申请日2017.10.13
公开(公告)日2017.12.22
IPC分类号C02F11/00; C02F11/14; C02F11/12; C02F11/02; C02F11/04; C05G3/04; C02F101/20; C02F101/30
摘要
本发明提供的黑臭水体污泥的处理方法，通过如下步骤对黑臭水体污泥进行处理：搅拌→固液分离→浓缩→酸化→电解→固化→干化→发酵成有机肥，形成了一个完整的污泥处理链，并同时对过程中产生的废水和废气进行处理，能够确保处理过程中，任何环节都不会对环境造成二次污染，而且有针对性的进行固废、废气、废液处理，处理效果更好，能有效回收污泥，变废为宝。同时，本发明还提供一种污泥处理系统，在该处理系统中，每个单元之间能够非常好的相互配合，单元与单元之间的设置非常合理，通过选择适合各个单元中的工艺，即可达到非常好的处理效果。
权利要求书
1.一种黑臭水体污泥的处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、将黑臭水体泥浆搅拌均匀后，进行固液分离处理，收集所得污泥并添加高效浓缩剂进行浓缩;
b、加酸调整步骤a中所得浓缩后污泥的pH，调整至pH≤3，再向其中加入铁盐搅拌均匀，然后导入至电解液中进行电解;
c、将步骤b中电解处理后所得的混合物进行固液分离，收集分离所得污泥并添加石灰粉调节污泥的pH为6.5-8.0，然后搅拌使污泥固化，再将固化所得污泥进行干化处理，制得干泥饼。
2.根据权利要求1所述的黑臭水体污泥的处理方法，其特征在于：还包括以下步骤：
d、将步骤c中所得的干泥饼粉碎后，与em菌原液和发酵辅料混合并发酵制得有机肥。
3.根据权利要求1所述的黑臭水体污泥的处理方法，其特征在于：所述步骤a、b和c中产生的废气和废液经处理达标后，进行排放。
4.根据权利要求1所述的黑臭水体污泥的处理方法，其特征在于：所述步骤a中：高效浓缩剂的添加量为待浓缩污泥质量的1-3%;所述高效浓缩剂由海藻粉、丝瓜络、水泥和淀粉按5-10:12-15:15-20：25-35的质量比制备而成;
具体制备方法包括如下步骤：
(1)配置混合溶液：按体积比为7:93取1%氢氧化钠水溶液和2%乙醇水溶液配置成混合溶液;
(2)将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝并将丝瓜丝剪成1～1.5cm，将所得的丝瓜丝置于步骤(1)中制得的混合溶液中，在100℃温度下煮沸2h，然后过滤，收集滤渣并用蒸馏水反复洗涤，直到最后一次清洗液显示为中性为止，再将清洗好的滤渣在100℃下干燥5h;
(3)将步骤(2)中烘干后的滤渣与水泥、淀粉、海藻粉搅拌混合1.5～2.5h，即得高效浓缩剂。
5.根据权利要求1所述的黑臭水体污泥的处理方法，其特征在于：所述步骤b中：酸为盐酸、硫酸或硝酸;铁盐为FeCl3或Fe2(SO4)3，且添加的铁盐的质量与污泥的体积的比值为：0.6g-4.3g：1L;电解时间为10-30min。
6.根据权利要求1所述的黑臭水体污泥的处理方法，其特征在于：所述步骤c中：搅拌时间为20-40min;干化温度150-180℃，干化时间10-50min。
7.根据权利要求2所述的黑臭水体污泥的处理方法，其特征在于：所述步骤d中，干泥饼、em菌原液和发酵辅料的质量比为：2.5-3:0.1：1;发酵辅料按重量份包括如下成分：麦秆20-30份、玉米秸20-30份、稻壳10-15份、粉煤灰8-10份;
具体发酵方法包括如下步骤：
(1)备料：将各原料按重量配比进行均匀混合得到混合物料，加水使混合物料的含水率在55%～70%之间;
(2)初次发酵：将步骤(1)中所得的混合均匀的混合物料进行压实堆放，高度保持在0.5～0.8m之间，进行5～8天的厌氧发酵，保持发酵温度为50℃～60℃，期间不能翻堆;
(3)第二次发酵：当厌氧发酵结束，降温至30℃，进行2～3天的有氧发酵，保持发酵温度为30℃～35℃;每天翻堆2-3次，保持物料膨松，使之与空气进行充分接触;
(4)风干：将发酵后的物料散开风干，直到水分含量为18～30%，即制得有机肥。
8.一种采用权利要求1所述的黑臭水体污泥的处理方法进行污泥处理的污泥处理系统，其特征在于：包括依次连接的搅拌装置、固液分离装置Ⅰ、污泥浓缩池、酸化池、电解池、固液分离装置Ⅱ、固化池、压滤机和污泥干化机。
