一种基于污泥氧化和构建骨架的调理剂及污泥调理方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，尤其涉及一种基于污泥氧化和构建骨架的调理剂及污泥调理方法。

背景技术

目前，随着国家对污水收集率的要求越来越高，污水处理量随之增加，进而会产生巨大的剩余污泥量。污水厂排出的剩余污泥含水率在99％以上，即使经过浓缩之后也在98％左右。污泥的成分复杂，含有致病微生物、寄生虫及有毒有害物质。如若处理处置不当，势必造成环境的再次污染。为此国家出台的《水污染防治行动计划》明确规定：污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置。污水处理厂污泥一般采用机械脱水，实际生产中机械脱水压力有限，未经处理的污泥脱水后含水率也仅降到75％。主要由于污泥的可压缩性较差，同时污泥胞外聚合物质(EPS)含量高，细胞内的束缚水(间隙水、毛细水、结合水)即使在很高的压力下也难以从污泥中去除。因此，需要通过污泥调理，改善脱水过程中压缩性能和降解性能，提高机械脱水效率，利用机械进行深度脱水进行减量。如果用传统的调理方法调理污泥，污泥的可压缩较低，污泥细胞及污泥中的有机物质会阻塞滤布的空隙；同时无机调理剂会降低污泥的有机质含量，不利于后续的焚烧、碳化和资源化利用等处置过程。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统的调理方法调理污泥，加之污泥的高压缩性，污泥的可压缩程度较低，污泥细胞及污泥中的有机物质会阻塞滤布的空隙；同时无机调理剂会降低污泥的有机质含量，不利于后续的焚烧、碳化和资源化利用等处置过程。

解决以上问题及缺陷的难度为：污泥中胞外聚合物质含量高，污泥表面容易附着水分，同时细胞间也有较多束缚水，在此状态下，污泥中固液分离效果不理想，若脱水装置滤布和泥饼之间空隙被堵塞，污泥处于一个难以压缩的状态，即使使用较高的压力，水分依然难以释放。同时，大量的无机调理剂会增加污泥中无机物质含量，降低了热值。解决以上问题及缺陷的意义为：破坏污泥中的胞外聚合物质，释放束缚水，降低污泥细胞的亲水性，优化污泥泥水分离效果。增加污泥的之间和滤布内的水分通道，水分能够在较高压力下通过泥饼和滤布达到良好的脱水效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于污泥氧化和构建骨架的调理剂及污泥调理方法。本发明解决了污泥可压缩性差、污泥中有机质容易堵塞滤布造成脱水困难的缺点，提供一种降低污泥脱水后泥饼含水率、提高污泥可压缩性及增加污泥热值的调理剂和调理方法。

本发明是这样实现的，一种基于污泥氧化和构建骨架的调理剂，所述基于污泥氧化和构建骨架的调理剂由氧化剂、活化剂和构建骨架材料组成；氧化剂的重量比为绝干污泥量的10％～15％；玉米秸秆粉末的重量比为绝干污泥量的30％～40％。

进一步，所述氧化剂为单过硫酸氢钾粉末，构建骨架材料为玉米秸秆粉末。

进一步，所述玉米秸秆粉末粒径为30目～40目。

本发明的另一目的在于提供一种使用所述基于污泥氧化和构建骨架的调理剂的污泥调理方法，所述污泥调理方法，包括：

步骤一，将污泥加入热解搅拌池中；

步骤二，向搅拌池的污泥中加入单过硫酸氢钾；同时进行搅拌；

步骤三，加入构建骨架材料，进行搅拌；

步骤四，将搅拌均匀的污泥进行机械脱水。

进一步，所述步骤一具体包括：将含水率为96％～97％的污泥加入到污泥热解搅拌池中，热解池可利用工业冷却水加热至一定温度，在利用其它方式加热至70～80℃。

进一步，所述步骤二中，搅拌为以150转/分钟的搅拌速度搅拌15分钟。

进一步，所述步骤二中，加入的单过硫酸氢钾的重量比为绝干污泥量的10％～15％。

进一步，所述步骤三中，加入的构建骨架材料为重量比为绝干污泥量的30％～40％、粒径为30～40目的玉米秸秆粉末。

进一步，所述步骤三中，搅拌为以100转/分钟的搅拌速度搅拌15分钟。

进一步，所述步骤四中，进料压力为0.5MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力为1.6MPa的板框压滤机。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明利于加热方式活化单过硫酸钾，相当于调理池。本发明的基于污泥氧化和构建骨架的调理剂可破坏污泥的胞外聚合物质结构和细胞壁，在污泥脱水过程中提供骨架结构，从而提高污泥的沉降性和可压缩性。本发明的污泥调理方法采用基于污泥氧化和构建骨架的调理剂，提高了污泥的沉降性和可压缩性，配合机械脱水，使脱水污泥含水率降低至58％以下；同时提高了脱水后污泥的热值，利于污泥的焚烧等处置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于污泥氧化和构建骨架的污泥调理方法流程图。

图2是本发明实施例提供的污泥毛细吸吮时间(CST)的变化示意图。

图3是本发明实施例提供的污泥比阻(SRF)的变化示意图。

图4是本发明实施例提供的污泥高热值的变化示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于污泥氧化和构建骨架的调理剂及污泥调理方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明实施例提供的基于污泥氧化和构建骨架的调理剂，包括氧化剂、活化剂和构建骨架材料；其中，氧化剂为单过硫酸氢钾粉末，单过硫酸氢钾粉末的重量比为绝干污泥的10％～15％；构建骨架材料为玉米秸秆粉末，构建骨架材料为重量比为绝干污泥量的30％～40％、粒径为30目～40目的玉米秸秆粉末。

