申请日2015.09.29
公开(公告)日2017.04.05
IPC分类号C02F11/00; C02F11/06; C02F11/14
摘要
本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体为一种利用热碱与Fenton组合工艺促进剩余活性污泥破解和减量的方法。本发明利用热碱工艺处理后剩余活性污泥呈碱性以及Fenton工艺处理后剩余活性污泥呈酸性的特点，将热碱工艺处理后的剩余活性污泥和Fenton工艺处理后的剩余活性污泥进行中和处理，减少单一工艺处理后中和剩余活性污泥的酸碱用量，提高酸碱利用率，从而降低处理成本并提高剩余活性污泥减量率。本发明具有处理效果好、处理成本低等优点，且技术成熟可靠、流程简单，能够有效降低剩余活性污泥中含水率及有机组分，从而大幅度降低污泥量，降低污泥处理成本，具有较好的经济和应用价值。
摘要附图
权利要求书
1.一种剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：剩余活性污泥(1)分为两股，分别进行热碱工艺处理和Fenton工艺处理;
步骤二：热碱工艺处理后的剩余活性污泥和Fenton工艺处理后的剩余活性污泥，按比例混合搅拌进行中和处理，再加入污泥调理剂(8)进行充分搅拌;
步骤三：加入污泥调理剂(8)后的剩余活性污泥进行脱水处理。
2.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：步骤二中所述比例的范围为1:0.2～5。
3.如权利要求2所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：所述比例的范围为1:0.5～2。
4.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：Fenton工艺处理中，向剩余活性污泥(1)分别加入酸(2)、铁盐溶液(3)和氧化剂(4)。
5.如权利要求4所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：酸(2)调节后的pH值范围为2～6。
6.如权利要求4所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：调节pH值采用的酸(2)可以为H2SO4、HCl或HNO3中的一种或几种。
7.如权利要求4所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：铁盐溶液(3)可以为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2、FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3中的一种或几种。
8.如权利要求4所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：以Fe含量计，剩余活性污泥中铁盐的加入量为0.002～0.02kgFe/kgMLSS。
9.如权利要求4所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：氧化剂(4)采用浓度为30%的H2O2，其在剩余活性污泥中加入量为0.1～2L/kgMLSS。
10.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：Fenton工艺处理的温度范围为20～90℃。
11.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：Fenton工艺处理的时间为0.2～4h。
12.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：热碱工艺处理中，向剩余活性污泥(1)加入碱液(6)来调节pH值，pH值范围为8～14。
13.如权利要求12所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：所述调节pH值的碱液(6)可以为NaOH、KOH和Ca(OH)2溶液的一种或几种。
14.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：步骤一中热碱工艺温度范围为50～250℃。
15.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：步骤一中热碱工艺处理时间为0.5～10h。
16.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：步骤二中，中和处理后剩余活性污泥pH值范围为5～10。
17.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：步骤二中，污泥调理剂(8)可以为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶盐和聚乙烯亚胺中的一种或几种。
18.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：步骤二中，污泥调理剂(8)在混合后的剩余活性污泥中的质量百分含量为0.001%～0.4%。
19.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：步骤二中，中和处理时间为0.2～2h。
20.如权利要求1所述的剩余活性污泥破解减量方法，其特征在于：步骤三中，中和处理后的剩余活性污泥进入脱水机(10)进行脱水处理;脱水处理后产生的脱水液(11)进行污水处理，脱水污泥(12)进行干化或外运处理。
