申请日2015.06.30
公开(公告)日2015.10.14
IPC分类号C02F11/00; C02F11/12; C05D9/00; C05D3/00; C02F1/52
摘要
本发明提供了一种剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法及系统。本发明将剩余污泥泵入浓缩池利用自身重力对污泥进行自然浓缩后，直接抽取底层浓缩污泥进行开发利用，不需要对污泥进行压榨脱水，省掉污泥的脱水环节，降低能源消耗;再对每一级提取的污泥残渣进行逐级开发利用，实现对污泥的资源化综合利用;并将提取后的污泥残渣与任何碱性氨基酸水解液进行反应制备成氨基酸缓释硅钙肥，将提取的上清液作为絮凝剂或缓蚀剂使用，能实现对污泥的高附加值利用;生活污水处理厂剩余污泥通过本方法和系统的处理后，可得到微生物絮凝剂、缓蚀剂、氨基酸缓释硅钙肥。本发明方法和系统简单，易于实施，成本低廉，使用效果好。
权利要求书
1.一种剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)先将生活污水处理厂产生的剩余污泥储存在沉淀池中，再将沉淀池中的剩余污泥泵入浓缩池内，利用重力对剩余污泥进行自然浓缩，再将上清液回流到沉淀池中;
(2)将浓缩池底层的浓缩污泥通过输送泵输送到储泥罐中备用;
(3)将储泥罐中的浓缩污泥加入到提取罐中，并向浓缩污泥中加入水，浓缩污泥与水的质量比为1:0.5，并在常温下进行超声波破碎提取，提取结束后，对提取液进行离心分离，将上清液过滤并消毒，得到产品A，污泥残渣供下一级提取用;
(4)将取步骤(3)的污泥残渣加入到提取罐中，按质量比为1：6-1：8加入水，在温度为110-130℃、压力为90-110kPa的条件下提取10-15分钟后，进行离心分离，将上清液过滤并消毒，得到产品B，污泥残渣供下一级提取用;
(5)将步骤(4)的污泥残渣加入到提取罐中，按质量比为1：6-1：8加入质量浓度为5%的盐酸溶液，在温度为80-100℃和搅拌条件下提取2-4小时，过滤收集上清液，得到产品C，污泥残渣供下一级提取用;
(6)将步骤(5)的污泥残渣倒入反应罐中，再逐渐加入碱性氨基酸水解液，并不断搅拌直至污泥的pH值达到中性后，停止加入碱性氨基酸水解液，放置1-2小时，对污泥进行干燥得到氨基酸缓释硅钙肥。
2.根据权利要求1所述的剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法，其特征在于：所述的步骤(6)中采用的碱性氨基酸水解液的制备方法为：将洗净、滤干的废弃羽毛与质量浓度为10-15%的氢氧化钙溶液按质量比为1：6-1：8加入反应罐中，在温度为95-110℃下搅拌条反应4-6小时，获得碱性氨基酸水解液，并装入储罐中保存备用。
3.根据权利要求1所述的剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的超声波破碎提取，采用的超声波的功率为250W，处理时间为15-30分钟。
4.根据权利要求1所述的剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法，其特征在于：步骤(3)及步骤(4)中提取的上清液单独或混合后作为絮凝剂使用，或作为絮凝剂中的制备材料之一;步骤(5)中提取的上清液作为缓蚀剂使用，或作为缓蚀剂的制备材料之一。
