公布日：2022.03.22

申請日：2021.12.23

分類號：C02F11/148(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，包括以下步驟：步驟一：初沉市政污泥在污泥濃縮池進(jìn)行污泥濃縮；步驟二：在調(diào)理池中投加調(diào)理劑和導(dǎo)向劑；步驟三：將調(diào)理完成的污泥通過污泥提升泵提升至立式污泥破壁設(shè)備內(nèi)，在污泥破壁設(shè)備內(nèi)添加助破劑，從污泥破壁設(shè)備的下端通入高濃度臭氧；步驟四：往下部污泥調(diào)理區(qū)域加入吸附劑；步驟五：污泥泵將調(diào)理完成的污泥泵入污泥壓濾機(jī)，進(jìn)行機(jī)械脫水，得到含水率在30‑35％的泥餅，本發(fā)明涉及的市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝將微生物、有機(jī)物和重金屬分別處理，保證機(jī)械脫水的泥餅無害化，填埋或焚燒都不會對環(huán)境產(chǎn)生大的影響。

權(quán)利要求書

1.一種市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，其特征在于：包括如下步驟：步驟一：將含水率為98～99.5%的初沉市政污泥采用離心濃縮法在污泥濃縮池進(jìn)行污泥濃縮；步驟二：全封閉式污泥調(diào)理池包括上部污泥調(diào)理區(qū)域和下部污泥調(diào)理區(qū)域，濃縮污泥通過污泥提升泵提升到上部污泥調(diào)理區(qū)域，在調(diào)理池中投加調(diào)理劑和導(dǎo)向劑，混合攪拌時(shí)間在10~20分鐘，所述調(diào)理劑為4~8份的腐殖酸和3~6份的硫酸，所述導(dǎo)向劑為5~6份的雙氧水和2~3份的三氯化鐵；步驟三：將調(diào)理完成的污泥通過污泥提升泵提升至立式污泥破壁設(shè)備內(nèi)，在污泥破壁設(shè)備內(nèi)添加助破劑，從污泥破壁設(shè)備的下端通入高濃度臭氧，臭氧進(jìn)氣濃度為20mg/L~25mg/L，進(jìn)氣流量1.8L/min~2L/min，破壁時(shí)間在5~8分鐘，所述助破劑為2~4份的金屬螯合劑和3~6份的三硝基苯磺酸；步驟四：將破壁完成的污泥輸送至下部污泥調(diào)理區(qū)域，往下部污泥調(diào)理區(qū)域加入吸附劑，混合攪拌時(shí)間在15~30分鐘，所述吸附劑為1~2份的附著有納米碳管的硅基介孔材料；步驟五：污泥泵將調(diào)理完成的污泥泵入污泥壓濾機(jī)，進(jìn)行機(jī)械脫水，得到含水率在30~35％的泥餅，廢水收集至廢水箱，壓榨后的泥餅從板框機(jī)中掉落，經(jīng)螺旋輸送機(jī)輸送至污泥粉碎設(shè)備，將污泥粉碎并風(fēng)干，后外運(yùn)填埋或焚燒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，其特征在于：所述步驟四中下部污泥調(diào)理區(qū)域調(diào)理完成的污泥可通過污泥提升泵提升至上部污泥調(diào)理區(qū)域，重復(fù)步驟二和步驟三，進(jìn)行污泥破壁調(diào)理的雙循環(huán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，其特征在于：所述步驟五中廢水通過反滲透裝置收集廢水濃縮液，廢水濃縮液輸送至蒸發(fā)器上部經(jīng)物料噴嘴噴淋至蒸發(fā)器下部進(jìn)行循環(huán)噴淋濃縮，采用負(fù)壓蒸發(fā)將廢水濃縮液中的廢水清液通過管路及止回閥輸送至蒸汽冷卻管，所述蒸汽冷卻管環(huán)繞布置在所述上部污泥調(diào)理區(qū)域的外壁上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，其特征在于：所述步驟五中污泥壓濾分兩步進(jìn)行，第一步控制壓濾壓力在15公斤~17公斤，時(shí)間控制在25~30分鐘，第二步控制壓濾壓力20~25公斤，時(shí)間控制在55~60分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，其特征在于：所述附著有納米碳管的硅基介孔材料通過將流動(dòng)納米碳管液體和硅基介孔材料通過高壓泵加壓到50~200MPA，由多管路由射流噴嘴進(jìn)行噴射對撞，流動(dòng)納米碳管液體和硅基介孔材料經(jīng)高壓對撞后，循環(huán)加工得到。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種將污泥含水率從98~99％降低至25~35%，污泥體積減少一倍以上，達(dá)到無害化、穩(wěn)定化、減量化的要求，將微生物、有機(jī)物和重金屬分別處理，保證機(jī)械脫水的泥餅無害化，填埋或焚燒都不會對環(huán)境產(chǎn)生大的影響的市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，包括如下步驟：步驟一：將含水率為98～99.5%的初沉市政污泥采用離心濃縮法在污泥濃縮池進(jìn)行污泥濃縮；步驟二：全封閉式污泥調(diào)理池包括上部污泥調(diào)理區(qū)域和下部污泥調(diào)理區(qū)域，濃縮污泥通過污泥提升泵提升到上部污泥調(diào)理區(qū)域，在調(diào)理池中投加調(diào)理劑和導(dǎo)向劑，混合攪拌時(shí)間在10~20分鐘，所述調(diào)理劑為4~8份的腐殖酸和3~6份的硫酸，所述導(dǎo)向劑為5~6份的雙氧水和2~3份的三氯化鐵；三氯化鐵中的Fe3+水解能力強(qiáng)，在pH大于1的情況下，三價(jià)鐵就可以生成單核羥基弱離子，離子與污泥發(fā)生靜電中和作用形成絮體，三氯化鐵形成的絮體較小，如這時(shí)將污泥送入機(jī)械脫水裝置如廂式隔膜壓濾機(jī)，則濾布難以完全截留污泥，濾液渾濁，處理效果不佳，采用鐵鹽形成的絮體比重較大，因此沉降性能佳，為泥水分離創(chuàng)造良好條件。

