申請日2010.08.04
公開(公告)日2012.02.08
IPC分類號C02F11/12; C02F11/00
摘要
生物污泥淤漿的處理方法，其中，該方法包括下述步驟：(1)將部分生物污泥淤漿與酸接觸，將另一部分生物污泥淤漿與堿性物質(zhì)接觸，與酸接觸的部分生物污泥淤漿的體積占污泥淤漿總體積的10-40%，與堿接觸的另一部分生物污泥淤漿的體積占污泥淤漿總體積的60-90%;(2)將與酸接觸后的部分生物污泥淤漿和與堿接觸后的另一部分生物污泥淤漿混合，并調(diào)節(jié)混合物的pH值為5-8，并進行固液分離。本發(fā)明的方法能夠有效地實現(xiàn)污泥的減量化和減容化。
權(quán)利要求書
1.一種生物污泥淤漿的處理方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：
(1)將部分生物污泥淤漿與酸接觸，將另一部分生物污泥淤漿與堿性 物質(zhì)接觸，與酸接觸的部分生物污泥淤漿的體積占污泥淤漿總體積的 10-40%，與堿接觸的另一部分生物污泥淤漿的體積占污泥淤漿總體積的 60-90%;
(2)將與酸接觸后的部分生物污泥淤漿和與堿接觸后的另一部分生物 污泥淤漿混合，并調(diào)節(jié)混合物的pH值為5-8，之后進行固液分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，與酸接觸的部分生物污泥淤漿 的體積占污泥淤漿總體積的15-35%，與堿接觸的另一部分生物污泥淤漿的 體積占污泥淤漿總體積的65-85%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，酸的有效量占與酸接觸的 部分生物污泥淤漿的重量的0.2-6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，酸的有效量占與酸接觸的部分 生物污泥淤漿的重量的0.4-5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，與酸接觸的條件包括接觸 的溫度為40-100℃，接觸的時間為0.5-48小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，與酸接觸的條件包括接觸的溫 度為60-100℃，接觸蟲的時間為1-24小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述酸選自鹽酸、硫酸、 硝酸、磷酸中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，堿性物質(zhì)的有效量占與堿 性物質(zhì)接觸的另一部分生物污泥淤漿的重量的0.2-6%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，堿性物質(zhì)的有效量占與堿性物 質(zhì)接觸的另一部分生物污泥淤漿的重量的0.4-5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，與堿性物質(zhì)接觸的條件包 括接觸的溫度為40-100℃，接觸的時間為0.5-48小時。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，與堿性物質(zhì)接觸的條件包括 接觸的溫度為60-100℃，接觸的時間為1-24小時。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述堿性物質(zhì)選自氫氧化 鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈉、過氧化鈉、氧化鉀、過氧化鉀、氧化鈣、 過氧化鈣、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸氫鉀和碳酸氫鈉中的一種或多種。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生物污泥淤漿中污泥的固 含量為10-100克/升。
說明書
一種生物污泥淤漿的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種生物污泥淤漿的處理方法。
背景技術(shù)
城市污水處理廠普遍采用活性污泥處理工藝，微生物在處理污水的過程 中，產(chǎn)生大量的剩余污泥，剩余污泥中含有大量的細菌、有機物和氮、磷等 營養(yǎng)物質(zhì)。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，因城市污水處理而產(chǎn)生的剩余污 泥量也在不斷增長。因此，污泥處置近年來已成為愈發(fā)重要的環(huán)境問題。目 前，我國污水處理總量為258億噸，污泥量占污水量的0.3-0.5體積%，污泥 含水率達97%，因此，在排放到環(huán)境之前必須進行減量化處理，以減少對環(huán) 境的污染。然而，由于污水中的剩余污泥的含水率較高，污泥處理的費用往 往占到污水廠運行費用的30-50%，這給污泥處理帶來了很大困難。因此， 開發(fā)簡單經(jīng)濟的污泥減量化工藝，不僅具有良好的社會效益和環(huán)境效益，而 且具有可觀的經(jīng)濟效益。
