申请日2016.07.15
公开(公告)日2017.03.08
IPC分类号C02F11/00; C02F11/04
摘要
本实用新型提供了一种新型资源化污泥处理系统，属于污泥处理技术领域，污泥预处理单元包括依次连接的污泥储仓、调节装置和无机盐溶解装置;分离单元包括无机盐提取装置和除砂装置;有机物处置单元包括依次连接的有机质污泥溶液储池、脱水装置、干化装置和焚烧装置;无机物处置单元包括依次连接的无机质溶液储池、一次沉淀装置和一次沉淀过滤装置，一次沉淀装置与二次沉淀装置相连，二次沉淀装置与二次沉淀过滤装置相连;污水处置单元包括污水储池和污水处理系统。本实用新型将污泥中无机质和有机质有效分离并分别利用，在污泥资源化和减量化的同时还可做到污泥的无害化处置，达到清洁生产的目的，产生显著的经济、社会和环境效益。
权利要求书
1.一种新型资源化污泥处理系统，其特征在于，包括污泥预处理单元、分离单元、有机物处置单元、无机物处置单元和污水处置单元，
所述污泥预处理单元包括依次连接的污泥储仓(1)、调节装置(2)和无机盐溶解装置(3)，所述无机盐溶解装置(3)上连接无机盐溶解剂储罐(4);
所述分离单元包括无机盐提取装置(5)和除砂装置(6)，所述无机盐提取装置(5)至少为一个，并依次相连，所述无机盐提取装置(5)与无机盐溶解装置(3)相连;
所述有机物处置单元包括有机质污泥溶液储池(7)，所述有机质污泥溶液储池(7)与除砂装置(6)相连;
所述无机物处置单元包括依次连接的无机质溶液储池(11)、一次沉淀装置(121)和一次沉淀过滤装置(131)，所述无机质溶液储池(11)与无机盐提取装置(5)相连，所述一次沉淀装置(121)与二次沉淀装置(122)相连，所述二次沉淀装置(122)与二次沉淀过滤装置(132)相连，以此类推，N-1次沉淀装置与N次沉淀装置相连，所述N次沉淀装置与N次沉淀过滤装置相连，N≥2;
所述污水处置单元包括污水储池(14)和污水处理系统(15)，所述污水储池(14)与无机物处置单元相连，所述污水处理系统(15)分别与调节装置(2)和无机盐提取装置(5)相连。
2.根据权利要求1所述的一种新型资源化污泥处理系统，其特征在于，所述有机物处置单元还包括：脱水装置(8)，所述脱水装置(8)分别与有机质污泥溶液储池(7)和污水储池(14)相连。
3.根据权利要求2所述的一种新型资源化污泥处理系统，其特征在于，所述有机物处置单元还包括：干化装置(9)和焚烧装置(10)，所述干化装置(9)与脱水装置(8)相连，所述焚烧装置(10)与干化装置(9)相 连。
4.根据权利要求1所述的一种新型资源化污泥处理系统，其特征在于，所述一次沉淀过滤装置(131)与二次沉淀装置(122)相连，所述二次沉淀过滤装置(132)与三次沉淀装置(123)相连，以此类推，N-1次沉淀过滤装置(13n-1)与N次沉淀装置(12n)相连，N次沉淀过滤装置(13n)与污水储池(14)相连。
5.根据权利要求1所述的一种新型资源化污泥处理系统，其特征在于，所述一次沉淀过滤装置(131)与污水储池(14)相连，所述二次沉淀过滤装置(132)与污水储池(14)相连，以此类推，N次沉淀过滤装置(13n)与污水储池(14)相连。
6.根据权利要求1所述的一种新型资源化污泥处理系统，其特征在于，所述无机盐提取装置(5)包括：液混池(51)和澄清池(52)，所述液混池(51)设置于每个无机盐提取装置(5)的前端，所述澄清池(52)设置于每个无机盐提取装置(5)的后端。
7.根据权利要求6所述的一种新型资源化污泥处理系统，其特征在于，所述澄清池(52)底部为一个或多个锥形结构的储泥槽(521)，所述储泥槽(521)的底部设有污泥泵(53)。
8.根据权利要求6所述的一种新型资源化污泥处理系统，其特征在于，所述无机盐提取装置(5)还包括：沉降装置(522)，所述沉降装置(522)设置于澄清池(52)中用于固液分离。
