申請(qǐng)日2015.11.12
公開(kāi)(公告)日2017.05.24
IPC分類(lèi)號(hào)C02F11/14; C02F11/12; C02F11/18
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種剩余活性污泥低能耗干化處理工藝，所述處理工藝首先將剩余活性污泥送入高速剪切均化槽中，然后向均化槽中加入處理劑，在0～20℃下剪切均化0.5～1h，然后送入污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水，得到脫水泥餅和污水，所述污水送去污水廠進(jìn)一步處理，所得的脫水泥餅送入成型機(jī)擠成條狀，然后通過(guò)輸送帶進(jìn)入太陽(yáng)能多層網(wǎng)帶式低溫干化箱干化，得到含水率小于15%的干化污泥。本發(fā)明工藝可以將剩余污泥的含水率從97%以上降為15%以下，大大降低污泥體積，干化污泥可作為進(jìn)一步資源化原料或焚燒。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種剩余活性污泥低能耗干化處理工藝，所述處理工藝包括如下步驟：
(1)將剩余活性污泥送入高速剪切均化槽中，然后向均化槽中加入處理劑，在0～20℃下剪切均化0.5～1h，所述的處理劑為非離子表面活性劑和羥乙基六氫均三嗪的混合溶液;
(2)將步驟(1)處理后的污泥送入污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水，得到脫水泥餅和污水，所述污水送去污水廠進(jìn)一步處理;
(3)將步驟(2)所得的脫水泥餅送入成型機(jī)擠成條狀，然后通過(guò)輸送帶進(jìn)入太陽(yáng)能多層網(wǎng)帶式低溫干化箱干化，得到含水率小于15%的干化污泥。
2.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟(3)所得干化污泥可進(jìn)一步資源化處理或焚燒，干化過(guò)程產(chǎn)生的尾氣由引風(fēng)機(jī)引入尾氣裝置處理后排空。
3.按照權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于：所述尾氣處理裝置為超重力尾氣處理裝置。
4.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟(1)所述的非離子表面活性劑由聚氧乙烯型非離子表面活性劑和烷基糖苷組成。
5.按照權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于：所述非離子表面活性劑中，聚氧乙烯型非離子表面活性劑含量為20-99.9wt%，烷基糖苷含量為0.01-80wt%。
6.按照權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于：所述聚氧乙烯型非離子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烷加成物、聚氧乙烯化的離子型表面活性劑中的一種或幾種。
7.按照權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯醚為辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或兩種。
8.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述非離子表面活性劑加入量與步驟(1)中所述的剩余活性污泥固含物的重量比為1:2000～1:1000，羥乙基六氫均三嗪的加入量與步驟(1)中所述的剩余活性污泥固含物的重量比為1:100～1:50。
9.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟(2)所述污泥脫水機(jī)是離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)、疊式污泥脫水機(jī)、帶式壓濾機(jī)中的一種或幾種。
10.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟(1)所述高速剪切均化槽的頂部固定安裝3-5根旋轉(zhuǎn)桿，每根旋轉(zhuǎn)桿上帶有4-6個(gè)六葉鐳射切割刀片。
11.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)桿的轉(zhuǎn)速為10000-30000r/min。
12.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟(3)所述破壁脫水后的污泥經(jīng)成型機(jī)擠成條狀，所述條狀污泥的直徑為4-6mm。
13.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟(3)所述成型后的污泥經(jīng)輸送帶進(jìn)入太陽(yáng)能多層網(wǎng)帶式低溫干化箱，所述干化箱內(nèi)置多層可獨(dú)立、且水平轉(zhuǎn)動(dòng)的網(wǎng)帶。
14.按照權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：所述干化箱通過(guò)空氣泵將空氣經(jīng)太陽(yáng)能加熱器加熱后引作干化箱的低溫干化載氣，溫度≥40℃，濕度<10%，載氣量100-500m3/h，污泥在箱內(nèi)停留時(shí)間約為1～2h。
