申請(qǐng)日2010.07.30

　　公開(公告)日2011.01.05

　　IPC分類號(hào)C02F11/12

　　摘要

　　一種污水處理污泥的脫水方法，涉及污水處理環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及污泥的脫水方法。本發(fā)明包括以下步驟：(1)給帶有攪拌器的容器上料;(2)給污泥加溫并保持溫度;(3)降溫，停止攪拌，保持時(shí)間不小于15分鐘;(4)重復(fù)(2)和(3)步驟1-若干次，直到達(dá)到所需的污泥含水率;(5)出料。本發(fā)明可以將污水處理廠排出的含絮凝劑污泥脫水至要求指定的任一含水率水平，直至含水率為零。其不僅為污水處理廠污泥制作建筑材料工藝提供了有效的脫水技術(shù)，同時(shí)為污泥碳化等的新產(chǎn)品開發(fā)鋪平了道路，也為其它污泥資源化方向提供了極有利的前提條件。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種污水處理污泥的脫水方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

　�、沤o帶有攪拌器的容器上料;

　�、平o污泥加溫并保持溫度，污泥加熱溫度在55～210℃，保持溫度時(shí)間不小于15分鐘;同時(shí)進(jìn)行攪拌，攪拌速度為5～15轉(zhuǎn)∕分鐘;

　�、墙禍兀瑴夭钜�達(dá)到不小于15℃;停止攪拌，保持時(shí)間不小于15分鐘;

　　⑷重復(fù)⑵和⑶步驟1～若干次，直到達(dá)到所需的污泥含水率;

　　⑸出料。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理污泥的脫水方法，其特征在于：攪拌時(shí)間與降溫時(shí)間比為1～3︰1。

　　說明書

　　污水處理污泥的脫水方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及污泥的脫水方法。

　　背景技術(shù)

　　目前我國(guó)污水處理所涉及廣泛應(yīng)用的“活性污泥法”和其衍生的各類生化法污水處理技術(shù)，以及各種“氣浮”技術(shù)，均涉及產(chǎn)生和排出大量含有絮凝劑的污泥。此類污泥的收集與后續(xù)處理已成為目前環(huán)保污水處理行業(yè)一項(xiàng)極大的負(fù)擔(dān)(不僅在經(jīng)濟(jì)上處理成本巨大，而且即使付出巨大的經(jīng)濟(jì)成本之后其技術(shù)效果也并不理想)。由于污泥的收集與處理不當(dāng)，不僅會(huì)造成大量的占用土地，還會(huì)造成二次污染等嚴(yán)重的問題。

　　目前污水處理的后續(xù)污泥處理已成為污水處理行業(yè)十分頭痛的問題。從技術(shù)層面講，國(guó)內(nèi)外對(duì)此類污泥的處理、處置多采用：自然晾曬，強(qiáng)力擠壓或高速離心，高溫蒸發(fā)，化學(xué)或生化降解等方法進(jìn)行脫水處理;填埋、焚燒、發(fā)酵制肥、焙燒建筑材料、高溫碳化等方法進(jìn)行消納、資源化處理。但這些方法均存在脫水效果低下、設(shè)備價(jià)格昂貴和運(yùn)行成本過高等缺點(diǎn)，而且有些污泥在資源化處理過程中采用堿化降解處理就很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的二次污染，也有個(gè)別采用“人工濕地污泥消化床技術(shù)”對(duì)污水廠污泥進(jìn)行減量化、無害化處理。