说明书
一种新型资源化污泥处理系统
技术领域
本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体是一种新型资源化污泥处理系统。
背景技术
随着近年来污水处理排放标准的提高，传统的污水厂生化处理工艺已经无法满足总磷的排放要求，同时考虑到成本因素，多数水厂采用化学除磷的方法，在处理工艺中加入大量铁盐或铝盐絮凝剂，使水厂活性污泥中混入了大量的无机金属盐，进而使混合污泥中的有机质成分降低，最终导致在污水厂的污泥当中，无机盐类占到干污泥组分的35%甚至更多，给污泥的后续处理处置带来诸多问题。例如，污泥中有机成分的降低导致了厌氧消化与好氧堆肥处理效率的降低，污泥中无机成分较多导致污泥干基热值的降低亦使得污泥的干化焚烧成本大幅增加等等。另外，对于城市给水厂，在处理工艺中因需要去除水中的悬浮物，同样会投入大量絮凝剂，导致给水厂污泥中含有大量无机金属盐，后续难以高效资源化。
污泥中的重金属可以通过固定化或稳定化，通过改变污泥中重金属的化学形态使其从不稳定形态到稳定形态，降低重金属的活性，达到污泥无害化。但是此种方法只能起到缓解作用，不能从根本上消除重金属对土壤的污染，随着环境条件的变化和时间的推移，重金属仍会进入环境造成污染。只有将污泥中的有害物质去除，才能放心将污泥制成的肥料施用于园林或农田中。并且，将污泥中的重金属、无机盐等不利于堆肥的元素提取出来，通过简单处理加以利用，才是真正的实现了污泥的资源化利用。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提供一种无害化，减量化，资源化，能够有效分离污泥中的无机盐，提高无机盐和有机物的利用率，实现污泥的资源化利用的新型资源化污泥处理系统。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种新型资源化污泥处理系统，包括污泥预处理单元、分离单元、有机物处置单元、无机物处置单元和污水处置单元，
所述污泥预处理单元包括依次连接的污泥储仓、调节装置和无机盐溶解装置，所述无机盐溶解装置上连接无机盐溶解剂储罐;
所述分离单元包括无机盐提取装置和除砂装置，所述无机盐提取装置至少为一个，并依次相连，所述无机盐提取装置与无机盐溶解装置相连;
所述有机物处置单元包括有机质污泥溶液储池，所述有机质污泥溶液储池与除砂装置相连;
所述无机物处置单元包括依次连接的无机质溶液储池、一次沉淀装置和一次沉淀过滤装置，所述无机质溶液储池与无机盐提取装置相连，所述一次沉淀装置与二次沉淀装置相连，所述二次沉淀装置与二次沉淀过滤装置相连，以此类推，N-1次沉淀装置与N次沉淀装置相连，所述N次沉淀装置与N次沉淀过滤装置相连，(N≥2);
所述污水处置单元包括污水储池和污水处理系统，所述污水储池与无机物处置单元相连，所述污水处理系统分别与调节装置和无机盐提取装置相连。
进一步地，所述有机物处置单元还包括：脱水装置，所述脱水装置分别与有机质污泥溶液储池和污水储池相连。
进一步地，所述有机物处置单元还包括：干化装置和焚烧装置，所述干化装置与脱水装置相连，所述焚烧装置与干化装置相连。
进一步地，所述一次沉淀过滤装置与二次沉淀装置相连，所述二次沉淀过滤装置与三次沉淀装置相连，以此类推，N-1次沉淀过滤装置与N次沉淀装置相连，N次沉淀过滤装置与污水储池相连。
进一步地，所述一次沉淀过滤装置与污水储池相连，所述二次沉淀过滤装置与污水储池相连，以此类推，N次沉淀过滤装置与污水储池相连。
进一步地，所述无机盐提取装置包括：液混池(51)和澄清池，所述液混池设置于每个无机盐提取装置的前端，所述澄清池设置于每个无机盐提取装置的后端。
进一步地，所述澄清池底部为一个或多个锥形结构的储泥槽，所述储泥槽的底部设有污泥泵。
