申请日2015.09.23
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种污泥预处理方法，其特征在于：根据污泥中碳源结合强度，通过逐步提高水解强度对污泥进行分阶段的处理，并且在各阶段结束后，先对释放的碳源进行回收，再进行下一阶段处理。
权利要求书
1.污泥预处理方法，其特征在于：根据污泥中碳源结合强度，通过逐 步提高水解强度对污泥进行分阶段的处理，并且在各阶段结束后，先对释 放的碳源进行回收，再进行下一阶段处理。
2.权利要求1的方法，所述方法包括以下阶段：
I阶段：选择较温和的条件处理污泥，促使污泥中的游离碳源得到释 放;II阶段：选择比I阶段更强的条件处理污泥，促使与污泥中的微生物 细胞结合较弱的碳源得到释放;III阶段：选择比II阶段更强的条件处理 污泥，促使与污泥中的微生物细胞结合较强的碳源得到释放;IV阶段：选 择比III阶段更强的条件处理污泥，促使污泥中的微生物细胞内的碳源得 到释放，
其中在各阶段结束后对处理的污泥进行泥水分离以回收所释放的碳 源，然后将所得的残渣用于下一阶段。
3.权利要求2的方法，其中所述I阶段是温和的热处理，所述II阶段 是比所述I阶段温度更高的热处理，所述III阶段是在保持所述II阶段的 温度的同时将污泥的pH调至碱性以进行热碱处理，并且所述IV阶段是在 与所述III阶段相比更高的温度和pH进行的热碱处理。
4.权利要求3的方法，其中所述四个阶段的处理条件为：I阶段：50℃ -70℃，不调节污泥pH;II阶段：70℃-90℃，不调节污泥pH;III阶段： 70℃-90℃，将污泥pH调至10-12;IV阶段：80℃-100℃，将污泥pH调 至11-13。
5.权利要求3的方法，其中所述四个阶段的处理条件为：I阶段：60℃， 不调节污泥pH;II阶段：80℃，不调节污泥pH;III阶段：80℃，将污泥 pH调至11;IV阶段：90℃，将污泥pH调至12。
6.权利要求2的方法，其中在处理前，污泥的浓度被用水调至20-70 gTS/L。
7.权利要求2的方法，其中在各阶段结束后，将该阶段处理后的污泥 在7000r下离心10分钟以进行泥水分离，将所得的残渣用水调回原浓度后 进行下一阶段。
8.权利要求4或5的方法，其中所述I阶段和II阶段的处理时间为 2-5小时，并且所述III阶段和IV阶段的处理时间为5-8小时。
9.权利要求1或2的方法，其中要通过所述方法处理的污泥是取自 城市污水厂的二沉池或沉淀池的污泥。
说明书
一种阶梯式水解提高污泥预处理效率和脱水效果的方法
技术领域
本发明属于有机固体废物处理以及资源化领域。更具体地，本发明涉 及一种通过阶梯式水解释碳提高污泥预处理效率和脱水效果的方法。
背景技术
污泥处理与处置是中国目前最紧迫的环境问题之一，截止到2010年 底，中国脱水污泥产量近2200万吨，预测到2015年末至少达到2615万 吨。厌氧消化是污泥减量化、稳定化与资源化的重要技术，但胞外多聚物 和凝聚作用和微生物细胞壁的保护作用，使水解成为污泥厌氧消化的限速 步骤。为促进污泥水解，人们对不同的预处理方法进行了大量的研究，包 括加热法、投加化学药剂法(加酸、加碱)、机械破碎法、冷冻法和生物水 解法等。
但是传统的单一强度的预处理方法存在以下亟待解决的问题：(1)污泥 水解过程能源和物质消耗过大，需要将污泥微生物的细胞破解，就必须外 加一定强度的水解力，如高温、强碱等。(2)水解方式过于单一，与污泥成 分的复杂性不相匹配，能量和物质浪费严重。采用单一强度的水解方式， 一方面导致结合力大的污泥碳源不能有效地释放;另一方面，对于结合力 弱的污泥碳源，高强度水解，浪费了能量，甚至使部分已释放的碳源重新 转化为不可利用的物质，如类黑精等。(3)污泥水解过程中释放了大量的蛋 白质等物质，使污泥粘度增大，较难脱水，导致碳源回收率较低。