　　實(shí)踐證明：自然晾曬法成本最低，但晾曬場(chǎng)地需要極大面積、晾曬周期長(zhǎng)，受環(huán)境氣候因素影響極大，因而很難作為工業(yè)技術(shù)手段應(yīng)用;“人工濕地污泥消化床技術(shù)”成本也比較低，但其處理周期過長(zhǎng)，雖然作為減量化、無害化是很好的手段，可無法作為連續(xù)工業(yè)化技術(shù)手段應(yīng)用;“擠壓脫水”或“離心脫水”的耗能大、需相對(duì)重型的設(shè)備，且脫水率不高(所謂脫水后的污泥含水率也很難低于80%)，所謂擠壓脫水或離心脫水后的污泥處理仍很不易;高溫蒸發(fā)高成本、高耗能，容易產(chǎn)生氣體二次污染;化學(xué)或生化降解一般工藝復(fù)雜、成本高、多易產(chǎn)生二次污染;“填埋法”除需耗用大量的土地外，經(jīng)常帶來二次污染問題;“焚燒法”處理，不僅成本高，而且在很多情況下仍會(huì)產(chǎn)生氣體、殘?jiān)�的二次污�?“發(fā)酵制肥”由于污泥中往往含有重金屬、致病菌和其它有毒有害物質(zhì)，且肥效不高，亦很難實(shí)際大面積推廣應(yīng)用;“高溫碳化法”的資源化技術(shù)更是耗能高、成本高，且其產(chǎn)品純度受來源污泥本身成分波動(dòng)影響而很難保證一定水平;焙燒建筑材料是目前比較好的一種污泥資源化技術(shù)。焙燒建筑材料需要首先將污泥含水率降低到較低水平。由于污水處理廠排出的污泥大量含水，即使是填埋、焚燒、發(fā)酵制肥一般也必須首先進(jìn)行脫水，使其含水率達(dá)到較低水平才能順利實(shí)施。為此，對(duì)污水處理廠污泥脫水是必不可少的技術(shù)要求。

　　中國(guó)專利局公開了一種污泥脫水處理工藝，申請(qǐng)公布號(hào)是CN101767922A，該工藝包括以下步驟，剩余活性污泥依次經(jīng)連續(xù)式重力濃縮池、間歇式污泥濃縮池進(jìn)行濃縮處理，然后進(jìn)入化學(xué)調(diào)理槽，經(jīng)化學(xué)調(diào)理后的污泥進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓式離心濃縮機(jī)進(jìn)一步濃縮，最后進(jìn)入帶式壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理形成泥餅。采用該工藝進(jìn)行脫水處理形成的泥餅含水率仍在70%以上，由于污水處理過程中大量使用了PAM等絮凝劑，造成污泥脫水十分困難，特別是將脫水效果達(dá)到污泥含水率70%以下。

　　如能將污泥脫水達(dá)到含水率50%左右或以下，應(yīng)用其制作建材將成為“終端無害化”和“資源化”的優(yōu)勢(shì)選擇。如能將污泥脫水達(dá)到含水率10%以下，其應(yīng)用前景將十分可觀。

　　污水處理中污泥的脫水處理比普通的污泥脫水處理更加困難，因此適用于污水處理污泥的脫水方法也一定適用于常見的污泥脫水處理。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　目前污水處理過程中由于大量使用了PAM等絮凝劑，造成污泥脫水十分困難，現(xiàn)有技術(shù)的脫水效果很難到達(dá)污泥含水率70%以下。為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出了一種污水處理污泥的脫水方法。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種污水處理污泥的脫水方法，包括以下步驟：

　　(1) 給帶有攪拌器的容器上料;

　　(2)給污泥加溫并保持溫度，污泥加熱溫度在55～210℃，保持溫度時(shí)間不小于15分鐘;同時(shí)進(jìn)行攪拌，攪拌速度為5～15轉(zhuǎn)∕分鐘;

　　(3) 降溫，溫差要達(dá)到不小于15℃;停止攪拌，保持時(shí)間不小于15分鐘;

　　(4) 重復(fù)(2)和(3)步驟1-若干次，直到達(dá)到所需的污泥含水率;

