申请日2015.11.12
公开(公告)日2017.05.24
IPC分类号C02F11/14; C02F11/12; C02F11/18
摘要
本发明公开了一种剩余活性污泥低能耗干化处理工艺，所述处理工艺首先将剩余活性污泥送入高速剪切均化槽中，然后向均化槽中加入处理剂，在0～20℃下剪切均化0.5～1h，然后送入污泥脱水机进行脱水，得到脱水泥饼和污水，所述污水送去污水厂进一步处理，所得的脱水泥饼送入成型机挤成条状，然后通过输送带进入太阳能多层网带式低温干化箱干化，得到含水率小于15%的干化污泥。本发明工艺可以将剩余污泥的含水率从97%以上降为15%以下，大大降低污泥体积，干化污泥可作为进一步资源化原料或焚烧。
权利要求书
1.一种剩余活性污泥低能耗干化处理工艺，所述处理工艺包括如下步骤：
(1)将剩余活性污泥送入高速剪切均化槽中，然后向均化槽中加入处理剂，在0～20℃下剪切均化0.5～1h，所述的处理剂为非离子表面活性剂和羟乙基六氢均三嗪的混合溶液;
(2)将步骤(1)处理后的污泥送入污泥脱水机进行脱水，得到脱水泥饼和污水，所述污水送去污水厂进一步处理;
(3)将步骤(2)所得的脱水泥饼送入成型机挤成条状，然后通过输送带进入太阳能多层网带式低温干化箱干化，得到含水率小于15%的干化污泥。
2.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(3)所得干化污泥可进一步资源化处理或焚烧，干化过程产生的尾气由引风机引入尾气装置处理后排空。
3.按照权利要求2所述的工艺，其特征在于：所述尾气处理装置为超重力尾气处理装置。
4.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(1)所述的非离子表面活性剂由聚氧乙烯型非离子表面活性剂和烷基糖苷组成。
5.按照权利要求4所述的工艺，其特征在于：所述非离子表面活性剂中，聚氧乙烯型非离子表面活性剂含量为20-99.9wt%，烷基糖苷含量为0.01-80wt%。
6.按照权利要求4所述的工艺，其特征在于：所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、聚氧乙烯化的离子型表面活性剂中的一种或几种。
7.按照权利要求6所述的工艺，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种。
8.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述非离子表面活性剂加入量与步骤(1)中所述的剩余活性污泥固含物的重量比为1:2000～1:1000，羟乙基六氢均三嗪的加入量与步骤(1)中所述的剩余活性污泥固含物的重量比为1:100～1:50。
9.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(2)所述污泥脱水机是离心脱水机、板框压滤机、叠式污泥脱水机、带式压滤机中的一种或几种。
10.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(1)所述高速剪切均化槽的顶部固定安装3-5根旋转杆，每根旋转杆上带有4-6个六叶镭射切割刀片。
11.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述旋转杆的转速为10000-30000r/min。
12.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(3)所述破壁脱水后的污泥经成型机挤成条状，所述条状污泥的直径为4-6mm。
13.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤(3)所述成型后的污泥经输送带进入太阳能多层网带式低温干化箱，所述干化箱内置多层可独立、且水平转动的网带。