說(shuō)明書(shū)
一種剩余活性污泥低能耗干化處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種剩余活性污泥處理工藝，尤其涉及一種剩余污泥的破壁脫水、低能耗干化處理工藝。
背景技術(shù)
剩余活性污泥是水處理過(guò)程中的必然產(chǎn)物。其內(nèi)含有許多病原菌、病毒和寄生蟲(chóng)等，對(duì)周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重的威脅，而且污泥含水率極高，沉淀池中剛分離出來(lái)的污泥含水率大約在97%～99%，高含水率的污泥造成了污泥的運(yùn)輸難度大，成本高，占據(jù)了垃圾填埋場(chǎng)大量庫(kù)容，同時(shí)填埋場(chǎng)的防滲要求業(yè)增加，垃圾滲濾液管堵塞等問(wèn)題，對(duì)水環(huán)境和大氣環(huán)境都帶來(lái)極大的隱患。污泥的脫水及干化是污泥減量化的有效手段，也是污泥最終處理的必要前提。
污泥脫水已成為污泥處理與處置流程中一個(gè)非常重要的過(guò)程，通過(guò)減少污泥體積來(lái)節(jié)省污泥后續(xù)運(yùn)輸、處理處置成本是非常必要的。現(xiàn)有的污泥機(jī)械脫水工藝脫水效率都存在瓶頸問(wèn)題，原因在于機(jī)械脫水均難以脫除細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水。如欲提高污泥脫水效果，必須將污泥細(xì)胞壁破碎，是內(nèi)部結(jié)合水溶出才可。為此，污泥的破壁處理是污泥脫水中亟待研究和解決的問(wèn)題。
污泥的干化是污泥進(jìn)行資源化(農(nóng)用、焚燒等)的前提。目前，污泥的干化技術(shù)已經(jīng)得到較為深入的研究，很多技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用。但大多存在設(shè)備投資費(fèi)用高，加熱溫度高運(yùn)行成本高等問(wèn)題，阻礙了污泥干化技術(shù)大規(guī)模推廣和發(fā)展。利用太陽(yáng)能干化污泥技術(shù)的方法能極大的降低干化運(yùn)行成本，為污泥的更有效的資源化技術(shù)推廣提供便利。
張宗宇，李捷，趙洪明等(中國(guó)環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2010年第20卷第4期，58-60)報(bào)道了“城市污泥干燥焚燒一體化處理工藝的研究”，研究了采用回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)和流化床焚燒爐對(duì)污泥進(jìn)行干燥焚燒一體化處理。其中采用熱煙氣直接接觸換熱回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行干燥。濕污泥隨圓筒的轉(zhuǎn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，并在重力作用下從較高一段向較低一段移動(dòng)。筒內(nèi)布置有抄板，它不斷把濕污泥抄起、灑下，使污泥與煙氣的接觸面積增大。該干燥處理工藝需要熱源，即熱煙氣。如無(wú)可利用熱源還需引入其他熱源才能完成此干燥工藝。
CN 102173557A公開(kāi)了一種低熱值剩余污泥處置方法，包括以下步驟：生石灰儲(chǔ)存在生石灰料倉(cāng)中，通生石灰儲(chǔ)存在生石灰料倉(cāng)中，通過(guò)反應(yīng)物計(jì)量裝置按需要輸送不同量的生石灰到混合反應(yīng)器中，生石灰加入量為剩余污泥質(zhì)量的20-50 %;將待處理的含水率80-90%的剩余污泥和生石灰送入混合反應(yīng)器充分混合反應(yīng)，制成半干化的污泥;將半干化污泥送入污泥造粒裝置，破碎成污泥顆粒導(dǎo)入太陽(yáng)能干燥間進(jìn)行干燥處理，經(jīng)過(guò)24-48h的干燥處理，得到含水率為5-10%的干化污泥，產(chǎn)生的臭氣導(dǎo)入廢氣處理裝置處理。該發(fā)明處理后的污泥含水率低，效果好，采用太陽(yáng)能對(duì)污泥進(jìn)行干燥，利用資源降低成本，但是該方法采用石灰對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，脫水效率不高且石灰投加量大，增加后續(xù)處理量。此外，污泥鋪于干燥間內(nèi)進(jìn)行干燥，需要采用機(jī)械反動(dòng)且污泥不能得到連續(xù)處理。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能、高效、安全、環(huán)保的剩余活性污泥低能耗干化處理工藝。該工藝采用藥劑調(diào)理和機(jī)械破壁技術(shù)提高污泥脫水率;多層網(wǎng)帶式低溫干化箱不需要熱源，溫度低且粉塵量低，可避免爆炸隱患，能充分的進(jìn)行對(duì)流接觸并使污泥分散，脫水阻力小。
本發(fā)明提供一種剩余活性污泥低能耗干化處理工藝，所述處理工藝包括如下步驟：
(1)將剩余活性污泥送入高速剪切均化槽中，然后向均化槽中加入處理劑，在0～20℃下剪切均化0.5～1h，所述的處理劑為非離子表面活性劑和羥乙基六氫均三嗪的混合溶液;
