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广东新11选5预测:高效污泥調理及脫水方法

發布時間:2019-12-24 11:54:32  中國污水處理工程網

体彩新11选5技巧 www.hmbhb.com   申請日2019.09.17

  公開(公告)日2019.11.19

  IPC分類號C02F11/15; C02F11/02

  摘要

  本發明公開了一種污泥調理‑水平電場脫水的方法,該方法的主要步驟如下:(1)對污泥進行超聲處理;(2)調節污泥溫度、pH;(3)在污泥中投加硫桿菌、菱鐵礦、過硫酸鹽,混合均勻,進行一定時間的反應;(4)接入水平電場進行脫水。本發明組合了超聲破壞微生物細胞、硫桿菌促進菱鐵礦和過硫酸鹽氧化反應,激發硫酸根自由基的產生,形成Fe(II)的氧化還原循環,破解污泥結構,并聯合水平電場進行脫水,充分發揮各自優勢,產生協同效果,使調理后污泥含水率降至50‑70%。此調理方法步驟清晰,操作簡單,避免了投加過多菱鐵礦而生成過量的Fe2+,節約成本,脫水效果明顯,無二次污染。

  權利要求書

  1.一種污泥調理及脫水的方法,其特征在于聯合超聲破解與硫桿菌-菱鐵礦-過硫酸鹽氧化對污泥進行調理,然后進行污泥電脫水操作;硫桿菌一方面促進菱鐵礦與過硫酸鹽反應,激發硫酸根自由基的產生,另一方面硫桿菌可將Fe(III)還原為Fe(II),形成Fe(II)的氧化還原循環體系,節省化學試劑投加量;超聲對上述過程進行強化,實現污泥EPS的降解與細胞的破裂,其中的結合水轉化為自由水,提升了污泥電脫水效果。

  2.如權利要求1所述的方法,其特征在于污泥采用城市污水處理廠的剩余污泥、消化污泥中的一種或其混合物,含水率為96.00%-99.99%,污泥濃度為18-27g/L。

  3.如權利要求1所述的方法,其特征在于包括如下步驟:

  (1)將污泥進行超聲處理;

  (2)將污泥的溫度、pH調節到硫桿菌的適宜范圍;

  (3)向污泥中投加一定量的硫桿菌、菱鐵礦、過硫酸鹽,并進行一定時間的攪拌;

  (4)將調理后的污泥重力沉降,排出濾液;

  (5)打開電源,調節水平電場電壓,對污泥進行脫水處理。

  4.如權利要求3所述的步驟(1),其特征在于使用頻率20-100kHz的超聲波處理污泥30-60min。

  5.如權利要求3所述的步驟(2),其特征在于硫桿菌的適宜范圍如下:溫度為15-40℃、pH為5-7。

  6.如權利要求3所述的步驟(3),其特征在于調理過程中投加的硫桿菌、菱鐵礦、過硫酸鹽,硫桿菌投加量為0.02-0.10g/g TSS;菱鐵礦采用毫米到微米尺寸的顆粒,投加量為0.05-0.2g/g TSS;過硫酸鹽的投加量為0.2-0.4g/g TSS。

  7.如權利要求3所述的步驟(3),其特征在于機械攪拌的轉速設定為100-400r/min,攪拌時間為30-60min。

  8.如權利要求3所述的步驟(5),其特征在于水平電場脫水的電源電壓設定為20-60V,脫水時間為0.5-5h。

  9.如權利要求3所述的污泥調理脫水方法,其特征在于脫水后污泥的含水率可達50-70%。

  說明書

  一種高效的污泥調理及脫水方法

  技術領域

  一種高效的污泥調理及脫水方法,屬于環保技術領域。

  背景技術

  在我國,由于社會、經濟和城鎮化的快速發展,市政污水處理廠(WWTPs)生產了大量的污泥,預計到2020年污泥產量將突破6000萬噸/年。剩余污泥中含有大量的病原菌,重金屬和有機農藥,會對環境質量、人類健康帶來危害。污泥的處理處置已經成為嚴峻的環境問題。2015年我國頒布的《水污染防治行動計劃》針對污泥特別提出需要推進污泥處理處置,污水處理設施產生的污泥應進行減量化、穩定化、無害化和資源化,如何有效降低污泥含水率是污泥處理的關鍵環節。

