申请日2012.12.28
公开(公告)日2013.04.10
IPC分类号C02F11/14; C02F11/00
摘要
本发明公开了一种污泥集中深度处理的预调制工艺，包括以下步骤：第一步：在经过先行脱水至含水量为78%～83%的污泥中，加入与绝干污泥重量比为0.5%～5.0%的聚合硫酸铝，同时加水将污泥稀释至含水率为96%～99%;第二步：开启高速切割破碎搅拌机5～15分钟，对污泥进行搅拌混合以完成预调制作业。本发明在稀释污泥的同时，利用聚合硫酸铝与三聚磷酸钠对带电的污泥菌胶团、脂肪类物质、蛋白质等剪切、乳化、分散、絮凝作用;并利用高速切割破碎搅拌机进行机械破碎，从而打破胶束与絮凝物，增加负载TiO2光电催化剂的混合效果，便于后期进行负载TiO2光电催化集中深度处理。
权利要求书
1.一种污泥集中深度处理的预调制工艺，其特征在于包括以下步骤：
第一步：在经过先行脱水至含水量为78%～83%的污泥中，加入与绝干污泥重量比为0.5%～5.0%的聚合硫酸铝，同时加水将污泥稀释至含水率为96%～99%;
第二步：开启高速切割破碎搅拌机5～15分钟，对污泥进行搅拌混合以完成预调制作业。
2.按照权利要求1所述的污泥集中深度处理的预调制工艺，其特征在于：聚合硫酸铝的添加量优选为绝干污泥的0.5%～2.0%(重量比)。
3.按照权利要求1所述的污泥集中深度处理的预调制工艺，其特征在于：在第一步中同时添加与绝干污泥重量比0.1‰～5‰的三聚磷酸钠。
4.按照权利要求3所述的污泥集中深度处理的预调制工艺，其特征在于：三聚磷酸钠的添加量优选为绝干污泥的0.3‰～1.5‰(重量比)。
5.按照权利要求1所述的污泥集中深度处理的预调制工艺，其特征在于：所述高速切割破碎搅拌机的转速为300r/min。
6.按照权利要求1所述的污泥集中深度处理的预调制工艺，其特征在于：预调制后污泥比阻值小于3.5×1013m/kg。
说明书
污泥集中深度处理的预调制工艺
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是一种污泥集中深度处理的预调制工艺。
背景技术
随着我国城市化进程的加速，城市污水处理能力逐年提高，污水处理厂产生的污泥产量以年增长率大于10%的速度急剧增加。近几年来，国家从政策和财力上积极支持，建设了一大批城镇污水处理设施，以保护水环境，防止水污染，促进国民经济和生态环境的可持续发展。截至2012年3月底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3198座，处理能力达到1.38亿立方米/日;正在建设的城镇污水处理项目约1300个，处理能力约2700万立方米/日。在657个设市城市中，已有639个城市建有污水处理厂，占设市城市总数的97.3%;累计建成污水处理厂1884座，形成处理能力1.15亿立方米/日;全国已有1177个县城建成了污水处理厂，约占县城总数的72.5%;县城及部分建制镇累计建成污水 处理厂1314座，处理能力2334万立方米/日。与此同时，污水厂的传统污泥处理工艺，例如絮凝与压滤，由于无法有效地破解污泥的包外聚合物、污泥胶团结构吸包水和污泥菌团细胞水，使得目前污水厂处理后污泥含水率仍高达78～83%，致使固化填埋成本高，填埋土地占用率巨大，且极易因污泥返溶、渗出等造成填埋地的二次污染、为污泥的资源利用带来困难，影响周边生态环境;如果采用焚烧，则需要消耗大量的能量。
