申请日2010.08.04
公开(公告)日2012.02.08
IPC分类号C02F11/12; C02F11/00
摘要
生物污泥淤浆的处理方法，其中，该方法包括下述步骤：(1)将部分生物污泥淤浆与酸接触，将另一部分生物污泥淤浆与碱性物质接触，与酸接触的部分生物污泥淤浆的体积占污泥淤浆总体积的10-40%，与碱接触的另一部分生物污泥淤浆的体积占污泥淤浆总体积的60-90%;(2)将与酸接触后的部分生物污泥淤浆和与碱接触后的另一部分生物污泥淤浆混合，并调节混合物的pH值为5-8，并进行固液分离。本发明的方法能够有效地实现污泥的减量化和减容化。
权利要求书
1.一种生物污泥淤浆的处理方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
(1)将部分生物污泥淤浆与酸接触，将另一部分生物污泥淤浆与碱性 物质接触，与酸接触的部分生物污泥淤浆的体积占污泥淤浆总体积的 10-40%，与碱接触的另一部分生物污泥淤浆的体积占污泥淤浆总体积的 60-90%;
(2)将与酸接触后的部分生物污泥淤浆和与碱接触后的另一部分生物 污泥淤浆混合，并调节混合物的pH值为5-8，之后进行固液分离。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，与酸接触的部分生物污泥淤浆 的体积占污泥淤浆总体积的15-35%，与碱接触的另一部分生物污泥淤浆的 体积占污泥淤浆总体积的65-85%。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，酸的有效量占与酸接触的 部分生物污泥淤浆的重量的0.2-6%。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，酸的有效量占与酸接触的部分 生物污泥淤浆的重量的0.4-5%。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，与酸接触的条件包括接触 的温度为40-100℃，接触的时间为0.5-48小时。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，与酸接触的条件包括接触的温 度为60-100℃，接触虫的时间为1-24小时。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述酸选自盐酸、硫酸、 硝酸、磷酸中的一种或多种。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，碱性物质的有效量占与碱 性物质接触的另一部分生物污泥淤浆的重量的0.2-6%。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，碱性物质的有效量占与碱性物 质接触的另一部分生物污泥淤浆的重量的0.4-5%。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，与碱性物质接触的条件包 括接触的温度为40-100℃，接触的时间为0.5-48小时。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，与碱性物质接触的条件包括 接触的温度为60-100℃，接触的时间为1-24小时。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述碱性物质选自氢氧化 钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钠、过氧化钠、氧化钾、过氧化钾、氧化钙、 过氧化钙、碳酸钙、碳酸钾、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的一种或多种。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生物污泥淤浆中污泥的固 含量为10-100克/升。
说明书
一种生物污泥淤浆的处理方法
技术领域
本发明涉及一种生物污泥淤浆的处理方法。
背景技术
