申请日2015.03.06
公开(公告)日2015.07.01
IPC分类号C02F11/00
摘要
本发明提供了一种资源化低能耗污泥处理方法，包括以下步骤：1)将含水率在85%-97%之间的污泥溶液置于细胞灭活装置进行细胞灭活处理，去除胞外聚合物;2)将细胞灭活后的污泥溶液进行菌胶团破碎;3)将菌胶团破碎后的污泥溶液进行洗砂分离，得有机质与无机质污泥溶液;4)将洗砂分离得到的有机质污泥溶液脱水干化后制成生物质燃料;5)洗砂分离得到的无机质污泥溶液脱水后制成建筑材料;6)收集步骤4)与5)产生的污水，并进行处理，使其达标排放。本发明先将污泥溶液进行细胞灭活，再将污泥溶液分离成有机与无机污泥溶液，并分别制成建筑材料与生物质燃料，污水经生化处理后达标排放，实现了污泥的减量化、无害化、资源化和稳定化处理。
摘要附图
权利要求书
1.一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在于：该方法包括以下 步骤：
1)将含水率在85%-97%之间的污泥溶液置于细胞灭活装置中，并对其进 行细胞灭活处理，去除胞外聚合物;
2)采用机械或曝气搅拌方式对步骤1)细胞灭活后的污泥溶液进行菌胶 团破碎，持续时间为15-30min，破坏污泥的胶体结构和毛细结构;
3)将步骤2)经菌胶团破碎后的污泥溶液进行洗砂分离，得有机质污泥 溶液与无机质污泥溶液;
4)将步骤3)洗砂分离得到的有机质污泥溶液进行脱水、干化与生物质 燃料造粒，制成生物质燃料;
5)将步骤3)洗砂分离得到的无机质污泥溶液进行脱水处理，然后添加 固化剂制成建筑材料;
6)收集步骤4)与5)中脱水处理所产生的污水，并对其进行生化处理， 使其达标排放。
2.根据权利要求1所述的一种资源化低能耗的污泥处理方法，其特征 在于：所述步骤3)中的洗砂分离方式为淘洗、旋流或曝气沉砂。
3.根据权利要求1所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在 于：步骤6)收集的污水经污水处理装置进行生化处理或向其投加氢氧化镁 或氢氧化钙溶液并搅拌，使混合后溶液PH值为8.5-9.0，停留时间为 20-30min，形成含磷沉淀物实现除磷，然后将除磷后的污水排入污水处理厂 进行处理。
4.根据权利要求1所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在 于：对步骤4)与5)中脱水处理所产生的污水先进行厌氧处理，并对厌氧 处理后的污水进行生化处理直至达标排放，厌氧处理所产生的沼气经预处理 进入余热利用装置，然后将热能输送至污泥干化装置和厌氧处理装置。
5.根据权利要求1所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在 于：采用超声、微波、紫外线、射线、酸解、碱解、氧化药剂、臭氧氧化、 二氧化氯氧化、电催化氧化或热处理方式实现步骤1)中的细胞灭活。
6.根据权利要求5所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在 于：所述步骤1)中细胞灭活的热处理方式的温度为60-110℃，时间为 15-45min。
7.根据权利要求5所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在 于：所述步骤1)中细胞灭活的氧化药剂处理方式的氧化药剂添加量为 1-6mg/g干泥，反应时间20-40min。
8.根据权利要求5所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在 于：所述步骤1)中细胞灭活的二氧化氯氧化处理方式中二氧化氯的添加量 为5-15mg/g干泥，反应时间20-40min。
9.根据权利要求5所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在 于：所述步骤1)中细胞灭活的电催化氧化处理方式中的电流密度 30-100mA/cm2，反应时间20-40min。
10.根据权利要求1所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，其特征在 于：当污泥中含重金属，需在步骤1)细胞灭活处理时进行复合碱解处理， 反应ph值为9-11，时间为10-30min，使重金属离子与氢氧根结合形成沉淀。
说明书
一种资源化低能耗污泥处理方法
