申请日2016.08.01
公开(公告)日2016.11.16
IPC分类号C02F11/00; C02F11/02; C02F11/12; B01D53/84
摘要
一种高效处理城市污泥的组合方法，针对污水处理厂污泥的处理处置问题，首先将污泥通过机械脱水设备脱水，含水率降至80%左右;机械脱水设备后对接电渗透脱水装置，经过机械脱水后的污泥在电渗透脱水设备工作下，污泥含水率进一步降低至60%左右;较低的污泥含水率配合发酵过程良好的通风条件及一定比例的能菌剂，使得脱水后的污泥在超高温好氧发酵过程中能快速升温，温度最高可达105℃，实现污泥的超高温好氧发酵，最终产物可用作不同资源化利用的产品。本发明可以实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化利用，对城镇污泥的提标改造具有重要的促进作用。
权利要求书
1.一种高效处理城市污泥的组合方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)污泥一次脱水：将城市污水处理厂的污泥用机械脱水设备进行一次脱水;
(2)污泥预均质：经一次脱水含水率80%左右污泥，由螺旋输送机提升至污泥均质设备，对泥量加以调节，对污泥压片、切条，防止二次脱水过程中污泥外溢;
(3)污泥二次脱水：将一次脱水后的污泥用电渗透脱水设备进行二次脱水，即在电场力的作用下，使带负电的污泥颗粒向正极移动，带正电的水溶液向负极移动，从而实现污泥的深度脱水;
(4)发酵：将二次脱水后的污泥转移到发酵罐中进行发酵，设置合适的通风和耐高温嗜热功能菌剂，并不断搅拌;
(5)成品：将发酵完成的产物进行破碎、过筛、装袋。
2.根据权利要求1所述一种高效处理城市污泥的组合方法，其特征在于机械脱水设备为带式压滤机、板框压滤机、离心脱水机或真空过滤机。
3.根据权利要求1所述污泥的一种高效处理城市污泥的组合方法，其特征在于电渗透脱水设备电压强度为0.1-0.3kg/cm2，滤渣的厚度为5-15mm，脱水5-8min。
4.根据权利要求1所述污泥的一种高效处理城市污泥的组合方法，其特征在于电渗透脱水设备进行电渗透脱水时将非交换态重金属转化为交换态的重金属，交换态重的金属通过滤液排出，泥饼温度加热至60摄氏度，为后续发酵过程起到杀灭低温杂菌的作用。
5.根据权利要求1所述污泥的一种高效处理城市污泥的组合方法，其特征在于高温好氧发酵反应器通风速率0.2m3/min·m3，添加菌剂与污泥的比例为1:1，发酵周期20天，发酵最高温度105℃，发酵结束，产物含水率10~20%。
6.根据权利要求1所述一种高效处理城市污泥 的组合方法，其特征在于所述的发酵菌剂选用枯草芽孢杆菌(AJ276351)、嗜热糖球菌(X70430)、高温木质素降解菌(AF067651)、热葡糖苷酶土芽孢杆菌(AY608981)、嗜热脱氮芽孢杆菌(AY608961)、嗜热脂肪土芽孢杆菌(AB271757)、嗜热嗜油土芽孢杆菌(Z26923)、土芽孢杆菌(AJ564616)、YMO81(AB250968)、YMO722(AB308475)、高温放线菌(AB088364)、高温放线菌(AB088361)、高温放线菌(DQ119659)的一种或组合。
7.根据权利要求1所述一种高效处理城市污泥的组合方法，其特征在于发酵后还设置有除臭步骤，除臭为在电渗透脱水设备、污泥发酵罐上端设置集气罩，收集到的恶臭气体通过生物滴滤床加以处理。
说明书
一种高效处理城市污泥的组合方法
技术领域
本发明涉及一种高效处理城市污泥的组合工艺，属于城镇污水处理厂排放污泥的处理处置技术领域，可以有效地解决国内污水处理厂污泥处理处置难的问题。
背景技术
随着经济社会的高速发展，城市污水处理厂的处理量和处理率正在逐年提高，同时，污泥作为污水处理过程中的副产物，其产量也在逐年增加。而我国污水处理界一直受“重水轻泥”倾向的影响，致使污泥的处理处置问题未能得到重视与解决。绝大部分污泥是被弃置或填埋，大量积累的污泥，不仅将占用大面积的土地，还会直接给水体、土壤和大气带来二次污染，使污泥处理处置问题日益突出。
污水处理厂产生的污泥最大的特点是含水率高，通常在99%以上，体积大，会占用大面积的土地，同时国家现行标准规定，处置前的污泥含水率应当低于60%，所以要解决污泥的处理处置问题首先要从污泥的脱水开始。现有的污泥脱水方法大致可分为自然脱水、热脱水、机械脱水、电渗透脱水四类，也有将以上方法组合而产生的脱水工艺。