城市污水处理厂普遍采用活性污泥处理工艺，微生物在处理污水的过程 中，产生大量的剩余污泥，剩余污泥中含有大量的细菌、有机物和氮、磷等 营养物质。随着我国社会经济的快速发展，因城市污水处理而产生的剩余污 泥量也在不断增长。因此，污泥处置近年来已成为愈发重要的环境问题。目 前，我国污水处理总量为258亿吨，污泥量占污水量的0.3-0.5体积%，污泥 含水率达97%，因此，在排放到环境之前必须进行减量化处理，以减少对环 境的污染。然而，由于污水中的剩余污泥的含水率较高，污泥处理的费用往 往占到污水厂运行费用的30-50%，这给污泥处理带来了很大困难。因此， 开发简单经济的污泥减量化工艺，不仅具有良好的社会效益和环境效益，而 且具有可观的经济效益。
为了使污泥溶解并释放出有机物，以达到减容化(减容是指污泥的体积 减少)和减量化(减量是指污泥干重的减少)的目的，目前广泛使用的方法 是将污泥进行厌氧消化或好氧消化，然后再将消化后的污泥进行处理，然而， 污泥消化所需的时间较长，一般在20天左右，只有部分大型污水处理厂才 配有相关的污泥消化处理设施，而对于中小型污水处理厂来说，普遍方法为 直接将污泥进行脱水，并将脱水后的泥饼外运。
近年来，有研究将碱处理、酸处理、热处理等作为预处理方法应用到污 泥处理中。例如，将经碱处理后的生物污泥用于厌氧发酵(参见Environmental Science and Technology.2004，38：3195-3202)。或者，如CN101186423A公开 了一种污水污泥的热处理-脱水-制肥方法，该方法包括将脱水污泥与氢氧化 钠混合，并将得到的混合物加热到120-140℃，保持40-100分钟，然后降温 至100℃以下，将冷却后的污泥进行脱水，得到脱出液和减量后的脱水泥饼， 将所得滤液制成液态废料。然而，经过碱处理的污泥的脱水性能恶化，使得 经碱处理的污泥很难进行有效的泥水分离，而无法有效达到减容化和减量化 的目的，该污泥干重减少量仅为35%。此外，经过碱处理的处理液和脱水后 的滤液的pH值很高，还需重新加酸回调到中性，导致酸和碱的大量消耗。
此外，Hot acid hydrolysis as a potential treatment of thickened sewage sludge(Journal ofHazardous Materials，2003，98(1-3)：275-293)采用热酸方法 处理浓缩污泥，其主要目的是污泥脱水和污泥减容。但是该方法中提到的污 泥减容化处理只是使污泥的体积减少，而污泥干重可能并没有减少。此外， 在热酸处理之后，处理液的pH仅为3，仍需要加碱回调至中性，导致酸碱 消耗量很大，而导致后续处理的药剂费用和处理成本很高，而限制了这些处 理方法在污泥减容化、减量化过程中的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的污泥处理方法无法有效实现污泥淤 浆的减容化和减量化的目的，且污泥处理淤浆过程中酸和碱的消耗较大导致 处理成本较高的缺陷，提供一种有效实现污泥淤浆的减容化和减量化，同时 能够降低污泥淤浆处理过程中酸和碱的用量以降低处理成本的生物污泥淤 浆处理方法。
对于现有技术中的将脱水污泥与氢氧化钠混合，并在高温下进行处理 后，碱处理的污泥的脱水性能恶化的原因，本发明的发明人推测可能是因为 在与氢氧化钠混合并经过高温处理后，污泥中的一些长链的大分子物质溶 出，而在脱水过程中，这些大分子物质妨碍了污泥中水分子的脱出。而本发 明的发明人惊奇地发现，在采用本发明的将部分生物污泥淤浆与酸接触，将 另外一部分生物污泥淤浆与碱接触，然后再将两部分混合，能够有效地实现 污泥的减量化和减容化。
本发明提供了一种生物污泥淤浆的处理方法，其中，该方法包括下述步 骤：
(1)将部分生物污泥淤浆与酸接触，将另一部分生物污泥淤浆与碱性 物质接触，与酸接触的部分生物污泥淤浆的体积占污泥淤浆总体积的 10-40%，与碱接触的另一部分生物污泥淤浆的体积占污泥淤浆总体积的 60-90%;
(2)将与酸接触后的部分生物污泥淤浆和与碱接触后的另一部分生物 污泥淤浆混合，并调节混合物的pH值为5-8，并进行固液分离。
与现有技术的方法相比，例如，与采用热碱处理方法相比，本发明提供 的污泥的处理方法具有如下显著优势：第一：本发明的生物污泥淤浆的处理 方法最多可以节省50%的药剂用量，大大降低了处理费用，同时有益于环境 保护;第二：生物污泥淤浆干重可以减少50%左右，并使污泥淤浆脱水性能 得到显著改善，泥水分离容易，实现了生物污泥的减容化;第三：生物污泥 淤浆中的微生物细胞被溶解，污泥固体质量减少，病原菌大大减少，实现了 生物污泥的减量化和稳定化，为生物污泥淤浆的进一步处理奠定了良好的基 础;此外，本发明的方法，不需要大量增加基建和设备投资，即可达到迅速 减少污泥体积和污泥量的目的。