　　(5) 出料。

　　本發(fā)明的基本原理是：

　　污水處理廠排出的污泥中含有大量的PAM等絮凝劑，其將大量的污染物和水包裹在一起，其中的水成為“內(nèi)水”，客觀上起到了“保水劑”的作用，因此造成污水處理廠排出的污泥脫水極為困難。本發(fā)明即是采取通過適當(dāng)?shù)哪芰?熱能)輸入，逐漸破壞和降解由PAM等絮凝劑對(duì)水所形成的包裹層，使水釋放出來，由“內(nèi)水”變?yōu)椤巴馑�”。一部分外水流淌出來與污泥分離，一部分水被蒸發(fā)掉。這樣污泥的含水率得以大幅度降低，即起到了污泥脫水的作用。

　　如果水全部依靠蒸發(fā)掉，由于所需汽化熱巨大，將使污泥脫水的耗能巨大，這是極不經(jīng)濟(jì)的，也是經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析所不允許的，更是與如今的節(jié)能減排背道而馳的。因此，創(chuàng)造外水順利脫離污泥的環(huán)境條件也是至關(guān)重要的。如今我們已經(jīng)找到了這種外水順利脫離污泥的方法。

　　PAM等絮凝劑在55～210℃時(shí)將逐漸失效并被降解破壞。因此污水處理的含絮凝劑污泥的脫水處理溫度區(qū)間確定為55～210℃，其中不同種類的污泥的最佳處理溫度值略有不同(即脫水最佳溫度)。溫度是關(guān)鍵不僅在于升溫和保溫，降溫同樣關(guān)鍵，降溫的幅度大小也是決定脫水效率的重要關(guān)鍵。我們所講的溫度均是指污泥的溫度，而不是外加溫度。外加溫度與污泥溫度有關(guān);而不同的加溫方案與保溫方法，其污泥溫度與外加溫度的關(guān)聯(lián)關(guān)系亦不相同。

　　本發(fā)明可選用的供熱方式為鍋爐余熱、熱風(fēng)爐余熱、導(dǎo)熱油爐余熱、隧道窯尾熱(200℃以上的干熱風(fēng))等熱源。

　　污泥的溫度采用溫控探頭(傳感器)檢測(cè)。

　　本發(fā)明的核心工藝表現(xiàn)是中低溫，間歇升、降溫，攪拌脫水;可將污泥脫水至要求指定的任一含水率水平(直至含水率為零)。

　　環(huán)境濕度、對(duì)流條件的存在與否、水順利脫離污泥的環(huán)境條件存在與否(統(tǒng)稱為“環(huán)境條件”)對(duì)脫水效率都有重要的影響。環(huán)境濕度低、對(duì)流充分、外水順利脫離污泥的條件具備，絮凝劑污泥脫水的效率就高;反之，脫水效率就低。

　　脫水關(guān)鍵因素除溫度、環(huán)境條件外，時(shí)間也是重要因素。某一溫度下，脫水時(shí)間的長(zhǎng)短也會(huì)影響脫水率的多少。

　　作為優(yōu)選，攪拌時(shí)間與降溫時(shí)間比為1～3:1。脫水時(shí)是否攪拌，攪拌速度與攪拌間歇時(shí)間的比例關(guān)系也會(huì)對(duì)脫水效果產(chǎn)生影響。

　　上述四因素綜合影響脫水率。所以溫度、環(huán)境條件、時(shí)間、攪拌及其間歇比，以及它們的最佳配合關(guān)系，是含絮凝劑污泥脫水技術(shù)的關(guān)鍵。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：可以將污水處理廠排出的含絮凝劑污泥脫水至要求指定的任一含水率水平，直至含水率為零。其不僅為污水處理廠污泥制作建筑材料工藝提供了有效的脫水技術(shù)，同時(shí)為污泥碳化等的新產(chǎn)品開發(fā)鋪平了道路，也為其它污泥資源化方向提供了極有利的前提條件。本發(fā)明不僅適合于污水處理廠污泥脫水，同樣適用于淤泥等其他污泥的脫水處理。