申请日2019.10.08
公开(公告)日2019.11.29
IPC分类号C02F11/00; C02F11/145; C02F11/122; A01G24/10; C10L5/46; C10L5/44; C02F101/20
摘要
本发明公开了污水厂剩余污泥处置方法及其污泥和应用，处置方法包括如下步骤：(1)搅拌工序，搅拌装置中，剩余污泥加入凝集剂，其中凝集剂主要由硫酸铝、硫酸钙、碳酸钠构成的主剂与pH调节剂、比重增加剂混合而制成;(2)固液分离，静置分离出步骤(1)处理后污泥的清液;(3)机械脱水，采用压滤装置脱水自步骤(2)处理后的污泥，以及由本方法制备的污泥，并将污泥多途径资源化，用作种植用泥质及生物碳棒物料，通过本发明的方法，剩余污泥在凝集剂作用下凝集同时有效去除污泥中的重金属类，并且后续脱水简单，处理后污泥减量化、稳定化及多途径资源化，本发明实现污泥的高效无害化、优化水质并实现了循环经济。
权利要求书
1.污水厂剩余污泥处置方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)搅拌工序，搅拌装置中，剩余污泥加入凝集剂，其中凝集剂主要由硫酸铝、硫酸钙、碳酸钠构成的主剂与pH调节剂、比重增加剂混合而制成;
(2)固液分离，静置分离出步骤(1)处理后污泥的清液;
(3)机械脱水，采用压滤装置脱水自步骤(2)处理后的污泥。
2.根据权利要求1所述污水厂剩余污泥处置方法，其特征在于：所述步骤(1)中凝集剂还包括螯合促进剂。
3.根据权利要求1所述污水厂剩余污泥处置方法，其特征在于：所述步骤(1)中剩余污泥含水率为99%，添加凝集剂形成800ppm混液。
4.根据权利要求1所述污水厂剩余污泥处置方法，其特征在于：所述步骤(1)中的搅拌装置为三联物化反应器。
5.根据权利要求4所述污水厂剩余污泥处理方法，其特征在于：所述三联物化反应器中，前两个反应器搅拌速率150r/min，后一个反应器搅拌速率75r/min，常温。
6.根据权利要求1所述污水厂剩余污泥处置方法，其特征在于：所述步骤(3)中包括对压滤装置脱水后泥板的破碎。
7.根据权利要求1所述污水厂剩余污泥处置方法，其特征在于：所述步骤(3)中压滤装置为板框压滤机。
8.由权利要求1-7任意一项所述的方法制备的污泥。
9.根据权利要求8所述的污泥在植物种植中的应用。
10.根据权利要求8所述的污泥在制作生物质碳棒中的应用，其特征在于：其制作工艺如下：
a、将秸秆在粉碎机上进行粉碎，经过小孔筛网控制粉碎的长度在3mm之内;
b、将步骤a中粉碎的秸秆进行风干和烘干，使其水分低于15%;
c、搅拌机中，按照与粉碎的秸秆1:1的比例添加本发明制备的风干或烘干后的污泥，污泥自板框压滤机压制成板后，破碎成块后在晾晒场风化或直接经烘干机烘干，含水率在18%左右，经输送带输送至搅拌机中，充分均匀混合得到混合物;
d、将步骤c中的混合物置于无氧碳化炉中进行碳化;
e、将步骤d中碳化后的混合物添加干粉粘合剂，干粉粘合剂成分：腐殖酸钠20份、钠基膨润土20份、预糊化淀粉40份、电石渣粉20份，搅拌混合均匀;
f、将步骤e中最终混合物置于成型机中压制成型呈棒状;
g、将步骤f中成型后碳棒烘干。
说明书
污水厂剩余污泥处置方法及其污泥和应用
技术领域
本发明涉及废水、污水处理领域，具体涉及污水厂剩余污泥处置方法及其污泥和应用。
背景技术
污泥处理处置是对污泥进行减量化、稳定化和无害化处理的过程。污水处理程度越高，就会产生越多的污泥残余物需要加以处理。对于当前城市污水处理厂而言，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分，而且传统污泥处理处置技术有很大的弊端，在具体实施过程中带来大量的环境问题和社会问题，对环境造成极大的危害，并严重影响我国节能减排战略政策的实施。
污泥作为一种固体废弃物，已经成为继城市垃圾污染的第二大固体废物污染源。传统的污泥的主要处置方式有填埋、焚烧、排海、农用等。但是传统的处理方法也存在一些弊端，无法对污泥进行资源化利用，不能满足现在对污泥处理的技术要求，因此对污泥处理资源化利用新技术的研发具有重要的现实意义。污泥的处理处置应从环境污染、卫生安全和经济效益等多方面综合考虑，具备能源回收利用的污泥处理新技术将在污泥处理处置中发挥着不可替代的作用。
针对目前污泥处理处置传统技术的局限及各省市每年大量污泥有待处理的严峻情况，如何使污泥稳定化、减量化、无害化、资源化，是亟需要解决的重要问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种污水厂剩余污泥的处置方法，通过该处理方法可以将污泥稳定化、减量化、无害化，进而将污泥资源化。