具体实施方式
按照本发明，所述污泥淤浆的处理方法包括下述步骤：
(1)将部分生物污泥淤浆与酸接触，将另一部分生物污泥淤浆与碱性 物质接触，与酸接触的部分生物污泥淤浆的体积占污泥淤浆总体积的 10-40%，优选为15-35%;与碱接触的另一部分生物污泥淤浆的体积占污泥 淤浆总体积的60-90%，优选为65-85%;
(2)将与酸接触后的部分生物污泥淤浆和与碱性物质接触后的另一部 分生物污泥淤浆混合，并调节混合物的pH值为5-8，并进行固液分离。
通过检测分析可知，在与酸或碱接触后，生物污泥淤浆的干重的减少主 要是其中有机物的重量的减少。
本发明的发明人发现，当与酸接触的部分生物污泥淤浆体积占污泥淤浆 总体积的10-40%，特别是15-35%;与碱接触的另一部分生物污泥淤浆体积 占污泥淤浆总体积的60-90%，特别是35-65%时，处理后生物污泥淤浆的减 容化和减量化效果特别优异。
按照本发明，与酸接触的条件的可选择范围较宽。其中，所述酸可以是 纯的酸，也可以是酸的水溶液，而且，对酸的水溶液的浓度也没有特别限定。 优选情况下，酸的有效量占与酸接触的部分生物污泥淤浆的重量的0.2-6%， 更优选为0.4-5%。对于纯的酸来说，酸的有效量就是指酸的质量，对于酸的 水溶液来说，酸的有效量指的是酸的水溶液中溶质的质量。其中，与酸接触 的条件包括接触的温度和接触的时间。为了使污泥中的有机物更容易被从污 泥中溶解出来，以有效达到减量化的目的，所述接触的温度优选40-100℃， 更优选为60-100℃;接触的时间优选为0.5-48小时，更优选为1-24小时。 所述酸可以为本领域常用的各种可以用于处理污泥的酸，例如，可以选自盐 酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或多种。
按照本发明，与碱性物质接触的条件的可选择范围较宽。其中，所述碱 性物质可以是固体，也可以是碱性物质的水溶液，而且，对碱性物质的水溶 液的浓度也没有特别限定。优选情况下，碱性物质的有效量占与碱接触的另 一部分生物污泥淤浆的重量的0.2-6%，更优选为0.4-5%。对于固体来说， 碱的有效量就是指碱性物质的固体质量，对于碱性物质的水溶液来说，碱的 有效量指的是碱性物质的水溶液中溶质的质量。其中，与碱性物质接触的条 件包括接触的温度和接触的时间。为了使污泥中的有机物更容易被从污泥中 溶解出来，以有效达到减量化的目的，所述接触的温度优选为40-100℃，更 优选为60-100℃;接触的时间优选为0.5-48小时，更优选为1-24小时。所 述碱性物质可以为本领域常用的碱性物质，例如，可以选自氢氧化钠、氢氧 化钾、氢氧化钙、氧化钠、过氧化钠、氧化钾、过氧化钾、氧化钙、过氧化 钙、碳酸钙、碳酸钾、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的一种或多种。
按照本发明，将与酸接触后的部分污泥淤浆和与碱性物质接触后的另一 部分污泥淤浆混合后调节混合物的pH值为5-8的方法为本领域技术人员所 公知，例如，加入酸或者碱进行调节，酸或者碱的浓度和用量可以根据实际 需要调整，只要保证将得到的混合物的pH值调节至5-8即可。
由于直接从污水处理厂或其它地方排出的污水中含有大量的水和约占 污水量的0.3-0.5体积%的生物污泥，为了更有利于对污泥的有效处理，优选 在处理前先将含有生物污泥的污水进行浓缩，得到固含量为10-100克/升， 优选为10-50克/升的生物污泥淤浆(可以参照GB11901-89测定所述生物污 泥淤浆的固含量)。因此可知，所述生物污泥淤浆其实是指含有生物污泥和 水的混合悬浊液，因此，上述步骤中所述待调节pH值的混合物可以认为是 具有流动性的悬浊液。
按照本发明，在步骤(2)中，将与酸接触后的部分生物污泥淤浆和与 碱接触后的另一部分生物污泥淤浆混合，并在调节混合物的pH值为5-8后 将混合物进行固液分离的方法可以为本领域技术人员所公知的各种常规的 方法，例如，将所述混合物与絮凝剂混合，然后进行离心分离或重力沉降， 而分离得到污泥和水。所述絮凝剂的种类、用量和固液分离的具体操作条件 可以是本领域常规的各种絮凝剂以及常规的用量和常规的离心分离的操作 条件，例如，可以选自FeCl3、AlCl3和聚丙烯酰胺中的一种或多种。具体操 作条件和方法在这里不再赘述。
按照本发明的方法处理后的污泥的含水率可以降低到原来的65-75重量 %，污泥干重可以降低至原来的40-60%。