14.按照权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述干化箱通过空气泵将空气经太阳能加热器加热后引作干化箱的低温干化载气，温度≥40℃，湿度<10%，载气量100-500m3/h，污泥在箱内停留时间约为1～2h。
说明书
一种剩余活性污泥低能耗干化处理工艺
技术领域
本发明涉及一种剩余活性污泥处理工艺，尤其涉及一种剩余污泥的破壁脱水、低能耗干化处理工艺。
背景技术
剩余活性污泥是水处理过程中的必然产物。其内含有许多病原菌、病毒和寄生虫等，对周围环境造成严重的威胁，而且污泥含水率极高，沉淀池中刚分离出来的污泥含水率大约在97%～99%，高含水率的污泥造成了污泥的运输难度大，成本高，占据了垃圾填埋场大量库容，同时填埋场的防渗要求业增加，垃圾渗滤液管堵塞等问题，对水环境和大气环境都带来极大的隐患。污泥的脱水及干化是污泥减量化的有效手段，也是污泥最终处理的必要前提。
污泥脱水已成为污泥处理与处置流程中一个非常重要的过程，通过减少污泥体积来节省污泥后续运输、处理处置成本是非常必要的。现有的污泥机械脱水工艺脱水效率都存在瓶颈问题，原因在于机械脱水均难以脱除细胞内的结合水。如欲提高污泥脱水效果，必须将污泥细胞壁破碎，是内部结合水溶出才可。为此，污泥的破壁处理是污泥脱水中亟待研究和解决的问题。
污泥的干化是污泥进行资源化(农用、焚烧等)的前提。目前，污泥的干化技术已经得到较为深入的研究，很多技术已经得到应用。但大多存在设备投资费用高，加热温度高运行成本高等问题，阻碍了污泥干化技术大规模推广和发展。利用太阳能干化污泥技术的方法能极大的降低干化运行成本，为污泥的更有效的资源化技术推广提供便利。
张宗宇，李捷，赵洪明等(中国环境管理干部学院学报，2010年第20卷第4期，58-60)报道了“城市污泥干燥焚烧一体化处理工艺的研究”，研究了采用回转圆筒干燥机和流化床焚烧炉对污泥进行干燥焚烧一体化处理。其中采用热烟气直接接触换热回转圆筒干燥机对污泥进行干燥。湿污泥随圆筒的转动而运动，并在重力作用下从较高一段向较低一段移动。筒内布置有抄板，它不断把湿污泥抄起、洒下，使污泥与烟气的接触面积增大。该干燥处理工艺需要热源，即热烟气。如无可利用热源还需引入其他热源才能完成此干燥工艺。
CN 102173557A公开了一种低热值剩余污泥处置方法，包括以下步骤：生石灰储存在生石灰料仓中，通生石灰储存在生石灰料仓中，通过反应物计量装置按需要输送不同量的生石灰到混合反应器中，生石灰加入量为剩余污泥质量的20-50 %;将待处理的含水率80-90%的剩余污泥和生石灰送入混合反应器充分混合反应，制成半干化的污泥;将半干化污泥送入污泥造粒装置，破碎成污泥颗粒导入太阳能干燥间进行干燥处理，经过24-48h的干燥处理，得到含水率为5-10%的干化污泥，产生的臭气导入废气处理装置处理。该发明处理后的污泥含水率低，效果好，采用太阳能对污泥进行干燥，利用资源降低成本，但是该方法采用石灰对污泥进行调理，脱水效率不高且石灰投加量大，增加后续处理量。此外，污泥铺于干燥间内进行干燥，需要采用机械反动且污泥不能得到连续处理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种节能、高效、安全、环保的剩余活性污泥低能耗干化处理工艺。该工艺采用药剂调理和机械破壁技术提高污泥脱水率;多层网带式低温干化箱不需要热源，温度低且粉尘量低，可避免爆炸隐患，能充分的进行对流接触并使污泥分散，脱水阻力小。
本发明提供一种剩余活性污泥低能耗干化处理工艺，所述处理工艺包括如下步骤：
(1)将剩余活性污泥送入高速剪切均化槽中，然后向均化槽中加入处理剂，在0～20℃下剪切均化0.5～1h，所述的处理剂为非离子表面活性剂和羟乙基六氢均三嗪的混合溶液;