為了使污泥溶解并釋放出有機物，以達到減容化(減容是指污泥的體積 減少)和減量化(減量是指污泥干重的減少)的目的，目前廣泛使用的方法 是將污泥進行厭氧消化或好氧消化，然后再將消化后的污泥進行處理，然而， 污泥消化所需的時間較長，一般在20天左右，只有部分大型污水處理廠才 配有相關(guān)的污泥消化處理設施，而對于中小型污水處理廠來說，普遍方法為 直接將污泥進行脫水，并將脫水后的泥餅外運。
近年來，有研究將堿處理、酸處理、熱處理等作為預處理方法應用到污 泥處理中。例如，將經(jīng)堿處理后的生物污泥用于厭氧發(fā)酵(參見Environmental Science and Technology.2004，38：3195-3202)�；蛘撸鏑N101186423A公開 了一種污水污泥的熱處理-脫水-制肥方法，該方法包括將脫水污泥與氫氧化 鈉混合，并將得到的混合物加熱到120-140℃，保持40-100分鐘，然后降溫 至100℃以下，將冷卻后的污泥進行脫水，得到脫出液和減量后的脫水泥餅， 將所得濾液制成液態(tài)廢料。然而，經(jīng)過堿處理的污泥的脫水性能惡化，使得 經(jīng)堿處理的污泥很難進行有效的泥水分離，而無法有效達到減容化和減量化 的目的，該污泥干重減少量僅為35%。此外，經(jīng)過堿處理的處理液和脫水后 的濾液的pH值很高，還需重新加酸回調(diào)到中性，導致酸和堿的大量消耗。
此外，Hot acid hydrolysis as a potential treatment of thickened sewage sludge(Journal ofHazardous Materials，2003，98(1-3)：275-293)采用熱酸方法 處理濃縮污泥，其主要目的是污泥脫水和污泥減容。但是該方法中提到的污 泥減容化處理只是使污泥的體積減少，而污泥干重可能并沒有減少。此外， 在熱酸處理之后，處理液的pH僅為3，仍需要加堿回調(diào)至中性，導致酸堿 消耗量很大，而導致后續(xù)處理的藥劑費用和處理成本很高，而限制了這些處 理方法在污泥減容化、減量化過程中的應用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的污泥處理方法無法有效實現(xiàn)污泥淤 漿的減容化和減量化的目的，且污泥處理淤漿過程中酸和堿的消耗較大導致 處理成本較高的缺陷，提供一種有效實現(xiàn)污泥淤漿的減容化和減量化，同時 能夠降低污泥淤漿處理過程中酸和堿的用量以降低處理成本的生物污泥淤 漿處理方法。
對于現(xiàn)有技術(shù)中的將脫水污泥與氫氧化鈉混合，并在高溫下進行處理 后，堿處理的污泥的脫水性能惡化的原因，本發(fā)明的發(fā)明人推測可能是因為 在與氫氧化鈉混合并經(jīng)過高溫處理后，污泥中的一些長鏈的大分子物質(zhì)溶 出，而在脫水過程中，這些大分子物質(zhì)妨礙了污泥中水分子的脫出。而本發(fā) 明的發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在采用本發(fā)明的將部分生物污泥淤漿與酸接觸，將 另外一部分生物污泥淤漿與堿接觸，然后再將兩部分混合，能夠有效地實現(xiàn) 污泥的減量化和減容化。
本發(fā)明提供了一種生物污泥淤漿的處理方法，其中，該方法包括下述步 驟：
(1)將部分生物污泥淤漿與酸接觸，將另一部分生物污泥淤漿與堿性 物質(zhì)接觸，與酸接觸的部分生物污泥淤漿的體積占污泥淤漿總體積的 10-40%，與堿接觸的另一部分生物污泥淤漿的體積占污泥淤漿總體積的 60-90%;
(2)將與酸接觸后的部分生物污泥淤漿和與堿接觸后的另一部分生物 污泥淤漿混合，并調(diào)節(jié)混合物的pH值為5-8，并進行固液分離。
與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，例如，與采用熱堿處理方法相比，本發(fā)明提供 的污泥的處理方法具有如下顯著優(yōu)勢：第一：本發(fā)明的生物污泥淤漿的處理 方法最多可以節(jié)省50%的藥劑用量，大大降低了處理費用，同時有益于環(huán)境 保護;第二：生物污泥淤漿干重可以減少50%左右，并使污泥淤漿脫水性能 得到顯著改善，泥水分離容易，實現(xiàn)了生物污泥的減容化;第三：生物污泥 淤漿中的微生物細胞被溶解，污泥固體質(zhì)量減少，病原菌大大減少，實現(xiàn)了 生物污泥的減量化和穩(wěn)定化，為生物污泥淤漿的進一步處理奠定了良好的基 礎;此外，本發(fā)明的方法，不需要大量增加基建和設備投資，即可達到迅速 減少污泥體積和污泥量的目的。
具體實施方式
按照本發(fā)明，所述污泥淤漿的處理方法包括下述步驟：
(1)將部分生物污泥淤漿與酸接觸，將另一部分生物污泥淤漿與堿性 物質(zhì)接觸，與酸接觸的部分生物污泥淤漿的體積占污泥淤漿總體積的 10-40%，優(yōu)選為15-35%;與堿接觸的另一部分生物污泥淤漿的體積占污泥 淤漿總體積的60-90%，優(yōu)選為65-85%;