本申请人在中国专利“201110402563.X ---负载TiO2光电催化深度处理污泥的催化剂、装置与方法”中公开了一种利用负载TiO2光电催化剂，进行光电催化深度处理污泥的方法，包含以下步骤：
第一步：在污泥中加入负载TiO2光电催化剂，充分搅拌，;
第二步：根据有机质含量的不同在反应釜中搅拌污泥30～90分钟，同时采用反应釜上部的紫外线发生器进行照射，采用空气源载流高能态电子发生仪通过反应釜下部的曝气管路向污泥中导入高能电子;
第三步：加入复合聚沉剂进行絮凝反应5～10分钟;
第四步：将反应釜中的污泥输出至中间池，并利用压滤机进行压滤。
利用上述工艺，可以在常温、普通压力的条件下，将污水处理厂含水量为98%～99%的剩余污泥(excess activated sludge)中的水分含量降低至50%以下，同时完成杀菌、除臭、有毒重金属离子固化的处理，具有显著的经济效益与环保价值。
对于大城市的污水处理厂，其污泥量很大，可以直接投资兴建上述污泥处理设施，但是部分二级城市及县级新建污水厂、以及特种行业的污水处理厂的污泥产量小，单个建立污泥处理生产线往往存在投资成本和占地空间等多方面原因的限制，因而通常会将这些小污水厂的污泥运输至一处集中地,统一设置污泥处理设施，进行集中处理，这种通过合理布局，资源共享，建立能耗低、占地少、操作环境好、自动化程度高、运行成熟可靠的污泥集中处理设施，可显著降低投资、运行与处理成本，已成为分散的小污水厂污泥处理的发展方向与趋势，也方便后期的污泥安全处置和资源循环利用。
污水处理厂产生的剩余污泥含水率为98%～99%，采用现有的污水厂已投资的常规污泥处理工艺，例如絮凝与压滤，通常可脱水至78%～83%。然而这种初步脱水后的污泥相对较浓稠，不能直接采用上述光电催化深度处理工艺来处理;同时因为内部存在絮凝组织与其较差的流动性，影响了负载TiO2光电催化剂的传质效果与催化效果，不能达到希望的处理效果。
发明内容
本申请人针对上述污泥集中处理中先初步脱水后污泥较为浓稠难以处理的缺点，提供一种合理的污泥集中深度处理的预调制工艺，从而可以成功解决将初步脱水后污泥导入负载TiO2光电催化深度处理的难题。
本发明所采用的技术方案如下：
一种污泥集中深度处理的预调制工艺，包括以下步骤：第一步：在经过先行脱水至含水量为78%～83%的污泥中，加入与绝干污泥重量比为0.5%～5.0%的聚合硫酸铝，同时加水将污泥稀释至含水率为96%～99%;第二步：开启高速切割破碎搅拌机5～15分钟，对污泥进行搅拌混合以完成预调制作业。
聚合硫酸铝的添加量优选为绝干污泥的0.5%～2.0%(重量比)。
在第一步中同时添加与绝干污泥重量比0.1‰～5‰的三聚磷酸钠。
三聚磷酸钠的添加量优选为绝干污泥的0.3‰～1.5‰(重量比)。
所述高速切割破碎搅拌机的转速为300r/min。
预调制后污泥比阻值小于3.5×1013m/kg。
本发明的有益效果如下：
本发明在稀释污泥的同时，利用聚合硫酸铝在调制污泥过程中对带电的污泥菌胶团实施最大程度的双电层压缩作用和强吸附桥架的能力，增强对污泥菌胶膜层的剪切程度，促使膜层破裂，用于去除乳化油以及部分难以降解的复杂高分子有机物，辅助氧化破膜后的絮凝作用。利用三聚磷酸钠对脂肪类物质、蛋白质等促乳化的作用以及对固体粒子则有分散悬浮作用，以降低液固表面界面张力，减小负载光电催化剂传质阻力。利用高速切割破碎搅拌机进行机械破碎，从而打破先初步脱水污泥的胶束与絮凝物，同时增加负载TiO2光电催化剂的混合效果，便于后期进行负载TiO2光电催化集中深度处理。