申請(qǐng)日2015.09.23
公開(kāi)(公告)日2015.12.23
IPC分類(lèi)號(hào)C02F11/00; C02F11/12
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種污泥預(yù)處理方法，其特征在于：根據(jù)污泥中碳源結(jié)合強(qiáng)度，通過(guò)逐步提高水解強(qiáng)度對(duì)污泥進(jìn)行分階段的處理，并且在各階段結(jié)束后，先對(duì)釋放的碳源進(jìn)行回收，再進(jìn)行下一階段處理。
權(quán)利要求書(shū)
1.污泥預(yù)處理方法，其特征在于：根據(jù)污泥中碳源結(jié)合強(qiáng)度，通過(guò)逐 步提高水解強(qiáng)度對(duì)污泥進(jìn)行分階段的處理，并且在各階段結(jié)束后，先對(duì)釋 放的碳源進(jìn)行回收，再進(jìn)行下一階段處理。
2.權(quán)利要求1的方法，所述方法包括以下階段：
I階段：選擇較溫和的條件處理污泥，促使污泥中的游離碳源得到釋 放;II階段：選擇比I階段更強(qiáng)的條件處理污泥，促使與污泥中的微生物 細(xì)胞結(jié)合較弱的碳源得到釋放;III階段：選擇比II階段更強(qiáng)的條件處理 污泥，促使與污泥中的微生物細(xì)胞結(jié)合較強(qiáng)的碳源得到釋放;IV階段：選 擇比III階段更強(qiáng)的條件處理污泥，促使污泥中的微生物細(xì)胞內(nèi)的碳源得 到釋放，
其中在各階段結(jié)束后對(duì)處理的污泥進(jìn)行泥水分離以回收所釋放的碳 源，然后將所得的殘?jiān)糜谙乱浑A段。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述I階段是溫和的熱處理，所述II階段 是比所述I階段溫度更高的熱處理，所述III階段是在保持所述II階段的 溫度的同時(shí)將污泥的pH調(diào)至堿性以進(jìn)行熱堿處理，并且所述IV階段是在 與所述III階段相比更高的溫度和pH進(jìn)行的熱堿處理。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述四個(gè)階段的處理?xiàng)l件為：I階段：50℃ -70℃，不調(diào)節(jié)污泥pH;II階段：70℃-90℃，不調(diào)節(jié)污泥pH;III階段： 70℃-90℃，將污泥pH調(diào)至10-12;IV階段：80℃-100℃，將污泥pH調(diào) 至11-13。
5.權(quán)利要求3的方法，其中所述四個(gè)階段的處理?xiàng)l件為：I階段：60℃， 不調(diào)節(jié)污泥pH;II階段：80℃，不調(diào)節(jié)污泥pH;III階段：80℃，將污泥 pH調(diào)至11;IV階段：90℃，將污泥pH調(diào)至12。
6.權(quán)利要求2的方法，其中在處理前，污泥的濃度被用水調(diào)至20-70 gTS/L。
7.權(quán)利要求2的方法，其中在各階段結(jié)束后，將該階段處理后的污泥 在7000r下離心10分鐘以進(jìn)行泥水分離，將所得的殘?jiān)盟{(diào)回原濃度后 進(jìn)行下一階段。
8.權(quán)利要求4或5的方法，其中所述I階段和II階段的處理時(shí)間為 2-5小時(shí)，并且所述III階段和IV階段的處理時(shí)間為5-8小時(shí)。
9.權(quán)利要求1或2的方法，其中要通過(guò)所述方法處理的污泥是取自 城市污水廠的二沉池或沉淀池的污泥。
說(shuō)明書(shū)
一種階梯式水解提高污泥預(yù)處理效率和脫水效果的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于有機(jī)固體廢物處理以及資源化領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉 及一種通過(guò)階梯式水解釋碳提高污泥預(yù)處理效率和脫水效果的方法。
背景技術(shù)
污泥處理與處置是中國(guó)目前最緊迫的環(huán)境問(wèn)題之一，截止到2010年 底，中國(guó)脫水污泥產(chǎn)量近2200萬(wàn)噸，預(yù)測(cè)到2015年末至少達(dá)到2615萬(wàn) 噸。厭氧消化是污泥減量化、穩(wěn)定化與資源化的重要技術(shù)，但胞外多聚物 和凝聚作用和微生物細(xì)胞壁的保護(hù)作用，使水解成為污泥厭氧消化的限速 步驟。為促進(jìn)污泥水解，人們對(duì)不同的預(yù)處理方法進(jìn)行了大量的研究，包 括加熱法、投加化學(xué)藥劑法(加酸、加堿)、機(jī)械破碎法、冷凍法和生物水 解法等。
但是傳統(tǒng)的單一強(qiáng)度的預(yù)處理方法存在以下亟待解決的問(wèn)題：(1)污泥 水解過(guò)程能源和物質(zhì)消耗過(guò)大，需要將污泥微生物的細(xì)胞破解，就必須外 加一定強(qiáng)度的水解力，如高溫、強(qiáng)堿等。(2)水解方式過(guò)于單一，與污泥成 分的復(fù)雜性不相匹配，能量和物質(zhì)浪費(fèi)嚴(yán)重。采用單一強(qiáng)度的水解方式， 一方面導(dǎo)致結(jié)合力大的污泥碳源不能有效地釋放;另一方面，對(duì)于結(jié)合力 弱的污泥碳源，高強(qiáng)度水解，浪費(fèi)了能量，甚至使部分已釋放的碳源重新 轉(zhuǎn)化為不可利用的物質(zhì)，如類(lèi)黑精等。(3)污泥水解過(guò)程中釋放了大量的蛋 白質(zhì)等物質(zhì)，使污泥粘度增大，較難脫水，導(dǎo)致碳源回收率較低。