(2)将步骤(1)处理后的污泥送入污泥脱水机进行脱水，得到脱水泥饼和污水，所述污水送去污水厂进一步处理;
(3)将步骤(2)所得的脱水泥饼送入成型机挤成条状，然后通过输送带进入太阳能多层网带式低温干化箱干化，得到含水率小于15%的干化污泥。
本发明工艺中，步骤(3)所得干化污泥可进一步资源化处理或焚烧，干化过程产生的尾气由引风机引入尾气装置处理后排空，所述尾气处理装置可以为超重力尾气处理装置。
本发明工艺中，步骤(1)所述的非离子表面活性剂由聚氧乙烯型非离子表面活性剂和烷基糖苷组成，其中，聚氧乙烯型非离子表面活性剂含量为20-99.9wt%，烷基糖苷含量为0.01-80wt%;所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(为辛基酚聚氧乙烯醚 和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种)、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、聚氧乙烯化的离子型表面活性剂中的一种或几种。所述非离子表面活性剂加入量与步骤(1)中所述的剩余活性污泥固含物的重量比为1:2000～1:1000，羟乙基六氢均三嗪的加入量与步骤(1)中所述的剩余活性污泥固含物的重量比为1:100～1:50。
本发明工艺中，步骤(2)所述污泥脱水机可以是离心脱水机、板框压滤机、叠式污泥脱水机、带式压滤机中的一种或几种。
本发明工艺中，步骤(1)所述高速剪切均化槽的顶部固定安装3-5根旋转杆，每根旋转杆上带有4-6个六叶镭射切割刀片，所述旋转杆的转速为10000-30000r/min，优选为20000r/min。
本发明工艺中，步骤(3)所述破壁脱水后的污泥经成型机挤成条状，所述条状污泥的直径为4-6mm。
本发明工艺中，步骤(3)所述成型后的污泥经输送带进入太阳能多层网带式低温干化箱，所述干化箱内置多层可独立、且水平转动的网带，为载气与污泥提供能够充分接触的空间，污泥在网带上水平运动，与垂直流动的空气形成错流，空气能够从污泥中穿越过去，形成良好的对流接触干燥条件，能够提高脱水效率，促进污泥快速脱水。当成型后的污泥自上而下经过层层网带时便经过了干化处理。该干化箱通过空气泵将空气经太阳能加热器加热后引作干化箱的低温干化载气，温度≥40℃，湿度<10%，载气量100-500m3/h，污泥在箱内停留时间约为1～2h。
与现有技术相比，本发明处理工艺具有如下特点：
1、本发明工艺中的所用的处理剂为非离子表面活性剂、羟乙基六氢均三嗪组成的混合溶液，通过处理剂中各个组分间的协同效应，使得污泥的脱水效率大大提高，可以得到含水率小于15%的污泥，提高污泥中微生物细胞壁的破解效率，减少药剂用量，缩短破壁时间，节能高效。经破壁处理后的污泥，结合水得到释放，絮体分散，经脱水处理后的泥饼含水率大大降低，污泥脱水效率大大提高和干化速率加快。
2、本发明工艺中，所用的处理剂中的非离子型表面活性剂通过增溶作用和分散作用可使大分子的亲水性基团如污泥絮体表面胞外聚合物(EPS)转移至上清液中，使污泥絮体粒径变小，絮体不规则程度降低，使部分结合水转化成自由水。
3、本发明中破壁脱水后的污泥通过挤条机剂成条状。通过挤条成形，有利于分散和均布污泥，减小污泥内水分脱除阻力。
4、本发明中的干化箱通过空气泵将空气经太阳能加热器加热后引作干化箱的低温干化载气。该干化箱内置多层可独立、且水平转动的网带结构，为载气与污泥提供能够充分接触的空间。污泥在网带上水平运动，与垂直流动的空气形成错流，空气能够从污泥中穿越过去，形成良好的对流接触干燥条件，能够提高脱水效率，形成快速脱水机制。当成型后的污泥自上而下经过层层网带时便经过了干化处理。该干化箱无需引入其他热源，能耗低，低温处理不会引起粉尘爆炸等危险，污泥组分挥发少。干化后污泥含水率降至15%以下。