减量处理生化剩余污泥的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及污泥处理领域，公开了减量处理生化剩余污泥的方法和系统。该方法包括：(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行碱预处理反应得到物料I，所述第一碱源的用量使得进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值保持为8‑10；(2)将所述物料I与第二碱源进行热水解反应得到物料II，所述第二碱源的用量使得进行所述热水解反应的混合物流的pH值保持为9‑11；(3)将所述物料II进行泥水分离，得到上清液和固体污泥；(4)将所述上清液进行厌氧反应处理。本发明专利技术提供的上述减量处理生化剩余污泥的方法中的药剂消耗少，因此具有处理成本低的优点，另外，本发明专利技术提供的上述减量处理生化剩余污泥的方法具有处理效果好的优点。

【技术实现步骤摘要】
减量处理生化剩余污泥的方法和系统
本专利技术涉及污泥处理领域，具体涉及一种减量处理生化剩余污泥的方法和一种减量处理生化剩余污泥的系统。
技术介绍
近年来我国环保产业得到了快速发展，污水处理能力及处理效率迅速提高，大量污水处理厂的建设无疑对保护水环境作用重大，但随之产生了大量的生化剩余污泥。对这部分生化污泥，污水处理厂通常采用的“机械脱水+外委”方法处理，虽然设备投资较少，但只能将10000m3含水98％的污泥体积减少到约1200吨，污泥体积庞大，残留污泥含有大量有毒有害物质，为此，企业每年需要花费高昂费用外委处理。生化剩余污泥是一种由有机残片、微生物、无机颗粒等组成的极其复杂的非均质体，对环境的污染性很强，且成分复杂、处理困难，已成为人们关注的热点。为解决生化剩余污泥对环境的污染，人们在污泥减量技术方面开展了大量的研发工作，开发出一系列的技术，如污泥干化填埋技术、堆肥技术、焚烧技术等等。这些技术对污泥减量具有一定的效果，但都存在明显不足，如干化填埋技术不仅占用大量的土地，而且对地下水构成污染风险；堆肥技术在使用过程对土壤造成重金属污染和生物污染；焚烧技术不仅对设备要求很高、处理成本高，而且可能产生二噁英等有害气体。这些都迫使人们开发性价比更高的技术。污泥热水解技术，可以使微生物絮体解散，细胞结构破碎，蛋白质、多糖和脂类等有机大分子水解，从而减少了污泥中的固含量，同时热水解也能导致污泥颗粒粘性降低、污泥中水分分布特性改变，从而改善污泥的脱水能力，由于热水解技术可以从减少固体总量和改善污泥的脱水性能两方面达到污泥减量的效果，因而得到了广泛的研究。如：CN102718384A公开了一种污泥加碱催化热水解处理方法，包括如下步骤：A将污泥与碱性物质注入反应釜内，控制反应釜内污泥的pH值为10至14；B向反应釜内注入0.5MPa至1.6MPa的饱和蒸汽，经过15至60分钟反应后获得水解后的污泥。该现有技术采用向污泥中加入碱性物质的方法提高污泥水解效率，在碱性环境及加热的条件下，有助于污泥细胞的快速破碎和有机物的快速水解。由于向污泥中加入碱性物质提高了污泥水解效率，所以可以向反应釜内注入0.5MPa至1.6MPa的饱和蒸汽，饱和蒸汽压力下降使得反应釜设计压力下降导致投资成本大幅降低，并且由于饱和蒸汽压力下降使得锅炉等配套设备投资大幅降低，而且蒸汽使用量下降致能耗。但是，大量碱的加入会导致后处理的成本较高，也容易造成反应器的结垢，影响长周期的运行。因此，有必要开发出经济可行的生化污泥减量的技术，以大幅减少剩余污泥的体积，减少对环境的危害。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种运行稳定，处理效果好的减量处理生化剩余污泥的方法和减量处理生化剩余污泥的系统。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种减量处理生化剩余污泥的方法，该方法包括：(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行碱预处理反应得到物料I，所述第一碱源的用量使得进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值保持为8-10；(2)将所述物料I与第二碱源进行热水解反应得到物料II，所述第二碱源的用量使得进行所述热水解反应的混合物流的pH值保持为9-11；(3)将所述物料II进行泥水分离，得到上清液和固体污泥；(4)将所述上清液进行厌氧反应处理。本专利技术提供的上述减量处理生化剩余污泥的方法具有处理效果好(处理后的污泥的VSS/SS比值低)的优点。本专利技术第二方面提供一种减量处理生化剩余污泥的系统，该系统包括：通过管线依次连通的污泥预处理罐、热水解反应器、沉降罐和厌氧反应器；该系统还包括：第一碱源供应单元和第二碱源供应单元；所述污泥预处理罐与所述第一碱源供应单元通过管线连通，使得生化剩余污泥与所述第一碱源供应单元提供的第一碱源在所述污泥预处理罐中进行碱预处理反应得到物料I；所述热水解反应器与所述第二碱源供应单元通过管线连通，使得所述物料I与所述第二碱源供应单元提供的第二碱源在所述热水解反应器中进行热水解反应得到物料II；所述厌氧反应器的入口与沉降罐的上清液出口通过管线连通。本专利技术提供的上述减量处理生化剩余污泥的方法中的药剂消耗少，因此具有处理成本低的优点。本专利技术提供的上述减量处理生化剩余污泥的方法具有处理效果好(处理后的污泥的VSS去除率高，污泥减量率大)的优点，从本专利技术实施例可以看出，采用本专利技术提供的方法，VSS/SS为72％的污泥经过本专利技术提供的方法处理后得到的处理后污泥的VSS去除率可以达到65％，污泥减量率可以达到96.01％。也即，本专利技术提供的减量处理生化剩余污泥的方法能够在低成本的前提下实现优异的处理效果。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。