一种基于[Fe(III)-EPS]/H2O2调质的强化污泥脱水过程的方法技术

一种基于[Fe(III)

【技术实现步骤摘要】
一种基于[Fe(III)
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EPS]/H2O2调质的强化污泥脱水过程的方法


[0001]本专利技术属于污泥脱水
，具体涉及一种基于[Fe(III)
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EPS]/H2O2调质的强化污泥脱水过程的方法。

技术介绍

[0002]污泥是污水生物处理不可避免产生的副产品，含有各种有毒物质，如病原体、重金属和有机污染物，如果处理不当，可能会造成严重的污染风险。据估计，中国每年产生6000万吨湿污泥，需要庞大的处理设施和资金投入才能妥善处理，其中减少污泥中的生物量和水分是减少污泥体积的重要步骤，这对减轻后续污泥处理和处置的压力有积极作用。而在污水厂中能有效降低污泥水分含量的过程即为污泥脱水过程。如何提高污泥的脱水能力从而更为高效地降低污泥的含水率是目前全球所关注的重点问题，若能将污泥的含水率降低到40％甚至30％以下，那么缩减的污泥体积量将会是个尤为庞大的数字，这对后续的污泥运输、处理处置乃至于对生态环境的保护都起着关键作用。
[0003]目前污水处理厂通过改进脱水设备和增加脱水压力而降低污泥的含水率，但是设备的承压能力有限，同时处理规模无法进一步提高，理论计算的合适脱水压力无法实现，进而限制了污泥脱水能力，在设备和能源入手无法从根本上突破脱水瓶颈，反而提高了设计、建设、能源输入的成本，造成资金的投入处于“无效投入”，而无法及时减量的污泥过多的自然干化和乱排造成了一定的环境污染。因此，应从根本上改变污泥的性质，在脱水前进行一定的污泥调理，改变污泥性质，从而促进污泥更利于排出自身存在的水分，在现行的处理设备下增加其脱水能力。污泥中的水分主要分为结合水和自由水，自由水在重力和一定的压力下即可排出，而结合水由于强结合作用依附在污泥胞外聚合物中，若能将结合水有效释放转化为自由水，则将利于脱水能力的提高，而释放结合水的同时还需要形成一定宽敞的水分排出通道，以便于实现脱水的高效率。
[0004]因此，相比于改进脱水设备的能力而言，探讨确切的污泥调理方法，改变污泥的性质，将难脱除的水分转化为易脱除的水分，研究开发出能够强化污泥调理脱水的过程及方法，以强化污泥脱水性能更成为污泥处理领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决现有的城市生活污水处理厂污泥处理及处置中的污泥脱水问题，提供了一种药耗量较低、运行费用较低、操作简单方便、通过降低污泥压滤脱水过程中受到的阻力和改善污泥中水分组成的比例从而强化污泥调理脱水的方法。
[0006]本专利技术是这样实现的：针对污水处理厂污泥的性质(例如：污泥浓度、可挥发性含量和成分、胞外聚合物性质及含量以及含水率等)投加适量的混凝剂氯化铁(FeCl3)进行污泥絮体间的混凝，之后投加双氧水(H2O2)进行污泥氧化调质，对其中混凝和氧化调质间的时间进行优化，最后将污泥输送至板框脱水压滤机进行深度脱水，过程优化后可使污泥的含
水率降至60％。
[0007]本专利技术在正常的污泥处理与处置流程中，针对污水处理厂污泥的理化性质，例如污泥浓度和污泥含水率等，先投加适量混凝剂氯化铁(FeCl3)以形成三价铁
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胞外聚合物复合体(Fe(III)
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EPS)，之后添加双氧水(H2O2)进行有效的氧化调质，最后将污泥输送至板框脱水压滤机进行深度脱水，过程优化后可使污泥的含水率降至55％。本专利技术方法破坏了污泥菌胶团中微生物细胞的胞外聚合物，使微生物细胞胞外聚合物上的束缚水转变为自由水，增加了易脱除水分的含量，同时对污泥细胞的轻度破坏释放了部分胞内水，降低了污泥的浓度，使得污泥脱水环节能够增强污泥的排水量，进而提高脱水效率，降低泥饼的含水率，从而达到降低污泥体量和后续处理的复杂程度。
[0008]上述基于[Fe(III)
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EPS]/H2O2调质的强化污泥脱水过程的方法，具体包括以下步骤：
[0009]一、检测污泥MLVSS及含水率；
[0010]二、根据步骤一得到的MLVSS值与实际污泥体积计算混凝剂的用量，并向污泥中加入混凝剂氯化铁(FeCl3)；
[0011]三、搅拌污泥；
[0012]四、根据步骤一得到的MLVSS值计算氧化剂用量，并加入氧化剂双氧水(H2O2)，搅拌后静置，得到调质后的污泥；
