调节至合适的范围，以更利于微生物的生长，另一方面，粉碎后的秸秆的添加也有利于增加最终得到的有机肥料中的有机质含量，满足后续有机肥料造粒的要求，同时秸秆含有丰富的木质素，能与固化稳定剂相互作用促进对重金属离子的络合作用。添加粪渣的作用在于，粪渣可以作为厌氧发酵的原料，且粪渣中含有较多的微生物，起到作为接种物的作用。单独添加粉碎后的秸秆时，优选的粉碎后的秸秆的添加量应使粉碎后的秸秆的干物质量为酸化调配池中污泥质量的5％～10％；单独添加粪渣时，优选的粪渣的添加量应使粪渣的干物质量为酸化调配池中污泥质量的20％～30％；同时添加粉碎后的秸秆和粪渣时，优选的粉碎后的秸秆和粪渣的添加量应使混合物的干物质量为酸化调配池中污泥质量的10％～15％。更优选地，所述粉碎后的秸秆为粉碎后过4～10目筛的秸秆。上述市政污水厂剩余污泥资源化方法的步骤(1)中，所述固化稳定剂为能够吸附络合重金属离子的多孔材料，固化稳定剂的添加量为酸化调配池中污泥质量的0.5％～1.5％。该步骤使用固化稳定剂处理后，污泥中的游离重金属离子的含量应当符合NY525-2012《有机肥料》的规定。优选地，所述能够吸附络合重金属离子的多孔材料为过100～200目筛的改性沸石，改性沸石的制备方法：将天然沸石在0.5～1.5mol/L的硫酸溶液中浸泡8～12h后洗净、烘干，然后置于10～15mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中在25±2℃恒温搅拌5～10h，洗净、烘干，再置于0.5～1.5mol/L的CuSO4溶液中浸泡8～12h，烘干即得。该改性沸石具有较大比表面积和负电性，可容纳多种分子和离子，多种金属离子能进入其内部孔道发生络合反应，该改性沸石可有效吸附锰、铊、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等重金属的离子，吸附络合重金属离子后的改性沸石在后续剩余污泥过程不断矿化，使得结构稳定下来。上述市政污水厂剩余污泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种市政污水厂剩余污泥资源化方法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)将剩余污泥送入酸化调配池，调节酸化调配池中污泥的TS浓度至8％～10％，pH值为4～5，然后进行超声波处理和微波处理，之后加入粉碎后的秸秆或/和粪渣，并充分混合，再加入固化稳定剂，在搅拌下对污泥中的重金属离子进行吸附钝化处理；该步骤中控制污泥在酸化调配池中的停留时间为4～7天；/n(2)将经过步骤(1)处理的污泥送入多级CSTR厌氧发酵装置进行厌氧发酵，控制厌氧发酵的温度为35±2℃，停留时间为24～35d；/n(3)对步骤(2)厌氧发酵产生的沼气进行脱水、脱硫，之后送入双膜储气柜并利用沼气进行发电，将沼气发电产生的余热通过热水锅炉、加热盘管、热水管传递至多级CSTR厌氧发酵装置，用于对多级CSTR厌氧发酵装置加热以维持厌氧发酵的温度；/n(4)将步骤(2)厌氧发酵产生的污泥送入消毒罐进行消毒，之后进行膜压固液分离，得到沼渣泥饼和沼液；/n(5)将步骤(4)所得部分沼液返回酸化调配池中，用于调节酸化调配池中污泥的TS浓度至8％～10％，同时实现沼液中微生物的回流接种，对步骤(4)所得其余沼液进行硝化和反硝化处理，处理达标后排放；/n(6)向步骤(4)所得沼渣泥饼中添加营养元素，然后干化、造粒，得到颗粒有机肥料。/n...

【技术特征摘要】
1.一种市政污水厂剩余污泥资源化方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将剩余污泥送入酸化调配池，调节酸化调配池中污泥的TS浓度至8％～10％，pH值为4～5，然后进行超声波处理和微波处理，之后加入粉碎后的秸秆或/和粪渣，并充分混合，再加入固化稳定剂，在搅拌下对污泥中的重金属离子进行吸附钝化处理；该步骤中控制污泥在酸化调配池中的停留时间为4～7天；
(2)将经过步骤(1)处理的污泥送入多级CSTR厌氧发酵装置进行厌氧发酵，控制厌氧发酵的温度为35±2℃，停留时间为24～35d；
(3)对步骤(2)厌氧发酵产生的沼气进行脱水、脱硫，之后送入双膜储气柜并利用沼气进行发电，将沼气发电产生的余热通过热水锅炉、加热盘管、热水管传递至多级CSTR厌氧发酵装置，用于对多级CSTR厌氧发酵装置加热以维持厌氧发酵的温度；
(4)将步骤(2)厌氧发酵产生的污泥送入消毒罐进行消毒，之后进行膜压固液分离，得到沼渣泥饼和沼液；
(5)将步骤(4)所得部分沼液返回酸化调配池中，用于调节酸化调配池中污泥的TS浓度至8％～10％，同时实现沼液中微生物的回流接种，对步骤(4)所得其余沼液进行硝化和反硝化处理，处理达标后排放；
(6)向步骤(4)所得沼渣泥饼中添加营养元素，然后干化、造粒，得到颗粒有机肥料。


2.根据权利要求1所述市政污水厂剩余污泥资源化方法，其特征在于，步骤(1)所述固化稳定剂为能够吸附络合重金属离子的多孔材料，固化稳定剂的添加量为酸化调配池中污泥质量的0.5％～1.5％。


3.根据权利要求2所述市政污水厂剩余污泥资源化方法，其特征在于，所述能够吸附络合重金属离子的多孔材料为过100～200目筛的改性沸石，改性沸石的制备方法：将天然沸石在0.5～1.5mol/L的硫酸溶液中浸泡8～12h后洗净、烘干，然后置于10～15mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中在25±2℃恒温搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠武，刘明刚，涂弈州，闫志英，
申请(专利权)人：四川能投水务投资有限公司，中国科学院成都生物研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51