腐殖酸和硫酸對污泥進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，將污泥調(diào)節(jié)至適宜的pH值環(huán)境有助于進(jìn)行污泥中微生物細(xì)胞的破壁處理并增強(qiáng)破壁脫水的效果；再與強(qiáng)氧化性的雙氧水協(xié)同作用，對污泥中微生物細(xì)胞進(jìn)行有效的破壁預(yù)處理；腐殖酸與金屬離子有交換、吸附、絡(luò)合、螯合等作用；在分散體系中作為聚電解質(zhì)、有凝聚、膠溶、分散等作用，能更好地促進(jìn)分解污泥中的有機(jī)物。

步驟三：將調(diào)理完成的污泥通過污泥提升泵提升至立式污泥破壁設(shè)備內(nèi)，在污泥破壁設(shè)備內(nèi)添加助破劑，從污泥破壁設(shè)備的下端通入高濃度臭氧，臭氧進(jìn)氣濃度為20mg/L~25mg/L，進(jìn)氣流量1.8L/min~2L/min，破壁時(shí)間在5~8分鐘，所述助破劑為2~4份的金屬螯合劑和3~6份的三硝基苯磺酸；市政污泥含水率在99%左右，市政污泥中的微生物細(xì)胞與有機(jī)膠體之間形成“粘膠相區(qū)”，會包裹住大量間隙水，并且微生物細(xì)胞內(nèi)含有大量細(xì)胞水。這些水分難以通過機(jī)械脫水的方式擠壓出來，步驟三在污泥中加入金屬螯合劑和三硝基苯磺酸，金屬螯合劑和三硝基苯磺酸能增加細(xì)胞壁和細(xì)胞膜通透性，使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜擴(kuò)展，體積變大，形成膨脹，再通入高濃度臭氧，作用于細(xì)胞壁、細(xì)胞膜，作用面積更廣，效果更佳，使其構(gòu)成成分受損而導(dǎo)致新陳代謝障礙，臭氧繼續(xù)滲透，穿透膜而破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖，導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡，將間隙水和細(xì)胞水釋放出來，形成容易去除的游離水；步驟四：將破壁完成的污泥輸送至下部污泥調(diào)理區(qū)域，往下部污泥調(diào)理區(qū)域加入吸附劑，混合攪拌時(shí)間在15~30分鐘，所述吸附劑為1~2份的附著有納米碳管的硅基介孔材料；單壁納米碳管分散呈現(xiàn)三維網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)，微孔豐富，孔徑小，孔徑分布窄，具有特殊的中空結(jié)構(gòu)、高比表面積、低的電阻率等優(yōu)點(diǎn)，硅基介孔材料比表面積較大、孔道有序、孔徑尺寸的可調(diào)性，附著有納米碳管的硅基介孔材料將兩者的優(yōu)異性能充分地結(jié)合，提高其對污泥中重金屬的吸附性能。