9.根据权利要求8所述的污泥处理系统，其特征在于：所述系统还包括对干化所得干泥饼进行改性处理的改性单元，所述改性单元包括粉碎机和有机肥发酵池，所述污泥干化机出泥口连接粉碎机进样端，所述粉碎机出样端连接有机肥发酵池进样端。
10.根据权利要求9所述的污泥处理系统，其特征在于：
所述系统还包括用于对过滤所得废液进行处理的废水处理单元;所述固液分离装置Ⅰ、固液分离装置Ⅱ、污泥浓缩池和压滤机出液端均连接废水处理单元进液端;
所述系统还包括用于对搅拌装置、污泥浓缩池、酸化池、电解池和污泥干化机中排出的废气进行处理的废气处理单元。
说明书
黑臭水体污泥的处理方法及其系统
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种黑臭水体污泥的处理方法及其系统。
背景技术
随着国家经济的快速发展，我国的工业化进程也不断加快，但是由于我国工业结构属于粗放式生产模式，导致经济发展的同时付出了昂贵的环境代价。尤其是城市化程度的不断提高，城市中污水的处理量、处理率和处理程度不断提高，由于城市污水处理产生的污泥的产量也随之大大增加。当水体中有机污染物含量过高时，在好氧微生物的作用下，有机物分解会大量消耗水中的氧气，使水体转化成缺氧或厌氧状态。在缺氧和厌氧条件下，水体中的铁、锰等金属离子与水中的硫离子形成硫化亚铁、硫化锰等化合物。悬浮颗粒吸附硫化亚铁、硫化锰等，致使水体变黑;有机物腐败、分解，产生氨、硫化氢、硫醇、硫醚、有机胺和有机酸等恶臭物质，致使水体变臭，水体的污泥被严重污染，黑臭水体不仅污染环境，对人们的生活也造成了非常不好的影响。现有的污泥例如城镇污泥或工业污泥多采用填埋或高温焚烧进行处理，不但成本高，而且还容易造成对环境的二次污染，此外，黑臭水体的污泥中还具有一定的有机质和热值，属于一种可利用的资源，直接填埋或高温焚烧属于将资源白白浪费。
因此，为了解决上述问题，需要研发一种适合黑臭水体污泥处理的污泥处理方法及其系统，确保在黑臭水体污泥的处理过程中，环境不会受到二次污染，且处理后的污泥还能够得到更好的使用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种成本低，操作简单，处理效果好的用于黑臭水体污泥处理的处理方法，同时提供了相应的处理系统，采用本发明的处理方法和处理系统处理黑臭水体的污泥，能够确保在处理过程不会对环境造成二次污染，而且具有非常好的处理效果，处理后的污泥还能够得到很好的使用。
本发明提供的黑臭水体污泥的处理方法，包括如下步骤：
a、将黑臭水体泥浆搅拌均匀后，进行固液分离处理，收集所得污泥并添加高效浓缩剂进行浓缩;
b、加酸调整步骤a中所得浓缩后污泥的pH，调整至pH≤3，再向其中加入铁盐搅拌均匀，然后导入至电解液中进行电解;
c、将步骤b中电解处理后所得的混合物进行固液分离，收集分离所得污泥并添加石灰粉调节污泥的pH为6.5-8.0，然后搅拌使污泥固化，再将固化所得污泥进行干化处理，制得干泥饼;
进一步，还包括以下步骤：
d、将步骤c中所得的干泥饼粉碎后，与em菌原液和发酵辅料混合并发酵制得有机肥;
进一步，所述步骤a、b和c中产生的废气和废液经处理达标后，进行排放;
进一步，所述步骤a中：高效浓缩剂的添加量为待浓缩污泥质量的1-3%;所述高效浓缩剂由海藻粉、丝瓜络、水泥和淀粉按5-10:12-15:15-20：25-35的质量比制备而成;
具体制备方法包括如下步骤：
(1)配置混合溶液：按体积比为7:93取1%氢氧化钠水溶液和2%乙醇水溶液配置成混合溶液;
(2)将丝瓜络剪成小段后，撕成单根的丝瓜丝并将丝瓜丝剪成1～1.5cm，将所得的丝瓜丝置于步骤(1)中制得的混合溶液中，在100℃温度下煮沸2h，然后过滤，收集滤渣并用蒸馏水反复洗涤，直到最后一次清洗液显示为中性为止，再将清洗好的滤渣在100℃下干燥5h;
(3)将步骤(2)中烘干后的滤渣与水泥、淀粉、海藻粉搅拌混合1.5～2.5h，即得高效浓缩剂;
进一步，所述步骤b中：酸为盐酸、硫酸或硝酸;铁盐为FeCl3或Fe2(SO4)3，且添加的铁盐的质量与污泥的体积的比值为：0.6g-4.3g：1L;电解时间为10-30min;
进一步，所述步骤c中：搅拌时间为20-40min;干化温度150-180℃，干化时间10-50min;