本发明的另一个目的是将无害化的污泥进行资源化：一是作为植物种植用泥质;二是将污泥处理为生物质碳棒，用作发电厂燃料，以实现循环经济。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：
污水厂剩余污泥处置方法，包括如下步骤：
(1)搅拌工序，搅拌装置中，剩余污泥加入凝集剂，其中凝集剂主要由硫酸铝、硫酸钙、碳酸钠构成的主剂与pH调节剂、比重增加剂混合而制成;
(2)固液分离，静置分离出步骤(1)处理后污泥的清液;
(3)机械脱水，采用压滤装置脱水自步骤(2)处理后的污泥。
通过本发明的方法，剩余污泥在凝集剂作用下凝集同时有效去除污泥中的重金属类，并且后续脱水简单，处理后污泥减量化、稳定化及多途径资源化，整个工艺工序短、操作简单，降低了企业的成本，凝集剂的具体成分及原理公开于发明专利：长彰德.用于净化处理污浊水或污染水的凝集剂.中国：CN1740099A。
所述步骤(1)中凝集剂还包括螯合促进剂，同上公开于发明专利：长彰德.用于净化处理污浊水或污染水的凝集剂.中国：CN1740099A。
进一步，所述剩余污泥含水率为99%，添加凝集剂形成800ppm混液，针对含水率99%的剩余污泥，添加凝集剂形成800ppm混液，整个工序中，此量比最终效果突出。
所述步骤(1)中的搅拌装置为三联物化反应器。
所述三联物化反应器中，前两个反应器搅拌速率150r/min，后一个反应器搅拌速率75r/min，常温。
连续搅拌反应，使凝集剂充分与剩余污泥混合，完全断链、破壁、凝聚反应，最大程度凝集污泥以及去除水中的重金属类物质，改善污泥状态，简化工序。
所述步骤(3)中包括对压滤装置脱水后泥板的破碎，泥板破碎成块或粒后，只需短时间风化，即可大幅降低含水率，减容减量。
所述步骤(3)中压滤装置为板框压滤机，将搅拌沉淀后的污泥压滤脱水，能耗低，进一步降低成本。
本发明还提供了由本发明所述的方法制备的污泥，本处置方法制备的污泥具有多途径资源化的优点，进一步降低成本。
本发明还提供了本发明制备的污泥在植物种植中的应用。
本发明还提供了本发明制备的污泥在制作生物质碳棒中的应用，其制作工艺如下：
a、将秸秆在粉碎机上进行粉碎，经过小孔筛网控制粉碎的长度在3mm之内;
b、将步骤a中粉碎的秸秆进行风干和烘干，使其水分低于15%;
c、搅拌机中，按照与粉碎的秸秆1:1的比例添加本发明制备的风干或烘干后的污泥，污泥自板框压滤机压制成板后，破碎成块后在晾晒场风化或直接经烘干机烘干，含水率在18%左右，经输送带输送至搅拌机中，充分均匀混合得到混合物;
d、将步骤c中的混合物置于无氧碳化炉中进行碳化;
e、将步骤d中碳化后的混合物添加干粉粘合剂，干粉粘合剂成分：腐殖酸钠20份、钠基膨润土20份、预糊化淀粉40份、电石渣粉20份，搅拌混合均匀;
f、将步骤e中最终混合物置于成型机中压制成型呈棒状;
g、将步骤f中成型后碳棒烘干。。
经本处置方法制备的污泥去除了重金属物质，保留了有机质氮、磷、钾等元素，可进一步资源化。
综上，本发明的技术效果是：
1、高效无害化，通过处理后的剩余污泥，污染物八项重金属(镉、汞、铜、铅、铬、镍、锌、砷)、污染物硼、矿物油、总氰化物、苯并(a)芘、多环芳烃、挥发酚、多氯联苯等污染物残留量符合国家农业标准;卫生指标蛔虫死亡率、大肠杆菌指数、种子发芽指数等各项指标满足《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》CJ/T309-2009A级标准，并且处理过的污泥无臭味;
2、水质被优化，通过处理后的剩余污泥，有60%左右为上清液水体，40%左右为机械脱水，其水质污染指标都均被降解，各项指标符合标准，且该水体回流到系统后，可降低现污水厂处理系统的运行负荷;
3、减量化，当天出泥含水率远低于现工艺出泥含水率及减容减量指标，且风化后进一步降低;
4、稳定化：处理后的泥饼结构稳定，不返溶、不产生有害气体;治理后的泥饼在自然堆放的条件下，可自然风化，遇水不返溶;
5、多途径资源化，经处理后的污泥，有机质氮、磷、钾等元素都未流失，部分自行种植消化，部分外运作为市政绿化用土，因此可以作为园林花卉、橡胶树等用泥质，另外处理后的污泥具有较高热值，炭化加工成炭棒后可以用于作为生物质燃料使用，以实现循环经济;
7、另外经过本工艺处理过的污泥由于无害、吴污染，可以用于路基中的垫层使用。（发明人田守能;刘民华;张艳霞）