步驟五：污泥泵將調(diào)理完成的污泥泵入污泥壓濾機(jī)，進(jìn)行機(jī)械脫水，得到含水率在25~35％的泥餅，廢水收集至廢水箱，壓榨后的泥餅從板框機(jī)中掉落，經(jīng)螺旋輸送機(jī)輸送至污泥粉碎設(shè)備，將污泥粉碎并風(fēng)干，后外運(yùn)填埋或焚燒。

所述步驟四中下部污泥調(diào)理區(qū)域調(diào)理完成的污泥可通過污泥提升泵提升至上部污泥調(diào)理區(qū)域，重復(fù)步驟二和步驟三，進(jìn)行污泥破壁調(diào)理的雙循環(huán)。

所述步驟五中廢水通過反滲透裝置收集廢水濃縮液，廢水濃縮液輸送至蒸發(fā)器上部經(jīng)物料噴嘴噴淋至蒸發(fā)器下部進(jìn)行循環(huán)噴淋濃縮，采用負(fù)壓蒸發(fā)將廢水濃縮液中的廢水清液通過管路及止回閥輸送至蒸汽冷卻管，所述蒸汽冷卻管環(huán)繞布置在所述上部污泥調(diào)理區(qū)域的外壁上。對廢水濃縮液進(jìn)行循環(huán)濃縮，將廢水濃縮液形成高濃度濃縮液后蒸發(fā)結(jié)晶處理。對廢水濃縮液進(jìn)行加熱收集清液，蒸汽能為上部污泥調(diào)理區(qū)域提供熱量，提高調(diào)理劑和導(dǎo)向劑對污泥的處理效果，提供完熱量形成廢水清液。

所述步驟五中污泥壓濾分兩步進(jìn)行，第一步控制壓濾壓力在15公斤~17公斤，時(shí)間控制在25~30分鐘，第二步控制壓濾壓力20~25公斤，時(shí)間控制在55~60分鐘。

所述附著有納米碳管的硅基介孔材料通過將流動(dòng)納米碳管液體和硅基介孔材料通過高壓泵加壓到50~200MPA，由多管路由射流噴嘴進(jìn)行噴射對撞，流動(dòng)納米碳管液體和硅基介孔材料經(jīng)高壓對撞后，循環(huán)加工得到。

本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：本發(fā)明涉及的一種市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝，可以將污泥含水率從98~99％降低至25~35%，污泥體積減少一倍以上，達(dá)到無害化、穩(wěn)定化、減量化的要求，加入的腐殖酸和硫酸對污泥進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)的同時(shí)，對污泥中的有機(jī)物促進(jìn)分解，加入的助破劑增加細(xì)胞壁和細(xì)胞膜通透性，使細(xì)胞壁和細(xì)胞膜擴(kuò)展，體積變大，形成膨脹，同時(shí)加入高濃度臭氧，使高濃度臭氧充分滲透，釋放間隙水和細(xì)胞水，降低污泥的含水率，加入的硅基介孔材料對污泥中的重金屬進(jìn)行吸附，市政污泥中需要處理的物質(zhì)主要包括微生物、有機(jī)物和重金屬，本發(fā)明涉及的市政污泥破壁調(diào)理雙循環(huán)深度脫水的處理工藝將微生物、有機(jī)物和重金屬分別處理，保證機(jī)械脫水的泥餅無害化，填埋或焚燒都不會對環(huán)境產(chǎn)生大的影響。

（發(fā)明人：羅志剛）