申请日2016.01.07
公开(公告)日2016.04.13
IPC分类号B09B3/00; B09B5/00
摘要
本发明公开了一种造纸生化污泥的综合处理方法，属环境保护及造纸污泥的资源化利用领域。包括：生化污泥的酸化、酸化后的生化污泥与粉煤灰混合处理、原位构建芬顿氧化反应体系、压滤、焚烧发电以及粉煤灰和压滤液的收集回用。本发明通过烟气和粉煤灰回用、有机酸调节、滤饼骨架的粉煤灰构建、原位芬顿氧化反应等技术环节，实现生物污泥胞外聚合物的高效氧化降解、污泥滤饼层的粉煤灰辅助构建，实现了污泥脱水的高效性、污泥的高干度，以及造纸污泥的高效利用，克服了现有常规氧化钙/有机絮凝剂污泥调理剂的压滤中存在的粘网、脱水干度低，生产成本高等方面存在的缺陷，可广泛应用于污水生化处理与污泥焚烧一体化的行业和企业中。
权利要求书
1.一种造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)生化污泥酸化处理;
(2)将粉煤灰添加至步骤1中的酸化污泥中进行酸化改性;
其中，所述粉煤灰是造纸厂焚烧炉高温烟气中悬浮颗粒通过集尘器捕集得到的;
(3)向酸化改性的粉煤灰污泥体系中渐次加入亚铁盐和过氧化氢，并进行芬顿反应氧化破除生化污泥中的胞外聚合物;
(4)污泥压滤、造粒，并与粉煤进行混合焚烧;
其中，步骤(1)、步骤(2)可以循序或者同时进行。
2.如权利要求1造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生化污泥酸化处理是通过回收焚烧烟气中的酸性气体来调节生化污泥体系的pH值至3-5;所述生化污泥含水量含水率96%-99%。
3.如权利要求2造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，通过添加低值有机酸来满足生化污泥体系的pH值为3-5;所述的低值有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸以及其相应的羟基羧酸、二元酸中的一种或几种。
4.如权利要求1造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粉煤灰的添加量为30kg-200kg/t生化污泥，搅拌处理20-60min。
5.如权利要求1造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，步骤(3)中，加入亚铁盐用量为0.8-4kg/t生化污泥，搅拌反应20-60min;并缓慢加入双氧水，用量为0.3-1.5kg/t生化污泥，搅拌反应30-90min。
6.如权利要求5造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁或者硫酸亚铁铵;所述双氧水的浓度为30%。
7.如权利要求1造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，在步骤3中，添加有机絮凝剂0.5-1kg/t生化污泥。
8.如权利要求7造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺、淀粉、纤维素、壳聚糖以及各自的改性产品的一种或者几种。
9.如权利要求1造纸生化污泥的综合处理方法，其特征在于，步骤 (4)中，生化污泥的压滤出口干度为≥50%;污泥与粉煤混合焚烧的绝干质量比为1∶4-1∶10。
说明书
一种造纸生化污泥的综合处理方法
技术领域
本发明涉及造纸污泥的资源化利用技术领域，尤其涉及一种造纸生化污泥的综合处理方法。
背景技术
随着环保意识的日益提高，水污染控制和循环回用技术得到广泛应用。生化法处理污水主要是利用微生物选择性降解水中可溶性和部分不溶性有机物，具有成本低、二次污染少等优点，成为污水处理流程中的重要环节。然而，微生物代谢中产生大量的活性污泥，活性污泥的主要成分是以胞外聚合物(EPS)为骨架的亲水性有机聚集体，具有颗粒细小、结构疏松、表面积大、高度亲水、含水率高(95%-99.5%)等特点，对后续污泥的处理、处置和资源化利用带来不便。
