一种污泥的集成处理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种污泥的集成处理方法及系统，所述污泥的集成处理方法包括污泥的热水解预处理和厌氧消化以及对所述厌氧消化后沼渣的热干化处理，其中所述厌氧消化的温度为35～38℃。本发明专利技术通过热水解预处理、中温厌氧消化及热干化处理的工艺结合，能够将原污泥处理得到含水率20～30％的污泥，同时有机物去除率高，甲烷产率高，而且处理周期短，极大地实现了污泥减量化、资源化和稳定化。

An integrated sludge treatment method and system

【技术实现步骤摘要】
一种污泥的集成处理方法及系统
本专利技术涉及污泥处理
，更具体地，涉及一种污泥的集成处理方法及系统。
技术介绍
污泥是污水处理过程中的副产物，具有含水率高、颗粒较细、比重较轻等特点，主要来源于污水处理厂的初次沉淀池和二次沉淀池。污泥成分复杂，数量庞大，其中含有大量有机质、氮磷、病原微生物、寄生虫卵及病毒、重金属离子等物质。污泥中有机物易腐烂并产生恶臭，容易孽生蚊蝇；氮、磷等营养物质在雨水的冲刷下会流入地表或者地下水体，造成水体污染；未处理或处理不达标的污泥用作农肥或填埋时，病原菌及寄生虫(卵)等进入土壤，并直接或间接的与人或动物接触，危害人体和牲畜健康；重金属离子和难降解的有毒有害物质容易渗滤出来或挥发，造成水体、土壤和空气的二次污染。根据污泥性质和含水率的不同，污泥处理方式包括填埋、干化+焚烧、堆肥+土地利用、厌氧消化+建材化等。目前随着技术不断改进，厌氧消化已成为污泥处理的主流技术。但是，传统的厌氧消化系统存在诸多缺陷：首先，有机物降解率较低，一般不到40％(以VS计)，甲烷产率也较低；其次，对污泥中复杂多聚物的水解速率缓慢，导致水力停留时间HRT较长，一般需要20～30d，致使反应器等设施规模大，投资高，占地面积广；再者，维持反应器的中温消化需要消耗大量能量，运行费用高。这些缺陷束缚了厌氧消化进一步的推广。后来也有一些相关改进的报道，专利技术专利申请CN106755141A公开了一种热水解联合高温厌氧酸化提高剩余污泥产酸量的方法，利用高温高压热水解和高温厌氧酸化联合处理剩余污泥的方法，热水解反应罐的温度为160～190℃，压力为0.5～1.2Mpa，反应时间为30～60min，反应结束后，将反应器中压力缓慢降至0.3～0.8MPa后，进行泄压闪蒸，得到热水解污泥；高温厌氧酸化反应罐的温度为50～60℃，高温厌氧酸化反应罐中的搅拌器的搅拌转速设为60～120转/min，反应2～4天。该专利技术采用热水解处理，虽提升了污泥的可生化特性，但厌氧后的污泥需要脱水处理，未形成完整的污泥处理流程；此外，虽热水解能带来一定的热量，但高温厌氧工艺仍需要较高的能量供应，且运行稳定性偏差。专利技术专利申请CN109912150A公开了一种厌氧干化处理剩余活性污泥的工艺方法，具体公开了将剩余活性污泥均化后，加药送入热水解反应器，然后将热水解后污泥进入厌氧发酵系统进行高温厌氧产沼，厌氧后沼渣经成型干化机得到干化污泥，该方法可将剩余污泥的含水率降至15％以下。该方法在热水解环节中需要补加一定的药剂，药剂的累积可能会对高温高压系统的管路带来一定的风险；此外，高温厌氧运行的稳定性偏弱、氨氮抑制性方面较弱，运行成本也高。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种污泥的集成处理方法及系统。本专利技术提供一种污泥的集成处理方法，包括污泥的热水解预处理和厌氧消化以及对所述厌氧消化后沼渣的热干化处理，其中所述厌氧消化的温度为35～38℃。本专利技术通过热水解预处理、中温厌氧消化及热干化处理的工艺结合，能够将原污泥处理得到含水率20～30％的污泥，同时有机物去除率高，甲烷产率高，而且处理周期短，极大地实现了污泥减量化、资源化和稳定化。本专利技术将温度控制在35～38℃范围内，是因为低于35℃时产沼效果会降低，只有保持足够的污泥量时才能达到理想的沼气量；高于38℃时，微生物的活性会受到不可逆的破坏，有机物降解率会明显下降。还有，温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化作用，所以应尽可能采取一定的控温措施，温度变化幅度不超过2-3℃/h。进一步地，所述厌氧消化的进料为经过所述热水解预处理后调浆至含固率10％的污泥，所述厌氧消化的时间为18～21天，消化过程中浆料的pH为7.0～7.8。进一步地，所述热水解预处理包括浆化、预热、热水解反应和闪蒸步骤，所述热水解反应的温度为130～180℃，优选为160～170℃，时间为25～30min，压力为1.1～1.2MPa。