污泥处理处置方法需遵循“减量化、稳定化、无害化、资源化”的原则，我国地域辽阔，各地自然状况和经济水平差异很大，就经济发达、土地资源和能源资源紧张的地区而言，应更侧重于对污泥的能源利用和资源化利用，以实现可持续发展。国内关于污泥脱水和污泥资源化利用的技术研究已多见报道，可是关于污泥的脱水与资源化的组合工艺却较少见报道。下面是国内的相关专利的分析：专利号CN100462314C公开了一种污泥发酵脱水干燥方法，其特征在于，首先将污泥进行调质，接着用板框压滤机进行脱水，含水率降到55-65%左右，最后将污泥引入发酵槽中进行发酵，通过鼓风带走污泥中的水分。该发明在脱水过程中引入了化学药剂，会产生二次污染，增加费用，发酵也只考虑了水分的脱除，并没有涉及到污泥的资源化利用，浪费了能源。专利CN101565264B公开了一种污泥处理方法，其特征在于，在污泥沉降过程中加粉煤灰，经过压滤机脱水污泥含水率达到40-50%，最后将处理过的污泥用来烧制成建材制品砖以及农用肥料。该发明采用常用的机械脱水方法进行脱水，脱水时间长，影响工作效率，发酵堆肥时所需占地面积大，不适合提标改造的污水处理厂。
发明内容
本发明的目的在于，针对污水处理厂污泥的处理处置问题，提出一种组合工艺，可以在不添加任何药剂情况下进行污泥的脱水，同时在好氧发酵时，不需要使用稻壳、木屑等辅助材料调整水分，且采用发酵罐进行发酵，最终实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化利用。
为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：一种高效处理城市污泥的组合方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)污泥一次脱水：将城市污水处理厂的污泥用机械脱水设备进行一次脱水;
(2)污泥预均质：经一次脱水含水率80%左右污泥，由螺旋输送机提升至污泥均质设备，对泥量加以调节，对污泥压片、切条，防止二次脱水过程中污泥外溢;
(3)污泥二次脱水：将一次脱水后的污泥用电渗透脱水设备进行二次脱水，即在电场力的作用下，使带负电的污泥颗粒向正极移动，带正电的水溶液向负极移动，从而实现污泥的深度脱水;
(4)发酵：将二次脱水后的污泥转移到发酵罐中进行发酵，设置合适的通风条件和一定比例的耐高温嗜热功能菌剂，并不断搅拌;
(5)成品：将发酵完成的产物进行破碎、过筛、装袋。
作为优选，机械脱水设备为带式压滤机、板框压滤机、离心脱水机或真空过滤机。
作为优选，电渗透脱水设备电压强度为0.1-0.3kg/cm2，滤渣的厚度为5-15mm，脱水5-8min。
作为优选，电渗透脱水设备进行电渗透脱水时将非交换态重金属转化为交换态的重金属，交换态重的金属通过滤液排出，泥饼温度加热至60摄氏度，为后续发酵过程起到杀灭低温杂菌的作用。
作为优选，高温好氧发酵反应器通风速率0.2m3/min•m3，添加菌剂与污泥的比例为1:1，发酵周期20天，发酵最高温度105℃，发酵结束，产物含水率10~20%。
作为优选所述的发酵菌剂选用枯草芽孢杆菌(AJ276351)、嗜热糖球菌(X70430)、高温木质素降解菌(AF067651)、热葡糖苷酶土芽孢杆菌(AY608981)、嗜热脱氮芽孢杆菌(AY608961)、嗜热脂肪土芽孢杆菌(AB271757)、嗜热嗜油土芽孢杆菌(Z26923)、土芽孢杆菌(AJ564616)、YMO81(AB250968)、YMO722(AB308475)、高温放线菌(AB088364)、高温放线菌(AB088361)、高温放线菌(DQ119659)的一种或组合。
作为优选，发酵后还设置有除臭步骤，除臭为在电渗透脱水设备、污泥发酵罐上端设置集气罩，收集到的恶臭气体通过生物滴滤床加以处理。
本发明有益效果：本发明污泥的电渗透脱水及超高温好氧发酵组合工艺的优点在于，污泥的脱水过程可不添加任何药剂，采用电渗透脱水方法脱水更环保节能，且脱水效果好;机械脱水设备与电渗透脱水设备可对接起来，实现污泥的连续脱水，提高处理效率，减少人工劳动量;采用发酵罐进行发酵，占地面积省，对周围环境没有二次污染;由于电渗透过程中污泥温度上升，低温杂菌死灭，得到了好氧发酵处理所必需的残留中高温菌的灭菌效果。