(2)將步驟(1)處理后的污泥送入污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水，得到脫水泥餅和污水，所述污水送去污水廠進(jìn)一步處理;
(3)將步驟(2)所得的脫水泥餅送入成型機(jī)擠成條狀，然后通過(guò)輸送帶進(jìn)入太陽(yáng)能多層網(wǎng)帶式低溫干化箱干化，得到含水率小于15%的干化污泥。
本發(fā)明工藝中，步驟(3)所得干化污泥可進(jìn)一步資源化處理或焚燒，干化過(guò)程產(chǎn)生的尾氣由引風(fēng)機(jī)引入尾氣裝置處理后排空，所述尾氣處理裝置可以為超重力尾氣處理裝置。
本發(fā)明工藝中，步驟(1)所述的非離子表面活性劑由聚氧乙烯型非離子表面活性劑和烷基糖苷組成，其中，聚氧乙烯型非離子表面活性劑含量為20-99.9wt%，烷基糖苷含量為0.01-80wt%;所述聚氧乙烯型非離子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚(為辛基酚聚氧乙烯醚 和壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或兩種)、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烷加成物、聚氧乙烯化的離子型表面活性劑中的一種或幾種。所述非離子表面活性劑加入量與步驟(1)中所述的剩余活性污泥固含物的重量比為1:2000～1:1000，羥乙基六氫均三嗪的加入量與步驟(1)中所述的剩余活性污泥固含物的重量比為1:100～1:50。
本發(fā)明工藝中，步驟(2)所述污泥脫水機(jī)可以是離心脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)、疊式污泥脫水機(jī)、帶式壓濾機(jī)中的一種或幾種。
本發(fā)明工藝中，步驟(1)所述高速剪切均化槽的頂部固定安裝3-5根旋轉(zhuǎn)桿，每根旋轉(zhuǎn)桿上帶有4-6個(gè)六葉鐳射切割刀片，所述旋轉(zhuǎn)桿的轉(zhuǎn)速為10000-30000r/min，優(yōu)選為20000r/min。
本發(fā)明工藝中，步驟(3)所述破壁脫水后的污泥經(jīng)成型機(jī)擠成條狀，所述條狀污泥的直徑為4-6mm。
本發(fā)明工藝中，步驟(3)所述成型后的污泥經(jīng)輸送帶進(jìn)入太陽(yáng)能多層網(wǎng)帶式低溫干化箱，所述干化箱內(nèi)置多層可獨(dú)立、且水平轉(zhuǎn)動(dòng)的網(wǎng)帶，為載氣與污泥提供能夠充分接觸的空間，污泥在網(wǎng)帶上水平運(yùn)動(dòng)，與垂直流動(dòng)的空氣形成錯(cuò)流，空氣能夠從污泥中穿越過(guò)去，形成良好的對(duì)流接觸干燥條件，能夠提高脫水效率，促進(jìn)污泥快速脫水。當(dāng)成型后的污泥自上而下經(jīng)過(guò)層層網(wǎng)帶時(shí)便經(jīng)過(guò)了干化處理。該干化箱通過(guò)空氣泵將空氣經(jīng)太陽(yáng)能加熱器加熱后引作干化箱的低溫干化載氣，溫度≥40℃，濕度<10%，載氣量100-500m3/h，污泥在箱內(nèi)停留時(shí)間約為1～2h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明處理工藝具有如下特點(diǎn)：
1、本發(fā)明工藝中的所用的處理劑為非離子表面活性劑、羥乙基六氫均三嗪組成的混合溶液，通過(guò)處理劑中各個(gè)組分間的協(xié)同效應(yīng)，使得污泥的脫水效率大大提高，可以得到含水率小于15%的污泥，提高污泥中微生物細(xì)胞壁的破解效率，減少藥劑用量，縮短破壁時(shí)間，節(jié)能高效。經(jīng)破壁處理后的污泥，結(jié)合水得到釋放，絮體分散，經(jīng)脫水處理后的泥餅含水率大大降低，污泥脫水效率大大提高和干化速率加快。
2、本發(fā)明工藝中，所用的處理劑中的非離子型表面活性劑通過(guò)增溶作用和分散作用可使大分子的親水性基團(tuán)如污泥絮體表面胞外聚合物(EPS)轉(zhuǎn)移至上清液中，使污泥絮體粒徑變小，絮體不規(guī)則程度降低，使部分結(jié)合水轉(zhuǎn)化成自由水。
3、本發(fā)明中破壁脫水后的污泥通過(guò)擠條機(jī)劑成條狀。通過(guò)擠條成形，有利于分散和均布污泥，減小污泥內(nèi)水分脫除阻力。
4、本發(fā)明中的干化箱通過(guò)空氣泵將空氣經(jīng)太陽(yáng)能加熱器加熱后引作干化箱的低溫干化載氣。該干化箱內(nèi)置多層可獨(dú)立、且水平轉(zhuǎn)動(dòng)的網(wǎng)帶結(jié)構(gòu)，為載氣與污泥提供能夠充分接觸的空間。污泥在網(wǎng)帶上水平運(yùn)動(dòng)，與垂直流動(dòng)的空氣形成錯(cuò)流，空氣能夠從污泥中穿越過(guò)去，形成良好的對(duì)流接觸干燥條件，能夠提高脫水效率，形成快速脫水機(jī)制。當(dāng)成型后的污泥自上而下經(jīng)過(guò)層層網(wǎng)帶時(shí)便經(jīng)過(guò)了干化處理。該干化箱無(wú)需引入其他熱源，能耗低，低溫處理不會(huì)引起粉塵爆炸等危險(xiǎn)，污泥組分揮發(fā)少。干化后污泥含水率降至15%以下。