5.一种实现如权利要求1所述的方法的剩余污泥免脱水资源化综合利用系统，包括污泥浓缩单元5及4个提取单元，其特征在于：一级提取单元1的组成包括提取罐1-1、离心机1-2、残渣罐1-3、过滤机1-4及消毒装置1-5;在提取罐1-1上连接有超声波装置1-7及水箱1-8，提取罐1-1及残渣罐1-3分别与离心机1-2连接，离心机1-2与过滤机1-4连接，过滤机1-4与消毒装置1-5连接;二级提取单元2的组成包括提取罐2-1、离心机2-2、残渣罐2-3、过滤机2-4及消毒装置2-5;在提取罐2-1上连接有水箱2-8，提取罐2-1及残渣罐2-3分别与离心机2-2连接，离心机2-2与过滤机2-4连接，过滤机2-4与消毒装置2-5连接;一级提取单元1的残渣罐1-3通过输送装置2-6与二级提取单元2的提取罐2-1连接;三级提取单元3的组成包括提取罐3-1、离心机3-2、残渣罐3-3及过滤机3-4;在提取罐3-1上连接有搅拌机3-7及提取剂储罐3-8，提取罐3-1及残渣罐3-3分别与离心机3-2连接，离心机3-2与过滤机3-4连接;二级提取单元2的残渣罐2-3通过输送装置3-6与三级提取单元3的提取罐3-1连接;四级提取单元4的组成包括提取罐4-1、烘干装置4-2及包装装置4-3，在提取罐4-1上连接有搅拌机4-7及水解液储存罐4-8;三级提取单元3的残渣罐3-3通过输送装置4-6与四级提取单元4的提取罐4-1连接;提取罐2-1、提取罐3-1及提取罐4-1均与锅炉6连接;污泥浓缩单元5的组成包括沉淀池5-1、浓缩池5-2及储泥罐5-3，沉淀池5-1与浓缩池5-2连接，浓缩池5-2与储泥罐5-3连接，储泥罐5-3通过输送装置1-6与提取罐1-1连接。
6.根据权利要求5所述的剩余污泥免脱水资源化综合利用系统，其特征在于：在每级提取单元的输送装置上均设有对应的称量装置。
说明书
剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法及系统
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理与资源化利用技术领域，尤其是一种剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法及系统。
背景技术
近年来，随着城市化进程的加快，城市污水处理量大幅增长。据资料统计显示，截至目前我国投入运行的城镇污水处理厂3600余座，城镇污水处理率已经超过82%，全国年累计处理城镇污水445亿立方米，每年产生3000万吨湿泥(80%含水率)。随着城镇化水平的提高，污水处理量的持续增加，污泥将突破5000万吨。污泥产生量的与日俱增与污泥处理能力的严重不足、处理手段的严重落后形成尖锐的矛盾，污泥的处理问题已经成为我国无法回避的城市环境问题。我国当前亟待更经济、更环保的污泥处理与资源化利用的处理方法。
污泥虽是污水处理厂排放的“废弃物”，但是污泥中含有大量的蛋白质和多糖等有用物质，可以对其进行开发利用，受到了人们的广泛关注，已经开发出很多的污泥处理和资源化利用技术。
但目前开发出的污泥处理和资源化利用技术中，很多都是针对脱水后的污泥，而在污泥的压榨脱水中要消耗大量的电能。此外，目前污泥资源化利用技术中，大多都仅对污泥中的某一有用成分进行开发，没有很好地考虑到污泥的资源化综合利用，造成污泥的其它有用成分的浪费。至目前未见到免掉脱水环节，直接对浓缩池剩余污泥进行有用成分的综合开发利用的方法和系统。
发明内容
本发明的目的是：提供一种剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法及系统，它能节约对剩余污泥的处理能耗，并充分利用剩余污泥的资源。
本发明是这样实现的：剩余污泥免脱水资源化综合利用的方法，包括如下步骤：
(1)先将生活污水处理厂产生的剩余污泥储存在沉淀池中，再将沉淀池中的剩余污泥泵入浓缩池内，利用重力对剩余污泥进行自然浓缩，再将上清液回流到沉淀池中;
(2)将浓缩池底层的浓缩污泥通过输送泵输送到储泥罐中备用;