进一步，所述步骤d中，干泥饼、em菌原液和发酵辅料的质量比为：2.5-3:0.1：1;发酵辅料按重量份包括如下成分：麦秆20-30份、玉米秸20-30份、稻壳10-15份、粉煤灰8-10份;
具体发酵方法包括如下步骤：
(1)备料：将各原料按重量配比进行均匀混合得到混合物料，加水使混合物料的含水率在55%～70%之间;
(2)初次发酵：将步骤(1)中所得的混合均匀的混合物料进行压实堆放，高度保持在0.5～0.8m之间，进行5～8天的厌氧发酵，保持发酵温度为50℃～60℃，期间不能翻堆;
(3)第二次发酵：当厌氧发酵结束，降温至30℃，进行2～3天的有氧发酵，保持发酵温度为30℃～35℃;每天翻堆2-3次，保持物料膨松，使之与空气进行充分接触;
(4)风干：将发酵后的物料散开风干，直到水分含量为18～30%，即制得有机肥;
本发明还提供了一种污泥处理系统，包括依次连接的搅拌装置、固液分离装置Ⅰ、污泥浓缩池、酸化池、电解池、固液分离装置Ⅱ、固化池、压滤机和污泥干化机;
进一步，所述系统还包括对干化所得干泥饼进行改性处理的改性单元，所述改性单元包括粉碎机和有机肥发酵池，所述污泥干化机出泥口连接粉碎机进样端，所述粉碎机出样端连接有机肥发酵池进样端;
进一步，所述系统还包括用于对过滤所得废液进行处理的废水处理单元;所述固液分离装置Ⅰ、固液分离装置Ⅱ、污泥浓缩池和压滤机出液端均连接废水处理单元进液端;
所述系统还包括用于对搅拌装置、污泥浓缩池、酸化池、电解池和污泥干化机中排出的废气进行处理的废气处理单元。
本发明的有益效果：本发明的黑臭水体污泥的处理方法通过如下步骤对黑臭水体污泥进行处理：搅拌→固液分离→浓缩→酸化→电解→固化→干化→发酵成有机肥，形成了一个完整的污泥处理链，并同时对过程中产生的废水和废气进行处理，能够确保处理过程中，任何环节都不会对环境造成二次污染，而且有针对性的进行固废、废气、废液处理，处理效果更好。
本发明通过采用特别研发制得的高效浓缩剂在污泥浓缩池中对污泥进行浓缩处理，能够使水、泥分离彻底，而且分离速度快，沉淀时间仅为15-20min，分离后界面清楚，并能够在分离时，将重金属、有机物等吸附浓缩到泥中，降低对所得废水进行处理的难度和处理成本;本发明制备的高效浓缩剂的浓缩效果好，加药量低，能够减少污泥中90%含水率，同时，本发明的高效浓缩剂的生产工艺简单，生产周期短，有利于进行批量化生产，制备时采用的原料成本低、来源广，且采用的原料对环境无毒无污染，混合后也不会给环境带来污染和破坏。
此后，将浓缩处理后的污泥输送至酸化池中加酸、加入铁盐搅拌酸化反应后，导入电解池中进行电解反应，通过酸化氧化还原协同电解作用对污泥中重金属进行去除，能够显著提高重金属的去除效果，能够去除不易去除的Pb、Cr重金属，且处理条件温和，处理时间显著缩短，工艺流程简单易行，需求设备量少，消耗的酸和铁盐的量也较少，便于工业化推广应用。去除重金属后通过加生石灰固化，能够降低污泥中的70%～80%左右的有机物，再将固化的污泥输送至污泥干化机中进行干化，即可得到无害的干泥饼。通过以上步骤的结合，不仅能够去除污泥中的重金属、污染性有机物，同时杀菌、除臭，还能为污泥的资源化利用打下基础。
最后，将无害的干泥饼进行改性发酵制得有机肥，能够制备出含有大量有机质和有益微生物及活性酶的有机肥，能改善因长期偏施化肥而引起的土壤板结、酸化、盐渍化的问题，使沙土团聚、粘土疏松，增强保水保肥能力，为作物高产稳产打好基础，具有很强的抗氧化作用。而且采用的发酵方法工艺简单，无需特殊设备，成本也相对较低，便于产业化、规模化生产，能有效回收污泥，变废为宝，通过本发明提供的发酵方法制得的有机肥，能有效促进作物发芽、开花、结果和早熟;促进种植业增产，并改善产品品质。同时，该有机肥能充分分解土壤有机物质，促进土壤团粒化，提高土壤肥力，大大节约肥料，并控制有害微生物，减少病虫害，逐年减少以致完全不用化肥农药，减少连耕连种的各种障碍;还能提高作物光合作用能力，促进作物地下根茎生长;抑制作物生理病害，大大提高成活率。通过本方法制得的有机肥能在保证农作物获得较好收成的情况下，有效减少农药、除草剂、化肥等的使用量。此外，由于发酵时采用了em菌种原液对污泥及辅料进行发酵处理，与自然堆肥法相比，其制备效率将大大提高。
同时，本发明还提供一种污泥处理系统，在该处理系统中，每个单元之间能够非常好的相互配合，单元与单元之间的设置非常合理，通过选择适合各个单元中的工艺，即可达到非常好的处理效果。