目前，污泥的脱水技术主要是物理化学调理和机械压榨技术，例如，聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、粉煤灰、生石灰、或者木屑、甘蔗渣等农业废弃物等，可以改善生化污泥的表面特性，提升其脱水性能;同时，重组污泥的刚性骨架，提高污泥在压滤过程中的抗压性，保证水分子流通和去除的通道。另外，也可以通过物理化学方法破坏胞外聚合物(EPS)结构，释放污泥中大量的结构水、吸包水和晶胞水变成间隙水，提高污泥的脱水性。
造纸厂生化污泥的处理技术主要是絮凝脱水和焚烧发电，从而就地消化生化污泥，实现污泥的资源化利用。污水的絮凝脱水技术主要集中在生石灰、熟石灰或者高分子絮凝剂，出泥含水率可达到60%以下。但是也存在一些问题，诸如高压压滤粘网、运行成本高、有机絮凝剂易产生二次污染等技术、成本和环境问题，影响了造纸厂生化污泥的资源化利用。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种通过回用锅炉燃烧中产生的酸性烟气和粉煤灰，并结合酸性改性粉煤灰的高吸附性，原位构建高效芬顿反应体系，氧化生化污泥中的菌胶团，并进行压滤和焚烧发电的造纸生化污泥的综合处理方法。
一种造纸生化污泥的综合处理方法，包括以下步骤：
(1)生化污泥酸化处理;
(2)将粉煤灰添加至步骤1中的酸化污泥中进行酸化改性;
其中，所述粉煤灰是造纸厂焚烧炉高温烟气中悬浮颗粒通过集尘器捕集得到的;
(3)向酸化改性的粉煤灰污泥体系中渐次加入亚铁盐和过氧化氢，并进行芬顿反应氧化破除生化污泥中的胞外聚合物;
(4)污泥压滤、造粒，并与粉煤进行混合焚烧;
其中，步骤(1)、步骤(2)可以循序或者同时进行。
进一步地，如上造纸生化污泥的综合处理方法，步骤(1)中，所述生化污泥酸化处理是通过回收焚烧烟气中的酸性气体来调节生化污泥体系的pH值至3-5;所述生化污泥含水量含水率96%-99%。
进一步地，如上造纸生化污泥的综合处理方法，通过添加低值有机酸来满足生化污泥体系的pH值为3-5;所述的低值有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸以及其相应的羟基羧酸、二元酸中的一种或几种。
进一步地，如上造纸生化污泥的综合处理方法，步骤(2)中，所述粉煤灰的添加量为30kg-200kg/t生化污泥，搅拌处理20-60min。
进一步地，如上造纸生化污泥的综合处理方法，步骤(3)中，加入亚铁盐用量为0.8-4kg/t生化污泥，搅拌反应20-60min;并缓慢加入双氧水，用量为0.3-1.5kg/t生化污泥，搅拌反应30-90min。
进一步地，如上造纸生化污泥的综合处理方法，所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁或者硫酸亚铁铵;所述双氧水的浓度为30%。
进一步地，如上造纸生化污泥的综合处理方法，在步骤3中，添加有机絮凝剂0.5-1kg/t生化污泥。
进一步地，如上造纸生化污泥的综合处理方法，所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺、淀粉、纤维素、壳聚糖以及各自的改性产品的一种或者几种。
进一步地，如上造纸生化污泥的综合处理方法，步骤(4)中，生化污泥的压滤出口干度为≥50%;污泥与粉煤混合焚烧的绝干质量比为1∶4-1∶10。
本发明的积极效果如下：
与现有的造纸生化污泥综合处理技术相比，本发明的优点是通过低值有机酸和酸性烟气回用，对生化污泥进行酸法预处理，然后通过粉煤灰回用，构筑生化污泥骨架，并通过粉煤灰强化的芬顿反应，氧化破解生化污泥中的菌胶团，减少污泥与间隙水、结合水等水分子的结合力，实现生化污泥的高效脱水和焚烧。克服了污泥资源化利用中存在的污泥脱水性差、压滤易粘网、有机絮凝剂使用易产生二次污染等缺点。本发明提供的造纸生化污泥的综合处理方法，应用于锅炉的焚烧发电，实现了工业粉煤灰和生化污泥的资源化利用，同时可广泛应用于污水生化处理和热电厂一体化的行业企业。