申请日2010.07.30
公开(公告)日2011.01.05
IPC分类号C02F11/12
摘要
一种污水处理污泥的脱水方法，涉及污水处理环保技术领域，具体地说涉及污泥的脱水方法。本发明包括以下步骤：(1)给带有搅拌器的容器上料;(2)给污泥加温并保持温度;(3)降温，停止搅拌，保持时间不小于15分钟;(4)重复(2)和(3)步骤1-若干次，直到达到所需的污泥含水率;(5)出料。本发明可以将污水处理厂排出的含絮凝剂污泥脱水至要求指定的任一含水率水平，直至含水率为零。其不仅为污水处理厂污泥制作建筑材料工艺提供了有效的脱水技术，同时为污泥碳化等的新产品开发铺平了道路，也为其它污泥资源化方向提供了极有利的前提条件。
权利要求书
1.一种污水处理污泥的脱水方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
⑴给带有搅拌器的容器上料;
⑵给污泥加温并保持温度，污泥加热温度在55～210℃，保持温度时间不小于15分钟;同时进行搅拌，搅拌速度为5～15转∕分钟;
⑶降温，温差要达到不小于15℃;停止搅拌，保持时间不小于15分钟;
⑷重复⑵和⑶步骤1～若干次，直到达到所需的污泥含水率;
⑸出料。
2.根据权利要求1所述的污水处理污泥的脱水方法，其特征在于：搅拌时间与降温时间比为1～3︰1。
说明书
污水处理污泥的脱水方法
技术领域
本发明涉及污水处理环保技术领域，具体地说涉及污泥的脱水方法。
背景技术
目前我国污水处理所涉及广泛应用的“活性污泥法”和其衍生的各类生化法污水处理技术，以及各种“气浮”技术，均涉及产生和排出大量含有絮凝剂的污泥。此类污泥的收集与后续处理已成为目前环保污水处理行业一项极大的负担(不仅在经济上处理成本巨大，而且即使付出巨大的经济成本之后其技术效果也并不理想)。由于污泥的收集与处理不当，不仅会造成大量的占用土地，还会造成二次污染等严重的问题。
目前污水处理的后续污泥处理已成为污水处理行业十分头痛的问题。从技术层面讲，国内外对此类污泥的处理、处置多采用：自然晾晒，强力挤压或高速离心，高温蒸发，化学或生化降解等方法进行脱水处理;填埋、焚烧、发酵制肥、焙烧建筑材料、高温碳化等方法进行消纳、资源化处理。但这些方法均存在脱水效果低下、设备价格昂贵和运行成本过高等缺点，而且有些污泥在资源化处理过程中采用碱化降解处理就很容易产生严重的二次污染，也有个别采用“人工湿地污泥消化床技术”对污水厂污泥进行减量化、无害化处理。
实践证明：自然晾晒法成本最低，但晾晒场地需要极大面积、晾晒周期长，受环境气候因素影响极大，因而很难作为工业技术手段应用;“人工湿地污泥消化床技术”成本也比较低，但其处理周期过长，虽然作为减量化、无害化是很好的手段，可无法作为连续工业化技术手段应用;“挤压脱水”或“离心脱水”的耗能大、需相对重型的设备，且脱水率不高(所谓脱水后的污泥含水率也很难低于80%)，所谓挤压脱水或离心脱水后的污泥处理仍很不易;高温蒸发高成本、高耗能，容易产生气体二次污染;化学或生化降解一般工艺复杂、成本高、多易产生二次污染;“填埋法”除需耗用大量的土地外，经常带来二次污染问题;“焚烧法”处理，不仅成本高，而且在很多情况下仍会产生气体、残渣的二次污染;“发酵制肥”由于污泥中往往含有重金属、致病菌和其它有毒有害物质，且肥效不高，亦很难实际大面积推广应用;“高温碳化法”的资源化技术更是耗能高、成本高，且其产品纯度受来源污泥本身成分波动影响而很难保证一定水平;焙烧建筑材料是目前比较好的一种污泥资源化技术。焙烧建筑材料需要首先将污泥含水率降低到较低水平。由于污水处理厂排出的污泥大量含水，即使是填埋、焚烧、发酵制肥一般也必须首先进行脱水，使其含水率达到较低水平才能顺利实施。为此，对污水处理厂污泥脱水是必不可少的技术要求。