针对以上问题，本发明根据污泥中碳源的赋存形式，选择相应强度的 预处理条件，促使污泥中的碳源由胞外到胞内逐步释放和回收，达到了节 能降耗、提高水解效率，以及改善预处理污泥脱水效能的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过阶梯式水解释碳提高污泥预处理效 率和脱水效果的方法，根据污泥中碳源的赋存形式，选择相应强度的预处 理条件，促使污泥中的碳源由胞外到胞内逐步的释放和回收，以达到节能 降耗，提高预处理效率和改善预处理污泥脱水效能的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：I阶段：选择较温和的 预处理条件，促使游离在污泥中的碳源得到较好的释放。II阶段：选择稍 强的预处理条件，促使与微生物细胞结合较弱的碳源(如疏松性EPS)得到 较好释放。III阶段：进一步加强水解强度，促使与微生物细胞结合较强的 碳源(如紧密性EPS)得到较好释放。IV阶段：接着加强水解强度，促使存 在于胞内的碳源得到较好的释放。而且，各阶段末先对其所释放的碳源进 行回收，再进行下一阶段的水解释碳。
与传统的单一强度的预处理方法相比，本发明有如下优点：(1)根据 污泥碳源的存在形式，选择针对性的预处理条件，既避免了能量的浪费， 又促使污泥中的碳源较为充分的释放，提高了预处理效率。(2)通过分阶 段的释放和回收碳源，避免了单一强度预处理所释放的蛋白质等物质对污 泥脱水性能的恶化，增强了预处理污泥的脱水性能，提高了释放碳源的回 收率。(3)通过对所释放的碳源进行阶梯式的回收，避免了已经释放碳源 的过度水解，减少了难降解副产物的形成，提高了释放碳源的整体品质。
更具体地，本发明提供以下各项：
1.污泥预处理方法，其特征在于：根据污泥中碳源结合强度，通过逐 步提高水解强度对污泥进行分阶段的处理，并且在各阶段结束后，先对释 放的碳源进行回收，再进行下一阶段处理。
2.第1项的方法，所述方法包括以下阶段：
I阶段：选择较温和的条件处理污泥，促使污泥中的游离碳源得到释 放;II阶段：选择比I阶段更强的条件处理污泥，促使与污泥中的微生物 细胞结合较弱的碳源得到释放;III阶段：选择比II阶段更强的条件处理 污泥，促使与污泥中的微生物细胞结合较强的碳源得到释放;IV阶段：选 择比III阶段更强的条件处理污泥，促使污泥中的微生物细胞内的碳源得 到释放，
其中在各阶段结束后对处理的污泥进行泥水分离以回收所释放的碳 源，然后将所得的残渣用于下一阶段。
3.第2项的方法，其中所述I阶段是温和的热处理，所述II阶段是比 所述I阶段温度更高的热处理，所述III阶段是在保持所述II阶段的温度 的同时将污泥的pH调至碱性以进行热碱处理，并且所述IV阶段是在与所 述III阶段相比更高的温度和pH进行的热碱处理。
4.第3项的方法，其中所述四个阶段的处理条件为：I阶段：50℃-70℃， 不调节污泥pH;II阶段：70℃-90℃，不调节污泥pH;III阶段：70℃-90℃， 将污泥pH调至10-12;IV阶段：80℃-100℃，将污泥pH调至11-13。
5.第3项的方法，其中所述四个阶段的处理条件为：I阶段：60℃， 不调节污泥pH;II阶段：80℃，不调节污泥pH;III阶段：80℃，将污泥 pH调至11;IV阶段：90℃，将污泥pH调至12。
6.第2项的方法，其中在处理前，污泥的浓度被用水调至20-70gTS/L。
7.第2项的方法，其中在各阶段结束后，将该阶段处理后的污泥在 7000r下离心10分钟以进行泥水分离，将所得的残渣用水调回原浓度后进 行下一阶段。
8.第4或5项的方法，其中所述I阶段和II阶段的处理时间为2-5小 时，并且所述III阶段和IV阶段的处理时间为5-8小时。
9.第1或2项的方法，其中要通过所述方法处理的污泥是取自城市 污水厂的二沉池或沉淀池的污泥。