  實現污泥減量的處理單元包括調理與脫水。其中,物理調理主要有微波、超聲、熱水解法等,微波和熱水解主要利用外加能量產生熱量,使得污泥粒子產生熱運動,細胞受熱破裂,釋放其中內部水。但是,一般高溫預處理過程,不僅能耗高,大大增加了預處理成本,而且高溫常常伴隨著惡臭氣體、有毒尾氣產生對環境造成二次污染。而超聲利用超聲波在液體內產生許多氣泡狀的微小空腔,空腔瞬時崩裂,使污泥菌膠團受到較大的剪切力破壞,從而釋放其中的有機物和水分,處理效果較好,無二次污染?;У骼硎遣捎沒鎦?藥劑)改善污泥脫水性能,操作簡單,效果穩定,操作成本較低,是目前廣泛應用的一種方法。生物調理是采用微生物或微生物代謝產物對污泥進行調理的新技術,利用廢棄污泥中的碳、氮、磷等成分為生長基質,以達到污泥減量和破壞污泥高孔隙結構的效果。一般而言,單一調理的作用效果有限,因此,將不同調理方法進行聯合將是提高污泥脫水性能將是一種選擇。本發明采用物理調理聯合化學調理,可以更進一步的破解EPS和污泥內部細胞,釋放更多的結合水并將其轉化為自由水。

  現有的污泥脫水方法可分為自然干燥、熱干化、機械脫水和電脫水四類。自然干燥法是利用污泥顆粒的重力作用和自然蒸發作用實現泥水的分離,其占地面積大,對周圍居民環境等影響嚴重。熱干化技術是指利用加熱使污泥中水分蒸發,達到泥水分離的效果,但工藝設備復雜,操作要求及能耗高?;低閹繆顧豕?、重力沉降、離心作用等可有效去除污泥的自由水,但間隙水、表面水、水合態水卻難以去除。在脫水過程中,隨著自由水的脫除,顆?;岫鴉詮私櫓噬系賈陸櫓實畝氯?,影響脫水的進一步進行。電脫水利用外加電場增強污泥脫水性能的方法,水的脫除發生在每一個絮凝體顆粒的內、外表面,間隙水和自由水同時被脫除,顆粒密度均勻地增大,可有效提高脫水效率。

  公開號為CN 109665692 A的中國專利申請公開了一種基于水熱條件下芬頓試劑氧化剩余污泥調理方法。此專利是將一定含水率的剩余污泥和芬頓試劑輸入到高壓反應釜中,調節反應溫度、反應時間、初始pH進行水熱氧化反應,而后對調理后的污泥進行脫水。此專利利用兩種強氧化反應條件聯合調理污泥,改善了污泥的脫水性能,大大降低了污泥體積。但此專利是在高溫高壓條件下進行,不僅能耗消耗較大,而且高溫常伴隨惡臭氣體、有毒尾氣的問題,較為危險。芬頓試劑要在pH<3的條件下生成羥基自由基,反應條件較為苛刻,且不利于污泥的后續處理容易造成二次污染;而且過氧化氫是一種具有氧化性的液體,易于分解,不容易儲存和運輸。

  公開號為CN 109485229 A的中國專利申請公開了一種污泥深度調理脫水同時回收調理活化劑的方法。此專利是將污泥先進行pH調理,再加入零價鐵混合物和過一硫酸氫鉀復合鹽進行污泥熱處理,處理后的污泥通過磁性分離使得其中的零價鐵回收利用,調理后的污泥進行脫水。此專利基于自由基化學活化聯合熱活化協同調理污泥,可實現活化劑的回收利用,但此方法調理劑采用了零價鐵,由于零價鐵有高表面能,所以在空氣中的穩定性很差,而且此方法需要投加零價鐵量較大,占污泥干重的25-27%,成本較高,并且調理后的污泥脫水性能不是很好。