中国专利局公开了一种污泥脱水处理工艺，申请公布号是CN101767922A，该工艺包括以下步骤，剩余活性污泥依次经连续式重力浓缩池、间歇式污泥浓缩池进行浓缩处理，然后进入化学调理槽，经化学调理后的污泥进入转鼓式离心浓缩机进一步浓缩，最后进入带式压滤机进行脱水处理形成泥饼。采用该工艺进行脱水处理形成的泥饼含水率仍在70%以上，由于污水处理过程中大量使用了PAM等絮凝剂，造成污泥脱水十分困难，特别是将脱水效果达到污泥含水率70%以下。
如能将污泥脱水达到含水率50%左右或以下，应用其制作建材将成为“终端无害化”和“资源化”的优势选择。如能将污泥脱水达到含水率10%以下，其应用前景将十分可观。
污水处理中污泥的脱水处理比普通的污泥脱水处理更加困难，因此适用于污水处理污泥的脱水方法也一定适用于常见的污泥脱水处理。
发明内容
目前污水处理过程中由于大量使用了PAM等絮凝剂，造成污泥脱水十分困难，现有技术的脱水效果很难到达污泥含水率70%以下。为了克服现有技术中的不足，本发明提出了一种污水处理污泥的脱水方法。
本发明的技术方案是：一种污水处理污泥的脱水方法，包括以下步骤：
(1) 给带有搅拌器的容器上料;
(2)给污泥加温并保持温度，污泥加热温度在55～210℃，保持温度时间不小于15分钟;同时进行搅拌，搅拌速度为5～15转∕分钟;
(3) 降温，温差要达到不小于15℃;停止搅拌，保持时间不小于15分钟;
(4) 重复(2)和(3)步骤1-若干次，直到达到所需的污泥含水率;
(5) 出料。
本发明的基本原理是：
污水处理厂排出的污泥中含有大量的PAM等絮凝剂，其将大量的污染物和水包裹在一起，其中的水成为“内水”，客观上起到了“保水剂”的作用，因此造成污水处理厂排出的污泥脱水极为困难。本发明即是采取通过适当的能量(热能)输入，逐渐破坏和降解由PAM等絮凝剂对水所形成的包裹层，使水释放出来，由“内水”变为“外水”。一部分外水流淌出来与污泥分离，一部分水被蒸发掉。这样污泥的含水率得以大幅度降低，即起到了污泥脱水的作用。
如果水全部依靠蒸发掉，由于所需汽化热巨大，将使污泥脱水的耗能巨大，这是极不经济的，也是经济技术分析所不允许的，更是与如今的节能减排背道而驰的。因此，创造外水顺利脱离污泥的环境条件也是至关重要的。如今我们已经找到了这种外水顺利脱离污泥的方法。
PAM等絮凝剂在55～210℃时将逐渐失效并被降解破坏。因此污水处理的含絮凝剂污泥的脱水处理温度区间确定为55～210℃，其中不同种类的污泥的最佳处理温度值略有不同(即脱水最佳温度)。温度是关键不仅在于升温和保温，降温同样关键，降温的幅度大小也是决定脱水效率的重要关键。我们所讲的温度均是指污泥的温度，而不是外加温度。外加温度与污泥温度有关;而不同的加温方案与保温方法，其污泥温度与外加温度的关联关系亦不相同。
本发明可选用的供热方式为锅炉余热、热风炉余热、导热油炉余热、隧道窑尾热(200℃以上的干热风)等热源。
污泥的温度采用温控探头(传感器)检测。
本发明的核心工艺表现是中低温，间歇升、降温，搅拌脱水;可将污泥脱水至要求指定的任一含水率水平(直至含水率为零)。
环境湿度、对流条件的存在与否、水顺利脱离污泥的环境条件存在与否(统称为“环境条件”)对脱水效率都有重要的影响。环境湿度低、对流充分、外水顺利脱离污泥的条件具备，絮凝剂污泥脱水的效率就高;反之，脱水效率就低。
脱水关键因素除温度、环境条件外，时间也是重要因素。某一温度下，脱水时间的长短也会影响脱水率的多少。
作为优选，搅拌时间与降温时间比为1～3:1。脱水时是否搅拌，搅拌速度与搅拌间歇时间的比例关系也会对脱水效果产生影响。
上述四因素综合影响脱水率。所以温度、环境条件、时间、搅拌及其间歇比，以及它们的最佳配合关系，是含絮凝剂污泥脱水技术的关键。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以将污水处理厂排出的含絮凝剂污泥脱水至要求指定的任一含水率水平，直至含水率为零。其不仅为污水处理厂污泥制作建筑材料工艺提供了有效的脱水技术，同时为污泥碳化等的新产品开发铺平了道路，也为其它污泥资源化方向提供了极有利的前提条件。本发明不仅适合于污水处理厂污泥脱水，同样适用于淤泥等其他污泥的脱水处理。
