公布日：2022.10.21
申請日：2022.07.07
分類號：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F11/13(2019.01)I;C02F11/143(2019.01)I;C02F11/147(2019.01)I;C02F11/15(2019.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法。所述方法包括如下步驟：對剩余污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；將調(diào)質(zhì)處理后的污泥送入超聲反應(yīng)器進(jìn)行超聲處理；超聲處理后的污泥經(jīng)高壓隔膜板框壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水；脫水后污泥與吸水材料、吸波材料混合，造粒；污泥顆粒輸送至微波反應(yīng)器進(jìn)行干燥，得干燥的污泥顆粒。本發(fā)明提供的方法通過超聲-微波聯(lián)用，使處理后的污泥含水率可達(dá)15％，減量化明顯，且處理效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)污泥的高效減量化，穩(wěn)定化和無害化。
權(quán)利要求書
1.一種超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、利用化學(xué)調(diào)理劑對剩余污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；S2、將所得調(diào)質(zhì)處理后的污泥送入超聲反應(yīng)器進(jìn)行超聲處理；S3、超聲處理后的污泥經(jīng)過高壓隔膜板框壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水；S4、將脫水后污泥與吸水材料、吸波材料充分混合，進(jìn)行造粒；S5、將所得污泥顆粒輸送至微波反應(yīng)器進(jìn)行干燥，得干燥的污泥顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于：所述化學(xué)調(diào)理劑為陽離子聚丙烯酰胺，投加量為污泥干物質(zhì)的3‰-6‰。
3.如權(quán)利要求2所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于：所述陽離子聚丙烯酰胺以液體形式投加，液體中陽離子聚丙烯酰胺的質(zhì)量濃度為1‰-3‰。
4.如權(quán)利要求1所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于：所述超聲處理的超聲波頻率為20-30kHz，功率為20-50W，作用時間為30-120s。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于：所述高壓隔膜板框壓濾機(jī)的壓榨壓力為1-2Mpa。
6.如權(quán)利要求5所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于，脫水后的污泥含水率為50-55％。
7.如權(quán)利要求1所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于，所述吸水材料為聚丙烯酸鈉，投加比例為污泥干物質(zhì)的1％-3％。
8.如權(quán)利要求1所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于，所述吸波材料為活性炭粉末、碳化硅粉末或四氧化三鐵粉末的一種或多種，投加比例為污泥干物質(zhì)的1％-5％。
9.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于，步驟S4中，通過圓盤造�；驍D壓進(jìn)行造粒，造粒形狀為圓球狀、圓柱狀、棒狀或不規(guī)格團(tuán)粒狀，造粒粒徑為5-20mm。
10.如權(quán)利要求9所述的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，其特征在于，微波反應(yīng)器中，控制微波輸出功率為600-900w，反應(yīng)器的溫度為150-300℃，作用時間為10-30min。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有剩余污泥機(jī)械脫水效率低，熱干化存在能耗高，熱效率低等問題，本發(fā)明提供一種超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
一種超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，包括如下步驟：
S1、利用化學(xué)調(diào)理劑對污水處理廠剩余污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理；
S2、將所得調(diào)質(zhì)處理后的污泥送入超聲反應(yīng)器進(jìn)行超聲處理；
S3、超聲處理后的污泥經(jīng)過高壓隔膜板框壓濾機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水；
S4、將脫水后污泥與吸水材料、吸波材料充分混合，進(jìn)行造粒；
S5、將所得污泥顆粒輸送至微波反應(yīng)器進(jìn)行干燥，得干燥的污泥顆粒。
進(jìn)一步地，步驟S1中，所述化學(xué)調(diào)理劑為陽離子聚丙烯酰胺，投加量為污泥干物質(zhì)的3‰-6‰。
進(jìn)一步地，所述陽離子聚丙烯酰胺以液體形式投加，液體中陽離子聚丙烯酰胺的質(zhì)量濃度為1‰-3‰。
進(jìn)一步地，步驟S2中，所述超聲處理的超聲波頻率為20-30kHz，功率為20-50W，作用時間為30-120s。通過超聲強(qiáng)化，提升化學(xué)調(diào)理的反應(yīng)效率，打散污泥EPS，釋放部分結(jié)合水，提高脫水性能。
進(jìn)一步地，步驟S3中，所述高壓隔膜板框壓濾機(jī)的壓榨壓力為1-2Mpa。通過機(jī)械脫水脫去絕大部分的空隙水、毛細(xì)水和部分吸附水、結(jié)合水，使污泥濾餅的含水率顯著下降。
進(jìn)一步地，脫水后的污泥含水率為50-55％。
進(jìn)一步地，步驟S4中，所述吸水材料為聚丙烯酸鈉，投加比例為污泥干物質(zhì)的1％-3％。
進(jìn)一步地，步驟S4中，所述吸波材料為活性炭粉末、碳化硅粉末或四氧化三鐵粉末的一種或多種，投加比例為污泥干物質(zhì)的1％-5％。
進(jìn)一步地，步驟S4中，通過圓盤造�；驍D壓進(jìn)行造粒，造粒形狀為圓球狀、圓柱狀、棒狀或不規(guī)格團(tuán)粒狀，造粒粒徑為5-20mm。
進(jìn)一步地，步驟S5中，微波反應(yīng)器中，控制微波輸出功率為600-900w，反應(yīng)器的溫度為150-300℃，作用時間為10-30min。經(jīng)過超聲處理和機(jī)械脫水后，進(jìn)一步地通過微波干化，污泥中的水分被帶出，得到干燥的污泥顆粒，實(shí)現(xiàn)污泥減量化，產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入干燥系統(tǒng)進(jìn)行除濕并回用于微波干化。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法具有如下優(yōu)勢：
(1)本發(fā)明采用超聲波處理強(qiáng)化化學(xué)調(diào)理的效果，同時，超聲波處理產(chǎn)生水力空化作用，海綿效應(yīng)等，破壞污泥絮體和細(xì)菌細(xì)胞壁，釋放污泥內(nèi)部結(jié)合水，提高污泥脫水性能，提高機(jī)械脫水效率，便于后續(xù)污泥的處理處置。
(2)本發(fā)明針對大多數(shù)的生物質(zhì)原材料吸收微波的能力較弱，造成微波利用效率低的問題，引入吸波材料，在吸波材料表面產(chǎn)生熱效應(yīng)和放電效應(yīng)，形成局部“熱點(diǎn)”，提高微波利用效率，降低能耗。
(3)本發(fā)明充分混合吸水材料，吸波材料和脫水污泥，并進(jìn)行造粒。通過造粒使吸波材料和污泥均勻分布，避免局部聚集形成的熱點(diǎn)分布不均勻。同時，球團(tuán)結(jié)構(gòu)能夠提高后續(xù)微波熱干化的效率。
(4)本發(fā)明采用微波加熱的方式干化污泥。微波加熱將微波能直接轉(zhuǎn)化為熱能，加熱更為均勻，能量損失小，縮短加熱時間。另外，微波處理還可以促進(jìn)污泥EPS行降解、轉(zhuǎn)化，促進(jìn)溶胞及碳、氮、磷的釋放，催化降解難溶性有機(jī)物質(zhì)，處理后的污泥更安全。
綜上所述，本發(fā)明提供的超聲-微波聯(lián)用的污泥減量化方法，技術(shù)可行，工藝簡單，操作方便，高效節(jié)能，具有一定的社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)價值。
（發(fā)明人：朱巧紅;高衛(wèi)民;冉景;程寒飛）