在本专利技术中，在没有特别说明的情况下，本专利技术的“第一”、“第二”并不代表先后次序，仅是为了区分，例如本专利技术的“第一碱源”和“第二碱源”中的“第一”和“第二”仅是为了区分两次不同的反应中引入的碱源，本领域技术人员不应理解为对本专利技术的限制。本专利技术第一方面提供一种减量处理生化剩余污泥的方法，该方法包括：(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行碱预处理反应得到物料I，所述第一碱源的用量使得进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值保持为8-10；(2)将所述物料I与第二碱源进行热水解反应得到物料II，所述第二碱源的用量使得进行所述热水解反应的混合物流的pH值保持为9-11；(3)将所述物料II进行泥水分离，得到上清液和固体污泥；(4)将所述上清液进行厌氧反应处理。本专利技术的所述生化剩余污泥可以为来自例如污水处理厂浓缩池的生化剩余污泥。优选地，所述生化剩余污泥的含水率为95-99.9重量％，进一步优选为96-99.5重量％，例如为97-99重量％；挥发分比f为50-80％，进一步优选为65-72％，其中f＝VSS/SS。本专利技术中，所述VSS是指可挥发性悬浮物，所述SS是指总固体悬浮物，VSS/SS用来表示污泥中挥发性物质的含量。本专利技术中，污泥中SS和VSS通过重量法(CJ/T221-2005)获得。本专利技术提供的方法中，步骤(1)和步骤(2)在特定pH下对污泥进行处理，有利于在碱源用量少的情况下去除污泥中的有机物。碱源用量少，使得反应器不易结垢，能够长周期稳定的运行。根据本专利技术的一种优选实施方式，进行所述热水解反应的混合物流的pH值高于进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值。采用该种优选实施方式，更有利于提高生化剩余污泥减量处理的结果，且更有利于防止步骤(1)碱预处理反应所用反应器结垢。进一步优选地，所述第一碱源的用量使得进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值保持为8-9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减量处理生化剩余污泥的方法，该方法包括：/n(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行碱预处理反应得到物料I，所述第一碱源的用量使得进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值保持为8-10；/n(2)将所述物料I与第二碱源进行热水解反应得到物料II，所述第二碱源的用量使得进行所述热水解反应的混合物流的pH值保持为9-11；/n(3)将所述物料II进行泥水分离，得到上清液和固体污泥；/n(4)将所述上清液进行厌氧反应处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种减量处理生化剩余污泥的方法，该方法包括：
(1)将生化剩余污泥与第一碱源进行碱预处理反应得到物料I，所述第一碱源的用量使得进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值保持为8-10；
(2)将所述物料I与第二碱源进行热水解反应得到物料II，所述第二碱源的用量使得进行所述热水解反应的混合物流的pH值保持为9-11；
(3)将所述物料II进行泥水分离，得到上清液和固体污泥；
(4)将所述上清液进行厌氧反应处理。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，进行所述热水解反应的混合物流的pH值高于进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一碱源的用量使得进行所述碱预处理反应的混合物流的pH值保持为8-9；
优选地，所述碱预处理反应的时间为0.1-16h，优选为0.5-4h；
优选地，所述碱预处理反应的温度为20-120℃，优选为20-70℃。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二碱源的用量使得进行所述热水解反应的混合物流的pH值保持为9-10；
优选地，所述热水解反应的时间为0.1-16h，优选为0.5-4h；
优选地，所述热水解反应的温度为120-230℃，优选为140-200℃。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述第一碱源和所述第二碱源各种独立地选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钠、过氧化钠、氧化钾、过氧化钾、氧化钙、过氧化钙、碳酸钙、碳酸钾、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的至少一种；
优选地，所述第一碱源和所述第二碱源以溶液的形式使用；
优选地，所述第一碱源和所述第二碱源为浓度为10-50重量％的氢氧化钠水溶液。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，将所述物料II冷却得到物料III，然后将所述物料III进行所述泥水分离；
优选地，所述泥水分离包括：将所述物料III与酸接触进行沉降分离；
优选地，所述酸的用量使得进行所述沉降分离的混合物流的pH值为6-9，优选为6.5-8.5。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述物料II与所述物料I进行换热以实...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，杨宇宁，桑军强，赵锐，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11