进一步地，所述热水解预处理的进料为含水率80～85％的污泥，所述预热的温度为85～95℃。进一步地，所述热干化处理的进料为所述厌氧消化的出料经脱水后得到的沼渣，含水率为70±5％；所述热干化处理的出料含水率为25±5％。进一步地，所述热干化处理过程中，热风温度为60～80℃，其中温度在70℃以上的时间为90～120min，回风为45～60℃。本领域中一般用热泵进行热干化处理，其原理类似空调压缩机的原理，利用热交换产生的热量进行干化。进一步地，对所述厌氧消化后得到的沼气进行余热回收利用，可用于污泥干化处理、厌氧罐热量补给等。本专利技术还提供一种污泥的集成处理系统，包括热水解系统、厌氧消化系统和热干化系统，所述热水解系统包括顺次连接的均质浆化一体机、热水解反应罐、卸压闪蒸罐、沉砂罐、换热器和出料缓存罐；所述厌氧消化系统包括调理罐和厌氧罐；所述热干化系统包括机械离心脱水机和除湿干化机；所述出料缓存罐的出口与所述调理罐的入口连接，所述厌氧罐的出料进入所述机械离心脱水机。进一步地，所述均质浆化一体机、热水解反应罐和卸压闪蒸罐均设有搅拌器；所述厌氧罐内设有换热装置。进一步地，还包括沼气利用系统，所述沼气利用系统与所述厌氧罐的沼气出口连接，包括干式双模气柜、干式脱硫系统和余热锅炉系统。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的集成处理方法具有处理周期短、有机物去除率高、甲烷产率高，以及出泥含水率更低的优点。(2)热水解预处理的主要目的是改善污泥的脱水性能，以获得高含固率污泥，从而减小污泥的运输和填埋体积。本专利技术中厌氧减量化年均值约为25％，再通过干化的减量，污泥总减量约为50％。污泥大幅度的减量将相应地降低污泥的后续处理(焚烧、土地利用、建材化)费用和运输费用。(3)本专利技术还可以实现污泥的稳定化，将一些重金属由不稳定形态迁移转化至相对稳定或稳定的形态，实现了对污泥中重金属的稳定化效果，更利于污泥的土地利用。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的污泥集成处理系统的示意图；图中，1-污泥接收仓；2-螺旋输送机；3-均质浆化一体机；4-热水解反应罐；5-卸压闪蒸罐；6-沉砂罐；7-换热器；8-出料缓存罐；9-调理罐；10-厌氧罐；11-机械离心脱水机；12-除湿干化机；13-水处理系统；14-刮板输送机；15-干式双模气柜；16-干式脱硫系统；17-余热锅炉系统。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。实施例1本实施例提供一种污泥的集成处理系统，其示意图如图1所示，包括热水解系统(简称I-TH系统)、厌氧消化系统(简称II-AD)和热干化系统(简称III-TD系统)，其中，热水解系统包括均质浆化一体机3、热水解反应罐4、卸压闪蒸罐5、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污泥的集成处理方法，其特征在于，包括污泥的热水解预处理和厌氧消化以及对所述厌氧消化后沼渣的热干化处理，其中所述厌氧消化的温度为35～38℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种污泥的集成处理方法，其特征在于，包括污泥的热水解预处理和厌氧消化以及对所述厌氧消化后沼渣的热干化处理，其中所述厌氧消化的温度为35～38℃。


2.根据权利要求1所述的集成处理方法，其特征在于，所述厌氧消化的进料为经过所述热水解预处理后调浆至含固率10％的污泥，所述厌氧消化的时间为18～21天，消化过程中浆料的pH为7.0～7.8。


3.根据权利要求1或2所述的集成处理方法，其特征在于，所述热水解预处理包括浆化、预热、热水解反应和闪蒸步骤，所述热水解反应的温度为130～180℃，优选为160～170℃，时间为25～30min，压力为1.1～1.2MPa。


4.根据权利要求3所述的集成处理方法，其特征在于，所述热水解预处理的进料为含水率80～85％的污泥，所述预热的温度为85～95℃。


5.根据权利要求1或2所述的集成处理方法，其特征在于，所述热干化处理的进料为所述厌氧消化的出料经脱水后得到的沼渣，含水率为70±5％；所述热干化处理的出料含水率为25±5％。


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【专利技术属性】
技术研发人员：黄智，陈奕名，杜兵，曹剑叶，黄明星，邓玲，马晓玲，刘晓吉，龙艳秋，喻武，
申请(专利权)人：中国环境保护集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11