(3)将储泥罐中的浓缩污泥加入到提取罐中，并向浓缩污泥中加入水，浓缩污泥与水的质量比为1:0.5，并在常温下进行超声波破碎提取，提取结束后，对提取液进行离心分离，将上清液过滤并消毒，得到产品A，污泥残渣供下一级提取用;
(4)将取步骤(3)的污泥残渣加入到提取罐中，按质量比为1：6-1：8加入水，在温度为110-130℃、压力为90-110kPa的条件下提取10-15分钟后，进行离心分离，将上清液过滤并消毒，得到产品B，污泥残渣供下一级提取用;
(5)将步骤(4)的污泥残渣加入到提取罐中，按质量比为1：6-1：8加入质量浓度为5%的盐酸溶液，在温度为80-100℃和搅拌条件下提取2-4小时，过滤收集上清液，得到产品C，污泥残渣供下一级提取用;
(6)将步骤(5)的污泥残渣倒入反应罐中，再逐渐加入碱性氨基酸水解液，并不断搅拌直至污泥的pH值达到中性后，停止加入碱性氨基酸水解液，放置1-2小时，对污泥进行干燥得到氨基酸缓释硅钙肥。
所述的步骤(6)中采用的碱性氨基酸水解液的制备方法为：将洗净、滤干的废弃羽毛与质量浓度为10-15%的氢氧化钙溶液按质量比为1：6-1：8加入反应罐中，在温度为95-110℃下搅拌条反应4-6小时，获得碱性氨基酸水解液，并装入储罐中保存备用。
步骤(3)中所述的超声波破碎提取，采用的超声波的功率为250W，处理时间为15-30分钟。
步骤(3)及步骤(4)中提取的上清液单独或混合后作为絮凝剂使用，或作为絮凝剂中的制备材料之一;步骤(5)中提取的上清液作为缓蚀剂使用，或作为缓蚀剂的制备材料之一。
剩余污泥免脱水资源化综合利用系统，包括污泥浓缩单元5及4个提取单元，一级提取单元1的组成包括提取罐1-1、离心机1-2、残渣罐1-3、过滤机1-4及消毒装置1-5;在提取罐1-1上连接有超声波装置1-7及水箱1-8，提取罐1-1及残渣罐1-3分别与离心机1-2连接，离心机1-2与过滤机1-4连接，过滤机1-4与消毒装置1-5连接;二级提取单元2的组成包括提取罐2-1、离心机2-2、残渣罐2-3、过滤机2-4及消毒装置2-5;在提取罐2-1上连接有水箱2-8，提取罐2-1及残渣罐2-3分别与离心机2-2连接，离心机2-2与过滤机2-4连接，过滤机2-4与消毒装置2-5连接;一级提取单元1的残渣罐1-3通过输送装置2-6与二级提取单元2的提取罐2-1连接;三级提取单元3的组成包括提取罐3-1、离心机3-2、残渣罐3-3及过滤机3-4;在提取罐3-1上连接有搅拌机3-7及提取剂储罐3-8，提取罐3-1及残渣罐3-3分别与离心机3-2连接，离心机3-2与过滤机3-4连接;二级提取单元2的残渣罐2-3通过输送装置3-6与三级提取单元3的提取罐3-1连接;四级提取单元4的组成包括提取罐4-1、烘干装置4-2及包装装置4-3，在提取罐4-1上连接有搅拌机4-7及水解液储存罐4-8;三级提取单元3的残渣罐3-3通过输送装置4-6与四级提取单元4的提取罐4-1连接;提取罐2-1、提取罐3-1及提取罐4-1均与锅炉6连接;污泥浓缩单元5的组成包括沉淀池5-1、浓缩池5-2及储泥罐5-3，沉淀池5-1与浓缩池5-2连接，浓缩池5-2与储泥罐5-3连接，储泥罐5-3通过输送装置1-6与提取罐1-1连接。
在每级提取单元的输送装置上均设有对应的称量装置。
由于采用了以上技术方案，本发明将剩余污泥泵入浓缩池利用自身重力对污泥进行自然浓缩后，直接抽取底层浓缩污泥进行开发利用，不需要对污泥进行压榨脱水，省掉污泥的脱水环节，降低能源消耗;再对每一级提取的污泥残渣进行逐级开发利用，实现对污泥的资源化综合利用;并将提取后的污泥残渣与任何碱性氨基酸水解液进行反应制备成氨基酸缓释硅钙肥，将提取的上清液作为絮凝剂或缓蚀剂使用，能实现对污泥的高附加值利用。本发明方法简单，易于实施，成本低廉，使用效果好。