[0013]五、将步骤四得到的调质后的污泥通过隔膜板框压滤机挤压脱水，得到脱水后的污泥。
[0014]进一步地限定，步骤一具体为：取20mL二沉池浓缩污泥于坩埚中，称取坩埚原始重量m1和坩埚与湿污泥重量m2，后将坩埚放入105℃烘箱进行干燥，24小时后取出，称重得到坩埚与干污泥质量m3，随后放入马弗炉中在500℃下继续干燥(至少24h)后进行称量得到坩埚与残余固体质量m4，根据所称取的4个质量进行计算得到MLVSS＝(m3‑
m4)/0.02g/L及污泥含水率＝[(m2‑
m3)/(m2‑
m1)]×
100％。
[0015]进一步地限定，取20mL
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50mL污泥于坩埚中。
[0016]进一步地限定，步骤二所述混凝剂氯化铁(FeCl3)的加入量为20
‑
120mgFeCl3/gMLVSS。
[0017]进一步地限定，步骤三所述搅拌，搅拌速度为100
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200rpm，搅拌时间为1s
‑
10min。
[0018]进一步地限定，步骤四所述双氧水(H2O2)的浓度为30wt％，加入量为0.1
‑
0.5mL/gMLVSS。
[0019]进一步地限定，步骤四所述搅拌，搅拌速度为50
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150rpm，搅拌时间为5
‑
15min。
[0020]进一步地限定，步骤四所述静置，静置时间为0.5
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2h，室温下静置。
[0021]进一步地限定，步骤五所述挤压脱水，挤压压力为0.5Mpa
‑
2.0Mpa，挤压时间为0.5
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2.0h。
[0022]进一步地限定，步骤五所述挤压脱水，具体为：在搅拌速度为20rpm
‑
80rpm的条件下，将调质后的污泥通过螺杆泵泵入隔膜板框压滤机中，泵入时间为0.5h
‑
1h，污泥的注入，螺杆泵的泵入压力逐渐从0MPa增大至0.5MPa，压力增大速率为10
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20KPa/min，开启隔膜板框压滤机的压滤水阀门将压滤水排出系统外，进泥结束后关闭螺杆泵，开启进水泵，将自来水注入隔膜板框压滤机的隔膜腔中对污泥进行二次加压挤压脱水，挤压压力为0.5Mpa
‑
2.0Mpa，挤压时间为0.5h
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2.0h，加压结束后，关闭进水泵，将排水阀打开进行减压，拉开板框，取出泥饼，即得到脱水后的污泥。
[0023]污泥细胞的高含量胞外聚合物是限制污泥脱水效能提高的关键因素之一，胞外聚合物中主要由蛋白质和多糖物质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于[Fe(III)
‑
EPS]/H2O2调质的强化污泥脱水过程的方法，其特征在于，包括以下步骤：一、计算污泥MLVSS及含水率；二、根据步骤一得到的MLVSS值与实际污泥体积计算混凝剂的用量，并向污泥中加入混凝剂氯化铁(FeCl3)；三、搅拌污泥；四、根据步骤一得到的MLVSS值计算氧化剂用量，并加入氧化剂双氧水(H2O2)，搅拌后静置，得到调质后的污泥；五、将步骤四得到的调质后的污泥通过隔膜板框压滤机挤压脱水，得到脱水后的污泥。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污泥为二沉池浓缩污泥。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤一是按下述操作进行的：取污泥于坩埚中，称取坩埚原始重量m1和坩埚与湿污泥重量m2，后将坩埚放入105℃烘箱进行干燥，24小时后取出，称重得到坩埚与干污泥质量m3，随后放入马弗炉中在500℃下继续干燥至少24h后进行称量得到坩埚与残余固体质量m4，根据所称取的4个质量进行计算得到MLVSS＝(m3‑
m4)/0.02g/L及污泥含水率＝[(m2‑
m3)/(m2‑
m1)]
×
100％。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁安，龚创新，林威，田禹，李圭白，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：