本发明实施例提供的基于污泥氧化和构建骨架的污泥调理方法，包括：

S101：将污泥加入热解搅拌搅拌池中，并加热至80℃。

S102：向搅拌池的污泥中加入单过硫酸氢钾；同时进行搅拌。

S103：加入构建骨架材料，进行搅拌。

S104：将搅拌均匀的污泥进行机械脱水。

作为优选，步骤S101具体包括：将含水率为96％～97％的污泥加入到污泥搅拌池中。

作为优选，步骤S102中搅拌为以150转/分钟的搅拌速度搅拌15分钟。

作为优选，步骤S102中加入的单过硫酸氢钾的重量比为绝干污泥量的10％～15％，。

作为优选，步骤S103中加入的构建骨架材料为重量比为绝干污泥量的30％～40％、粒径为30～40目的玉米秸秆粉末。

作为优选，步骤S103中的搅拌为以100转/分钟的搅拌速度搅拌15分钟。

作为优选，步骤S104中包括进料压力为0.5MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力为1.6MPa的板框压滤机。

作为优选，步骤S104中经机械脱水后的污泥含水率为58％以下。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1

本实施例利用基于污泥氧化和构建骨架的调理剂的调理方法包括以下步骤：

(1)将含水率为96％的污泥加入到污泥热解搅拌池中，加热至80℃。

(2)加入绝干污泥量10％的过二硫酸钠粉末和绝干污泥量4％的氯化铁固体，然后在150转/分钟的搅拌速度搅拌15分钟。

(3)加入绝干污泥量30％、粒径为30目的玉米秸秆粉末，然后在100转/分钟的搅拌速度下搅拌15分钟。

(4)将搅拌均匀的污泥进行机械脱水，板框压滤机滤池为0.3m*0.3m，进泥泵进料压力为0.5MPa，板框压滤机压榨压力为1.6MPa。脱水时间为20分钟。

经过机械脱水后，脱水泥饼含水率为56.8％。

实施例2

本实施例利用基于污泥氧化和构建骨架的调理剂的调理方法包括以下步骤：

(1)将含水率为97％的污泥加入到污泥热解搅拌池中，加热至80℃。

(2)加入绝干污泥量12％的单过硫酸氢钾粉末，然后在150转/分钟的搅拌速度搅拌15分钟。

(3)加入绝干污泥量30％、粒径为40目的玉米秸秆粉末，然后在100转/分钟的搅拌速度下搅拌15分钟。

(4)将搅拌均匀的污泥进行机械脱水，板框压滤机滤池为0.3m*0.3m，进泥泵进料压力为0.5MPa，板框压滤机压榨压力为1.6MPa。脱水时间为20分钟。

经过机械脱水后，脱水泥饼含水率为57.2％。

实施例3

本实施例利用基于污泥氧化和构建骨架的调理剂的调理方法包括以下步骤：

(1)将含水率为96％的污泥加入到污泥热解搅拌池中。

(2)加入绝干污泥量15％的单过硫酸氢钾粉末和绝干污泥量5％的硫酸亚铁粉末，然后在150转/分钟的搅拌速度搅拌15分钟。

(3)加入绝干污泥量40％、粒径为30目的玉米秸秆粉末，然后在100转/分钟的搅拌速度下搅拌15分钟。

(4)将搅拌均匀的污泥进行机械脱水，板框压滤机滤池为0.3m*0.3m，进泥泵进料压力为0.5MPa，板框压滤机压榨压力为1.6MPa。脱水时间为20分钟。

经过机械脱水后，脱水泥饼含水率为55.5％。

实施例4

本实施例利用基于污泥氧化和构建骨架的调理剂的调理方法包括以下步骤：

(1)将含水率为97％的污泥加入到污泥搅拌池中，加热至80℃。

(2)加入绝干污泥量15％的单过硫酸氢钾粉末，然后在150转/分钟的搅拌速度搅拌15分钟。

(3)加入绝干污泥量40％、粒径为40目的玉米秸秆粉末，然后在100转/分钟的搅拌速度下搅拌15分钟。

(4)将搅拌均匀的污泥进行机械脱水，板框压滤机滤池为0.3m*0.3m，进泥泵进料压力为0.5MPa，板框压滤机压榨压力为1.6MPa。脱水时间为20分钟。

经过机械脱水后，脱水泥饼含水率为54.9％。

本发明还可以将80℃活化方式换总量比为绝干污泥的3～6％成硫酸亚铁和总量比为绝干污泥的2～4％的氯化铁。80℃污泥温度，可利用部分冷却废水加热。过二硫酸钠和单过硫酸钾可以等量互换。

综上所述，本发明采用基于污泥氧化和构建骨架的调理剂对污泥进行调理，该调理剂包括氧化剂、活化剂和构建骨架材料，该基于污泥氧化和构建骨架的调理剂可破坏污泥的胞外聚合物质结构和细胞壁，同时在污泥脱水过程中提供骨架结构，从而提高污泥的沉降性和可压缩性。最后经过板框压滤机进行脱水，脱水泥饼含水率可降低至58％以下，可提高污泥的热值，不影响后续处置。

图2是本发明提供的污泥毛细吸吮时间(CST)的变化；图3是本发明提供的污泥比阻(SRF)的变化；图4是本发明提供的污泥高热值的变化。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。