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，尤其是涉及一种资源化低能耗污泥处理 方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展与城镇化进程的不断推进，城市污水处理总量 不断提高，污水处理厂产生的剩余污泥量也不断增加。污泥主要由有机残片、 细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的复杂的非均质体，其主要特性是含水率 高，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，呈胶状液态。由于污泥 细胞所形成的菌胶团的存在，通过机械脱水很难将污泥含水率降低到70%以 下;同时由于菌胶团的聚合作用也很难将无机颗粒与有机物分离，事实上如 果将污泥中的有机物颗粒完全分离出来并进行彻底干化，其热值可以达到 3500kcal/kg以上，是很好的生物质燃料，分离出的无机物颗粒也可以作建 材使用。
现有技术的污泥处置方法有：1、污泥发酵制肥，存在占地大、肥料出 路受限的问题;2、污泥深度脱水填埋，变相降低了污泥的含水率，并没有 实现污泥中污染物质减量;3、污泥干化焚烧，存在投资成本高、运行费用 高等问题;4、污泥厌氧消化减量，传统的污泥厌氧消化工艺存在投资规模 大、厌氧消化停留时间长、污泥产沼率低的问题，虽然近年来在厌氧消化工 艺前增加了破壁预处理工艺，污泥全部经过预处理进行破壁后再进入厌氧消 化，一定程度提高了厌氧消化的效率，但处理成本高、厌氧消化投资规模大、 污泥中无机颗粒对厌氧消化设备磨损严重、污泥经厌氧消化后仍存在后续产 物处理难题等问题。因此以上四种污泥处理方式均不能很好地实现污泥的减 量化、无害化、资源化和稳定化处理。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种资源化低能耗污泥处理方法，以解决现 有污泥处理方法成本高，不能实现污泥的减量化、无害化、资源化和稳定化 处理。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种资源化低能耗污泥处理方法，包括以下步骤：
1)将含水率在85%-97%之间的污泥溶液置于细胞灭活装置中，对其进行 细胞灭活处理，去除胞外聚合物，使得菌胶团彻底失去聚合作用，便于后续 工艺分离污泥中的无机物与有机物，既降低了本环节的停留时间和运行成 本，而且也减少了后续有机污泥热值的流失，从而提高了资源化利用效率;
2)采用机械或曝气搅拌的方式对步骤1)细胞灭活后的污泥溶液进行菌 胶团破碎，持续时间15-30min，破坏污泥的胶体结构和毛细结构，不仅有利 于污泥中有机质和无机质污泥的分离，同时也提高了后续污泥脱水环节对于 污泥中毛细水、结合水的去除效率;
3)将步骤2)经菌胶团破碎后的污泥溶液进行洗砂分离，得有机质污泥 溶液与无机质污泥溶液;
4)将步骤3)洗砂分离得到的有机质污泥溶液进行脱水、干化与生物质 燃料造粒，制成生物质燃料，其热值可以达到3500kcal/kg以上;
5)将步骤3)洗砂分离得到的无机质污泥溶液置于脱水装置内进行脱水 处理，然后添加固化剂制成建筑材料;
6)收集步骤4)与5)中脱水处理所产生的污水，并对其进行生化处理， 直至达标排放。
进一步，所述步骤3)中的洗砂分离方式为淘洗、旋流或曝气沉砂。
进一步，步骤6)收集的污水经污水处理装置进行生化处理，处理合格 后达标排放;或者向其投加氢氧化镁或氢氧化钙溶液并搅拌，混合后溶液PH 值为8.5-9.0，停留时间为20-30min，形成含磷沉淀物实现除磷，然后将除 磷后的污水排入污水处理厂进行处理。
进一步，对步骤4)与5)中脱水处理所产生的污水先进行厌氧处理， 厌氧设备采用UASB、IC、ABR等形式的厌氧反应器等去除COD并产生沼气， 将厌氧处理装置的出水进行污水处理，使得污水中的COD、BOD、氨氮、磷、 SS等各类污染物质得到有效去除，污水处理后最终达标排放，将厌氧得到的 沼气收集后进行脱硫、除湿等预处理，然后进行沼气热能利用，该装置产生 的热能供给污泥干化装置和厌氧处理装置使用。
进一步，采用超声、微波、紫外线、射线、酸解、碱解、氧化药剂、臭 氧氧化、二氧化氯氧化、电催化氧化或热处理方式实现步骤1)中的细胞灭 活。
进一步，所述步骤1)中细胞灭活热处理方式的温度为60-110℃，时间 15-45min。
进一步，所述步骤1)中细胞灭活的氧化药剂处理方式的氧化药剂添加 量为1-6mg/g干泥，反应时间20-40min。
进一步，所述步骤1)中细胞灭活的二氧化氯氧化处理方式中二氧化氯 的添加量为5-15mg/g干泥，反应时间20-40min。
进一步，所述步骤1)中细胞灭活的电催化氧化处理方式中的电流密度 30-100mA/cm2，反应时间20-40min。
进一步，当污泥中含重金属，需在步骤1)细胞灭活处理时进行复合碱 解处理，反应ph值为9-11，时间为10-30min，使重金属离子与氢氧根结合 形成沉淀。
相对于现有技术，本发明所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，具有 以下优势：本发明将污泥溶液的菌体细胞全部灭活，并将污泥溶液分离成有 机污泥溶液与无机污泥溶液，然后分别进行处理，无机污泥制成建筑材料， 有机物污泥制成生物质燃料，污水经生化处理后达标排放，从而全面实现了 污泥的减量化、无害化、资源化和稳定化处理。