进一步地，所述无机盐提取装置还包括：沉降装置，所述沉降装置设置于澄清池中用于固液分离。
上述新型资源化污泥处理系统的处理方法，包括以下步骤：
a.将市政污水或工业污水或给水厂的污泥收集到一起，储存在污泥储仓中;
b.将污泥储仓中的污泥输送到调节装置中，经过一段混合均质过程，将污泥调节至含水率85%以上;
c.将含水率85%以上的污泥溶液泵入无机盐溶解装置，并向无机盐溶解装置中泵入无机盐溶解剂，经过搅拌将污泥中的无机盐溶出到液相中，同时去除胞外聚合物，得到的无机盐溶液的pH<3，停留时间为30min～90min;
d.经过预处理的污泥溶液通过无机盐提取装置进行无机盐提取，停留时间为20min～90min;
e.经无机盐提取装置提取的无机质溶液进入无机质溶液储池，沉淀的污泥进入除砂装置;
f.无机质溶液储池中的无机盐溶液进入一次沉淀装置进行沉淀反应，沉淀物经过一次沉淀过滤装置回收利用;一次沉淀装置中的上清液进入二次沉淀装置进行沉淀反应，沉淀物经过二次沉淀过滤装置回收利用;以此类推，将上一步骤中的上清液进入N次沉淀装置进行沉淀反应，沉淀物经过N次沉淀过滤装置回收利用，无机物处置单元产生的污水中和后进入污水储池，(N≥2);
g.步骤e中进入除砂装置的污泥经过除砂，有机污泥部分进入有机质污泥溶液储池，大颗粒固体泥砂可做建筑材料;
h.除砂后的有机污泥可直接用于厌氧产沼气，或作为碳源回收利用，或将有机污泥回用于污水厂;也可进入脱水装置进行下一步处理，经脱水后的有机污泥可进行堆肥，或处理后作为蚯蚓饲料;也可进入干化装置进行下一步处理，干化后的污泥可经过造粒作为生物燃料;也可进入焚烧装置进行下一步处理，焚烧后的产物可做建筑材料，焚烧产生热量可用于干化装置的热源;
i.整个系统中产生的污水进入污水储池，经过污水处理系统的处理，达到排放标准;
j.污水处理达标后，一部分回用于预处理的调节均质，一部分回用于无机盐提取，另一部分排放。
进一步地，所述步骤c中将污泥中的胞外聚合物去除。
进一步地，所述步骤c中的微生物细胞保留完好。
进一步地，所述步骤d中的无机盐提取的次数为1～7次。
进一步地，所述步骤d中每次提取加入水的质量为原污泥溶液质量的2～7倍。
进一步地，所述步骤h中除砂后的有机污泥中的微生物含量提高为原污泥的40%以上。
进一步地，所述步骤h中脱水后的污泥中重金属去除90%以上。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
(1)污泥进入本实用新型的污泥处理系统后，其产物为建筑材料、沼气、碳源、肥料、生物燃料、有用无机盐等可利用原料以及达标排放的污水，整个处理系统中的有益资源得到充分的利用;
(2)胞外聚合物去除预处理工艺在降低污泥粘度的同时，不破坏细胞结构，将微生物细胞的细胞质极大地保留在污泥固相中，使得分离单元产物中有机物成分得到最大限度的保留，提高污泥中有机物的利用率;
(3)无机质的多次沉淀工艺将污泥中无机部分的磷、铁、铝、铜、铬等无机盐全部利用起来，一方面解决了重金属阻碍有机污泥资源化利用的问题，另一方面提高了污泥中无机质的利用效率，即达到了资源的有效利用，又从根源上解决了有机污泥利用的二次污染问题;
(4)由于污泥的含水率非常高，在污泥处理过程中势必产生大量的废水，不经处理是不可以直接排放的;由于水量较大，若直接排到污水处理厂，势必增加污水处理厂的处理负荷，并且，由于本系统在预处理单元及分离单元都有用水需求，若将系统产生的废水加以处理，再应用到本系统中，既节约了购置新鲜水的成本，又减轻了污水处理厂的负荷，并且对环境不造成污染。
(5)本实用新型将污泥中无机质和有机质有效分离并分别利用，在污泥无害化和减量化的同时还可做到污泥的资源化处置，达到清洁生产的目的，产生显著的经济、社会和环境效益。