申请日2012.10.09
公开(公告)日2013.01.02
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明公开了一种强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法，向剩余活性污泥中加入电解质，加热搅拌，反应完全之后，得到脱水性能强化的剩余活性污泥;所述的电解质为钠盐、钾盐、钙盐和镁盐中的至少一种。本发明通过常压水热电解质法提高了剩余活性污泥的脱水速率，显著减少了活性污泥的含水率，工艺简短、设备要求简单、操作方便，为剩余活性污泥的后续处理与处置提供了重要的前处理技术。
权利要求书
1.一种强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法，其特征在于，向剩 余活性污泥中加入电解质，加热搅拌，进行反应，反应完全后得到脱水性 能被强化了的剩余活性污泥;
所述的电解质为钠盐、钾盐、钙盐和镁盐中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法， 其特征在于，所述的电解质为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、氯化钙、 氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的强化剩余活性污泥脱水性能的处理方 法，其特征在于，所述的电解质的浓度为1～600mmol/L。
4.根据权利要求3所述的强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法， 其特征在于，所述的电解质的浓度为5～300mmol/L。
5.根据权利要求1或2所述的强化剩余活性污泥脱水性能的处理方 法，其特征在于，所述的电解质为氯化钙，所述的电解质的浓度为5～100 mmol/L。
6.根据权利要求1所述的强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法， 其特征在于，反应温度为40～100℃。
7.根据权利要求6所述的强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法， 其特征在于，所述的反应温度为60～95℃。
8.根据权利要求1所述的强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法， 其特征在于，反应时间为10min～10h。
9.根据权利要求8所述的强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法， 其特征在于，所述的反应时间为30min～4h。
说明书
一种强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法
技术领域
本发明属于资源与环境技术领域，尤其是涉及一种强化剩余活性污泥 脱水性能的方法。
背景技术
活性污泥法具有处理能力大、适用范围广、有机物去除效率高、运行 稳定和成本较低等经济技术的优势，一直以来是污水处理的主流技术方 法。剩余活性污泥是活性污泥法流程中经沉淀后排出的部分活性污泥，活 性污泥处理废水过程必然产生剩余活性污泥。剩余活性污泥成分极为复 杂，含有大量的病原菌、病毒微生物、重金属物质和毒害性有机物，易腐 败，有恶臭，对人类健康、生态和环境卫生具有较大的危害性，故必须对 其进行减量化、稳定化、无害化、甚至资源化处置。
常用的剩余活性污泥处置技术有土地填埋、堆肥和焚烧。剩余活性污 泥含水率一般在96%以上，即使经过加药重力浓缩处理，含水率也在90% 以上。由于剩余活性污泥含水率非常高，导致体积庞大，给后续处理带来 了很多困难，例如，高额的运输费用、巨大的能量消耗。以干化焚烧处置 为例，活性污泥的含水率直接影响到处置构筑物的规模以及能源消耗。理 论上污泥含水率越低越好，但是常规的机械脱水方法仅能使污泥的含水率 降至80%左右，且机械脱水程度越高，设备投资和运行成本越大。因此， 强化剩余活性污泥脱水性能成为剩余活性污泥处置的必要的前处理技术。
强化剩余活性污泥脱水的处理方法有生物水解法、冻融法、超声法、 臭氧法和高温水热法等，其中高温水热法由于简便、高效的特点，受到广 泛的关注，但是存在能耗高的缺点。为此，人们采用酸或碱的协同作用来 降低水热处理要求的温度，例如，E.Neyens等人在H2SO4或NaOH、 Ca(OH)2的存在条件下，采用水热法对剩余活性污泥进行处理，可以提高 处理的效率(“Hot acid hydrolysis as a potential treatment of thickened sewage sludge”，E.Neyens等，Journal of Hazardous Materials 98(2003)，275-293; “Alkaline thermal sludge hydrolysis”，E.Neyens等，Journal of Hazardous Materials B97(2003)295-314)。然而，采用这种方法时，需要消耗大量的 酸或碱，这会导致设备腐蚀、重金属和磷的溶出、酸或碱超标等问题。
发明内容
本发明提供了一种强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法，该方法可 以显著提高活性污泥的脱水性能，并且对设备的腐蚀小。
一种强化剩余活性污泥脱水性能的处理方法，向剩余活性污泥中加入 电解质，加热搅拌，进行反应，反应完全后得到脱水性能被强化了的剩余 活性污泥;
所述的电解质为钠盐、钾盐、钙盐和镁盐中的至少一种。
经过处理后的剩余活性污泥经换热器换热后送入机械脱水设备，脱水 后的滤饼进行后续处置，所述的脱水设备可以为板框压滤机、厢式压滤机、 真空皮带压滤机和真空转鼓压滤机等。
在常压水热条件下，所述的剩余活性污泥的絮体发生破裂，内部带负 电荷的基团被暴露出来，部分胞内物释放，为阳离子提供了更多的架桥结 合位点，此时投加所述电解质，电解质电离出钠离子、钾离子、钙离子或 镁离子，这些离子通过电中和、吸附架桥、压缩胶体双电层等方式，显著 减少活性污泥的表面电荷、促使胞内水释放、形成更加紧密团聚的活性污 泥絮状体，从而强化活性污泥的脱水性能;同时，本发明中，所使用的电 解质不属于强酸强碱，对设备的腐蚀小。
易溶于水、能够电离出钠离子、钾离子、钙离子或镁离子的各种盐类 都能作为本发明中的电解质与剩余活性污泥进行反应。所述的电解质优选 氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中 的至少一种，这些电解质易溶于水，性质稳定，且易电离出所需的阳离子; 同时来源广泛，价格便宜，适合大规模应用于剩余活性污泥脱水性能的强 化处理。
所述的电解质浓度增加到一定程度之后，再增加其浓度，对脱水性能 的影响不明显，却会增加处理成本。综合考虑，所述的电解质的浓度优选 为1～600mmol/L，进一步优选为5～300mmol/L，其中，所述电解质的浓度 为电解质在整个处理体系中的浓度。
作为优选，所述的电解质为氯化钙，所述的电解质的浓度为5～100 mmol/L。选用氯化钙作为电解质的时候，经过处理之后的剩余活性污泥的 脱水性能较好，而且氯化钙用量少，处理时间短。
在反应过程中，反应温度优选为40～100℃，随着所述反应温度的提 高，经过处理后的剩余活性污泥的脱水性能越好。当所述的反应温度提高 到60℃以上时，经过处理后的剩余活性污泥的脱水性能明显变好，但若超 过沸点，则需加压进行，增加设备成本及操作难度，所述的反应温度进一 步优选为60～95℃。
所述的反应时间优选为10min～10h，进一步优选为30min～4h，随着反 应进行到一定的程度，再延长所述的反应时间对脱水性能的影响不再明 显。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
在常压条件下，通过投加特定的电解质的水热反应可显著提高剩余活 性污泥的脱水性能，既可分批处理剩余活性污泥，也可连续处理剩余活性 污泥;操作灵活、所需设备简单、过程简短、能耗较低;为活性污泥运输、 后续处置(如填埋、焚烧)或资源化利用(如发酵制肥、有机成分提取) 提供重要的配套前处理技术。