(2)將與酸接觸后的部分生物污泥淤漿和與堿性物質(zhì)接觸后的另一部 分生物污泥淤漿混合，并調(diào)節(jié)混合物的pH值為5-8，并進行固液分離。
通過檢測分析可知，在與酸或堿接觸后，生物污泥淤漿的干重的減少主 要是其中有機物的重量的減少。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當與酸接觸的部分生物污泥淤漿體積占污泥淤漿 總體積的10-40%，特別是15-35%;與堿接觸的另一部分生物污泥淤漿體積 占污泥淤漿總體積的60-90%，特別是35-65%時，處理后生物污泥淤漿的減 容化和減量化效果特別優(yōu)異。
按照本發(fā)明，與酸接觸的條件的可選擇范圍較寬。其中，所述酸可以是 純的酸，也可以是酸的水溶液，而且，對酸的水溶液的濃度也沒有特別限定。 優(yōu)選情況下，酸的有效量占與酸接觸的部分生物污泥淤漿的重量的0.2-6%， 更優(yōu)選為0.4-5%。對于純的酸來說，酸的有效量就是指酸的質(zhì)量，對于酸的 水溶液來說，酸的有效量指的是酸的水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量。其中，與酸接觸 的條件包括接觸的溫度和接觸的時間。為了使污泥中的有機物更容易被從污 泥中溶解出來，以有效達到減量化的目的，所述接觸的溫度優(yōu)選40-100℃， 更優(yōu)選為60-100℃;接觸的時間優(yōu)選為0.5-48小時，更優(yōu)選為1-24小時。 所述酸可以為本領(lǐng)域常用的各種可以用于處理污泥的酸，例如，可以選自鹽 酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一種或多種。
按照本發(fā)明，與堿性物質(zhì)接觸的條件的可選擇范圍較寬。其中，所述堿 性物質(zhì)可以是固體，也可以是堿性物質(zhì)的水溶液，而且，對堿性物質(zhì)的水溶 液的濃度也沒有特別限定。優(yōu)選情況下，堿性物質(zhì)的有效量占與堿接觸的另 一部分生物污泥淤漿的重量的0.2-6%，更優(yōu)選為0.4-5%。對于固體來說， 堿的有效量就是指堿性物質(zhì)的固體質(zhì)量，對于堿性物質(zhì)的水溶液來說，堿的 有效量指的是堿性物質(zhì)的水溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量。其中，與堿性物質(zhì)接觸的條 件包括接觸的溫度和接觸的時間。為了使污泥中的有機物更容易被從污泥中 溶解出來，以有效達到減量化的目的，所述接觸的溫度優(yōu)選為40-100℃，更 優(yōu)選為60-100℃;接觸的時間優(yōu)選為0.5-48小時，更優(yōu)選為1-24小時。所 述堿性物質(zhì)可以為本領(lǐng)域常用的堿性物質(zhì)，例如，可以選自氫氧化鈉、氫氧 化鉀、氫氧化鈣、氧化鈉、過氧化鈉、氧化鉀、過氧化鉀、氧化鈣、過氧化 鈣、碳酸鈣、碳酸鉀、碳酸氫鉀和碳酸氫鈉中的一種或多種。
按照本發(fā)明，將與酸接觸后的部分污泥淤漿和與堿性物質(zhì)接觸后的另一 部分污泥淤漿混合后調(diào)節(jié)混合物的pH值為5-8的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所 公知，例如，加入酸或者堿進行調(diào)節(jié)，酸或者堿的濃度和用量可以根據(jù)實際 需要調(diào)整，只要保證將得到的混合物的pH值調(diào)節(jié)至5-8即可。
由于直接從污水處理廠或其它地方排出的污水中含有大量的水和約占 污水量的0.3-0.5體積%的生物污泥，為了更有利于對污泥的有效處理，優(yōu)選 在處理前先將含有生物污泥的污水進行濃縮，得到固含量為10-100克/升， 優(yōu)選為10-50克/升的生物污泥淤漿(可以參照GB11901-89測定所述生物污 泥淤漿的固含量)。因此可知，所述生物污泥淤漿其實是指含有生物污泥和 水的混合懸濁液，因此，上述步驟中所述待調(diào)節(jié)pH值的混合物可以認為是 具有流動性的懸濁液。
按照本發(fā)明，在步驟(2)中，將與酸接觸后的部分生物污泥淤漿和與 堿接觸后的另一部分生物污泥淤漿混合，并在調(diào)節(jié)混合物的pH值為5-8后 將混合物進行固液分離的方法可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的各種常規(guī)的 方法，例如，將所述混合物與絮凝劑混合，然后進行離心分離或重力沉降， 而分離得到污泥和水。所述絮凝劑的種類、用量和固液分離的具體操作條件 可以是本領(lǐng)域常規(guī)的各種絮凝劑以及常規(guī)的用量和常規(guī)的離心分離的操作 條件，例如，可以選自FeCl3、AlCl3和聚丙烯酰胺中的一種或多種。具體操 作條件和方法在這里不再贅述。
按照本發(fā)明的方法處理后的污泥的含水率可以降低到原來的65-75重量 %，污泥干重可以降低至原來的40-60%。