说明书
一种剩余活性污泥破解减量方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理技术领域，为一种剩余活性污泥破解减量方法，具体为一种利用热碱与Fenton组合工艺促进剩余活性污泥破解和减量的方法。
背景技术
活性污泥法是目前应用最广泛的污水处理方法，利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，分解去除污水中的有机污染物，具有处理费用低、效率高等显著优点。但在活性污泥法处理污水过程中同时也会产生大量剩余活性污泥，剩余活性污泥是一种由有机物质残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等组成的极其复杂的非均质体。
随着我国污水处理量的增加，剩余活性污泥量已突破3000万t/a(含水率80%)。目前，国内外常用的剩余活性污泥处理方法主要有土地利用、土地填埋、热处理、焚烧及资源化利用等。相对于发达国家而言，我国的剩余活性污泥处理情况相对落后，由于相关标准体制尚不健全，导致剩余活性污泥大部分未进行规范化的处理。
剩余活性污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理排放到环境中，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康。因此，如何有效地处理剩余活性污泥是我国亟需解决的问题。
污泥减量化是通过利用物理、化学和生化的手段，使得整个污水处理系统向外排放的生物固体量达到最少。从根本上减少污泥量技术受到越来越多的重视，同时污泥减量技术的研究也是实现污泥无害化和资源化的必要途径。常见污泥减量化技术主要有酸碱法、化学氧化法、热处理法、超声处理法和消化法等，有利于实现污泥破解，降低压滤后污泥中有机质含量及污泥含水率，从而实现污泥减量化。
专利1(公开号：CN102910793)、专利2(公开号：CN101759337)和专利3(公开号：CN102503006)给出了以Fenton法为核心技术的污泥减量化方法。专利4(公开号：CN102173556)和专利5(公开号：CN103011534)给出了以热碱法为核心技术的污泥减量化方法。上述专利减量效果较好，但都存在着处理后污泥中和酸碱用量大和利用率低的问题。
发明内容
为了克服现有技术中热碱或Fenton工艺处理后中和剩余活性污泥的酸碱用量大和利用率低等问题，本发明利用热碱工艺处理后剩余活性污泥呈碱性，以及Fenton工艺处理后剩余活性污泥呈酸性的特点，将热碱工艺处理后的剩余活性污泥和Fenton工艺处理后的剩余活性污泥进行中和，减少单一工艺处理后中和剩余活性污泥的酸碱用量。本发明提供了一种采用热碱与Fenton组合工艺促进剩余活性污泥破解和减量的方法，降低处理后中和剩余活性污泥的酸碱用量和提高酸碱利用率，从而降低处理成本并提高污泥减量率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种剩余活性污泥破解减量方法，包括如下步骤：
步骤一：剩余活性污泥1分为两股，分别进行热碱工艺处理和Fenton工艺处理。
步骤二：热碱工艺处理后的剩余活性污泥和Fenton工艺处理后的剩余活性污泥，按比例混合搅拌进行中和处理。中和处理后污泥pH值在5～10范围内，优选为6～9，再加入污泥调理剂8进行充分搅拌。
步骤三：加入污泥调理剂8后的剩余活性污泥进入脱水机10进行脱水处理;脱水处理后产生的脱水液11进行污水处理，脱水污泥12进行干化或外运处理。
步骤一中，采用热碱工艺与Fenton工艺分别对剩余活性污泥进行破解处理。热碱工艺与Fenton工艺处理剩余活性污泥的比例由工艺参数确定，比例范围为1:0.2～5，优选范围为1:0.5～2。
Fenton工艺温度范围为20～90℃，优选范围为40～70℃;pH值范围为2～6，优选范围为3～5;调节pH值的酸可以为H2SO4、HCl或HNO3中的一种或几种;铁盐可以为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2、FeCl3、Fe2(SO4)3和Fe(NO3)3中的一种或几种，优选为FeSO4。氧化剂采用浓度为30%的H2O2，其加入量为0.1～2L/kgMLSS，优选范围为0.2～1L/kgMLSS;铁盐(以Fe含量计)加入量为0.002～0.02kgFe/kgMLSS，优选范围为0.004～0.01kgFe/kgMLSS。Fenton工艺处理时间为0.2～4h，优选时间为0.5～2h。
热碱工艺温度范围为50～250℃，优选范围为90～200℃;pH值范围为8～14，优选范围为10～12，调节pH值的碱可以为NaOH、KOH、Ca(OH)2中的一种或几种，优选为NaOH。热碱工艺处理时间为0.5～10h，优选时间为1～5h。
步骤二中，根据经热碱工艺与Fenton工艺处理后的剩余活性污泥的pH值，按比例进行搅拌中和处理。中和处理后剩余活性污泥pH值范围为5～10，优选为6～9。剩余活性污泥在中和反应釜中停留时间为0.2～2h，优选范围为0.5～1h。
步骤三中，将中和处理后污的泥进行脱水处理，有效降低剩余活性污泥中含水率及有机组分，实现减量化目的。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种剩余活性污泥破解减量方法，具有处理效果好、处理成本低等优点，且具有技术成熟可靠和流程简单等优势，能够有效降低剩余活性污泥中含水率及有机组分，从而大幅度降低剩余活性污泥量，降低剩余活性污泥处理成本，具有较好的经济和应用价值。