  因此,本發明旨在針對現有技術存在的問題提供一種反應條件簡單、試劑穩定且方便儲存與運輸、成本低、無二次污染的高效調理污泥脫水的方法。

  發明內容

  本發明的目的是針對現有技術存在的問題提供一種高效污泥調理脫水的方法,該調理方法通過超聲處理污泥,破壞污泥內部細胞。隨后通過硫桿菌一方面促進菱鐵礦與過硫酸鹽反應,生成更多的硫酸根自由基,另一方面硫桿菌可將Fe(III)還原為Fe(II),形成Fe(II)的氧化還原循環體系,不需要投加更多試劑的同時使污泥絮體表面的EPS發生氧化和破碎,釋放出EPS和污泥細胞內部的大量結合水,使得結合水轉化為自由水,同時與水平電場耦合,實現污泥脫水。該污泥調理脫水的方法反應條件簡單、試劑方便儲存與運輸、同時可有效降低污泥含水率,實現污泥減量化,便于后續的處理處置。

  為了達到上述目的,本發明通過物理調理、污泥預處理、化學調理、污泥脫水等主要步驟來實現:

  (1)物理調理:將污泥進行超聲處理,調節到適宜的超聲頻率;

  (2)污泥預處理:將污泥的溫度、pH調節到硫桿菌的適宜范圍;

  (3)化學調理:向污泥中投加一定量的硫桿菌、菱鐵礦、過硫酸鹽,混合均勻,并進行一定時間的攪拌;

  (4)污泥脫水:調節水平電場電壓,對污泥進行脫水處理。

  其中,污泥調理脫水技術如圖1所示。

  尤其是,步驟中所述的待調理脫水污泥為城市污水處理廠的剩余活性污泥、消化污泥中的一種或其混合污泥,含水率為96.00%-99.99%,優選為97.50%-98.50%,污泥濃度為18-27g/L之間,優選為18-20g/L。

  特別是,步驟(1)中物理調理要調節到適宜的超聲頻率,頻率一般為20-100kHz,優選5k-10kHz。

  特別是,步驟(2)中調節污泥溫度、pH到硫桿菌適宜生存的范圍,溫度為15-40℃,優選25-30℃;pH為5-7,優選6-7。

  尤其是,步驟(3)中所述的調理劑為菱鐵礦和過硫酸鹽,菱鐵礦粒徑處于毫米到微米級,優選0.5-1.0mm,投加量為0.05-0.2g/g TSS,優選0.05-0.1g/g TSS;過硫酸鹽優選為過過硫酸鉀或過硫酸氫鉀中一種或兩種配合,投加量為0.2-0.4g/g TSS,優選0.2-0.3g/gTSS。

  特別是,步驟(3)中將污泥中投加的硫桿菌、菱鐵礦、過硫酸鹽混合攪拌,攪拌時間為30-60min,優選為30-40min。

  尤其是,步驟(4)所述的污泥電脫水,水平直流電場電壓有效值設定20-60V,優選為20-40V;電場脫水時間設置在0.5-5h,優選為2-3h。

  本發明的污泥脫水方法具有如下優點:

  1.本發明的污泥調理脫水方法是一種聯合物理調理和化學調理的方法,可以充分發揮兩種調理的優勢,實現污泥的深度脫水。首先,物理調理破壞污泥內部細胞結構,隨后進行化學調理通過硫桿菌促進菱鐵礦與過硫酸鹽反應,產生更多的硫酸根自由基,破解污泥細胞,進一步釋放細胞內部部分結合水,并轉化為自由水。其次,在水平電場作用下,將污泥釋放出的水分脫除,提高脫水效果。

  2.本發明的污泥調理方法可以將菱鐵礦中Fe2+釋放出來,充分發揮菱鐵礦的價值,形成Fe(II)的氧化還原循環體系,節約試劑。

  3.本發明污泥調理過程反應條件溫和且適用范圍廣,對含水率為80%以上的污泥都適用。

  4.本發明污泥調理過程使用的材料性質穩定、方便儲存、無二次污染。

  5.本發明污泥調理過程所用的藥劑為固體藥劑,投加時直接投入固體粉末即可,無需配成溶液,簡單方便。

  6.本發明中污泥脫水過程采用的水平電場,可使污泥在電滲作用下脫除自由水和部分結合水,操作簡單,效果穩定。(發明人王毅力;李恩銳)

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