針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明根據(jù)污泥中碳源的賦存形式，選擇相應(yīng)強(qiáng)度的 預(yù)處理?xiàng)l件，促使污泥中的碳源由胞外到胞內(nèi)逐步釋放和回收，達(dá)到了節(jié) 能降耗、提高水解效率，以及改善預(yù)處理污泥脫水效能的目的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)階梯式水解釋碳提高污泥預(yù)處理效 率和脫水效果的方法，根據(jù)污泥中碳源的賦存形式，選擇相應(yīng)強(qiáng)度的預(yù)處 理?xiàng)l件，促使污泥中的碳源由胞外到胞內(nèi)逐步的釋放和回收，以達(dá)到節(jié)能 降耗，提高預(yù)處理效率和改善預(yù)處理污泥脫水效能的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：I階段：選擇較溫和的 預(yù)處理?xiàng)l件，促使游離在污泥中的碳源得到較好的釋放。II階段：選擇稍 強(qiáng)的預(yù)處理?xiàng)l件，促使與微生物細(xì)胞結(jié)合較弱的碳源(如疏松性EPS)得到 較好釋放。III階段：進(jìn)一步加強(qiáng)水解強(qiáng)度，促使與微生物細(xì)胞結(jié)合較強(qiáng)的 碳源(如緊密性EPS)得到較好釋放。IV階段：接著加強(qiáng)水解強(qiáng)度，促使存 在于胞內(nèi)的碳源得到較好的釋放。而且，各階段末先對(duì)其所釋放的碳源進(jìn) 行回收，再進(jìn)行下一階段的水解釋碳。
與傳統(tǒng)的單一強(qiáng)度的預(yù)處理方法相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)根據(jù) 污泥碳源的存在形式，選擇針對(duì)性的預(yù)處理?xiàng)l件，既避免了能量的浪費(fèi)， 又促使污泥中的碳源較為充分的釋放，提高了預(yù)處理效率。(2)通過(guò)分階 段的釋放和回收碳源，避免了單一強(qiáng)度預(yù)處理所釋放的蛋白質(zhì)等物質(zhì)對(duì)污 泥脫水性能的惡化，增強(qiáng)了預(yù)處理污泥的脫水性能，提高了釋放碳源的回 收率。(3)通過(guò)對(duì)所釋放的碳源進(jìn)行階梯式的回收，避免了已經(jīng)釋放碳源 的過(guò)度水解，減少了難降解副產(chǎn)物的形成，提高了釋放碳源的整體品質(zhì)。
更具體地，本發(fā)明提供以下各項(xiàng)：
1.污泥預(yù)處理方法，其特征在于：根據(jù)污泥中碳源結(jié)合強(qiáng)度，通過(guò)逐 步提高水解強(qiáng)度對(duì)污泥進(jìn)行分階段的處理，并且在各階段結(jié)束后，先對(duì)釋 放的碳源進(jìn)行回收，再進(jìn)行下一階段處理。
2.第1項(xiàng)的方法，所述方法包括以下階段：
I階段：選擇較溫和的條件處理污泥，促使污泥中的游離碳源得到釋 放;II階段：選擇比I階段更強(qiáng)的條件處理污泥，促使與污泥中的微生物 細(xì)胞結(jié)合較弱的碳源得到釋放;III階段：選擇比II階段更強(qiáng)的條件處理 污泥，促使與污泥中的微生物細(xì)胞結(jié)合較強(qiáng)的碳源得到釋放;IV階段：選 擇比III階段更強(qiáng)的條件處理污泥，促使污泥中的微生物細(xì)胞內(nèi)的碳源得 到釋放，
其中在各階段結(jié)束后對(duì)處理的污泥進(jìn)行泥水分離以回收所釋放的碳 源，然后將所得的殘?jiān)糜谙乱浑A段。
3.第2項(xiàng)的方法，其中所述I階段是溫和的熱處理，所述II階段是比 所述I階段溫度更高的熱處理，所述III階段是在保持所述II階段的溫度 的同時(shí)將污泥的pH調(diào)至堿性以進(jìn)行熱堿處理，并且所述IV階段是在與所 述III階段相比更高的溫度和pH進(jìn)行的熱堿處理。
4.第3項(xiàng)的方法，其中所述四個(gè)階段的處理?xiàng)l件為：I階段：50℃-70℃， 不調(diào)節(jié)污泥pH;II階段：70℃-90℃，不調(diào)節(jié)污泥pH;III階段：70℃-90℃， 將污泥pH調(diào)至10-12;IV階段：80℃-100℃，將污泥pH調(diào)至11-13。
5.第3項(xiàng)的方法，其中所述四個(gè)階段的處理?xiàng)l件為：I階段：60℃， 不調(diào)節(jié)污泥pH;II階段：80℃，不調(diào)節(jié)污泥pH;III階段：80℃，將污泥 pH調(diào)至11;IV階段：90℃，將污泥pH調(diào)至12。
6.第2項(xiàng)的方法，其中在處理前，污泥的濃度被用水調(diào)至20-70gTS/L。
7.第2項(xiàng)的方法，其中在各階段結(jié)束后，將該階段處理后的污泥在 7000r下離心10分鐘以進(jìn)行泥水分離，將所得的殘?jiān)盟{(diào)回原濃度后進(jìn) 行下一階段。
8.第4或5項(xiàng)的方法，其中所述I階段和II階段的處理時(shí)間為2-5小 時(shí)，并且所述III階段和IV階段的處理時(shí)間為5-8小時(shí)。
9.第1或2項(xiàng)的方法，其中要通過(guò)所述方法處理的污泥是取自城市 污水廠的二沉池或沉淀池的污泥。
