公布日：2022.10.21
申请日：2022.07.07
分类号：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
本发明涉及污泥处理技术领域，具体公开一种超声-微波联用的污泥减量化方法。所述方法包括如下步骤：对剩余污泥进行调质处理；将调质处理后的污泥送入超声反应器进行超声处理；超声处理后的污泥经高压隔膜板框压滤机进行机械脱水；脱水后污泥与吸水材料、吸波材料混合，造粒；污泥颗粒输送至微波反应器进行干燥，得干燥的污泥颗粒。本发明提供的方法通过超声-微波联用，使处理后的污泥含水率可达15％，减量化明显，且处理效率高，能够实现污泥的高效减量化，稳定化和无害化。
权利要求书
1.一种超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、利用化学调理剂对剩余污泥进行调质处理；S2、将所得调质处理后的污泥送入超声反应器进行超声处理；S3、超声处理后的污泥经过高压隔膜板框压滤机进行机械脱水；S4、将脱水后污泥与吸水材料、吸波材料充分混合，进行造粒；S5、将所得污泥颗粒输送至微波反应器进行干燥，得干燥的污泥颗粒。
2.如权利要求1所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于：所述化学调理剂为阳离子聚丙烯酰胺，投加量为污泥干物质的3‰-6‰。
3.如权利要求2所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于：所述阳离子聚丙烯酰胺以液体形式投加，液体中阳离子聚丙烯酰胺的质量浓度为1‰-3‰。
4.如权利要求1所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于：所述超声处理的超声波频率为20-30kHz，功率为20-50W，作用时间为30-120s。
5.如权利要求1所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于：所述高压隔膜板框压滤机的压榨压力为1-2Mpa。
6.如权利要求5所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于，脱水后的污泥含水率为50-55％。
7.如权利要求1所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于，所述吸水材料为聚丙烯酸钠，投加比例为污泥干物质的1％-3％。
8.如权利要求1所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于，所述吸波材料为活性炭粉末、碳化硅粉末或四氧化三铁粉末的一种或多种，投加比例为污泥干物质的1％-5％。
9.如权利要求1至8任一项所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于，步骤S4中，通过圆盘造粒或挤压进行造粒，造粒形状为圆球状、圆柱状、棒状或不规格团粒状，造粒粒径为5-20mm。
10.如权利要求9所述的超声-微波联用的污泥减量化方法，其特征在于，微波反应器中，控制微波输出功率为600-900w，反应器的温度为150-300℃，作用时间为10-30min。
发明内容
针对现有剩余污泥机械脱水效率低，热干化存在能耗高，热效率低等问题，本发明提供一种超声-微波联用的污泥减量化方法。
为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种超声-微波联用的污泥减量化方法，包括如下步骤：
S1、利用化学调理剂对污水处理厂剩余污泥进行调质处理；
S2、将所得调质处理后的污泥送入超声反应器进行超声处理；
S3、超声处理后的污泥经过高压隔膜板框压滤机进行机械脱水；
S4、将脱水后污泥与吸水材料、吸波材料充分混合，进行造粒；
S5、将所得污泥颗粒输送至微波反应器进行干燥，得干燥的污泥颗粒。
进一步地，步骤S1中，所述化学调理剂为阳离子聚丙烯酰胺，投加量为污泥干物质的3‰-6‰。
进一步地，所述阳离子聚丙烯酰胺以液体形式投加，液体中阳离子聚丙烯酰胺的质量浓度为1‰-3‰。
进一步地，步骤S2中，所述超声处理的超声波频率为20-30kHz，功率为20-50W，作用时间为30-120s。通过超声强化，提升化学调理的反应效率，打散污泥EPS，释放部分结合水，提高脱水性能。
进一步地，步骤S3中，所述高压隔膜板框压滤机的压榨压力为1-2Mpa。通过机械脱水脱去绝大部分的空隙水、毛细水和部分吸附水、结合水，使污泥滤饼的含水率显著下降。
进一步地，脱水后的污泥含水率为50-55％。
进一步地，步骤S4中，所述吸水材料为聚丙烯酸钠，投加比例为污泥干物质的1％-3％。
进一步地，步骤S4中，所述吸波材料为活性炭粉末、碳化硅粉末或四氧化三铁粉末的一种或多种，投加比例为污泥干物质的1％-5％。
进一步地，步骤S4中，通过圆盘造粒或挤压进行造粒，造粒形状为圆球状、圆柱状、棒状或不规格团粒状，造粒粒径为5-20mm。
进一步地，步骤S5中，微波反应器中，控制微波输出功率为600-900w，反应器的温度为150-300℃，作用时间为10-30min。经过超声处理和机械脱水后，进一步地通过微波干化，污泥中的水分被带出，得到干燥的污泥颗粒，实现污泥减量化，产生的蒸汽进入干燥系统进行除湿并回用于微波干化。
相对于现有技术，本发明提供的超声-微波联用的污泥减量化方法具有如下优势：
(1)本发明采用超声波处理强化化学调理的效果，同时，超声波处理产生水力空化作用，海绵效应等，破坏污泥絮体和细菌细胞壁，释放污泥内部结合水，提高污泥脱水性能，提高机械脱水效率，便于后续污泥的处理处置。
(2)本发明针对大多数的生物质原材料吸收微波的能力较弱，造成微波利用效率低的问题，引入吸波材料，在吸波材料表面产生热效应和放电效应，形成局部“热点”，提高微波利用效率，降低能耗。
(3)本发明充分混合吸水材料，吸波材料和脱水污泥，并进行造粒。通过造粒使吸波材料和污泥均匀分布，避免局部聚集形成的热点分布不均匀。同时，球团结构能够提高后续微波热干化的效率。
(4)本发明采用微波加热的方式干化污泥。微波加热将微波能直接转化为热能，加热更为均匀，能量损失小，缩短加热时间。另外，微波处理还可以促进污泥EPS行降解、转化，促进溶胞及碳、氮、磷的释放，催化降解难溶性有机物质，处理后的污泥更安全。
综上所述，本发明提供的超声-微波联用的污泥减量化方法，技术可行，工艺简单，操作方便，高效节能，具有一定的社会效应和经济价值。
（发明人：朱巧红;高卫民;冉景;程寒飞）
