申请日2007.08.06
公开(公告)日2009.08.05
IPC分类号C02F11/14; C02F1/66; C02F1/52; C02F1/04; C02F11/18
摘要
本发明涉及调节由城市和/或工业废水处理产生的液体污泥的方法，该方法使该污泥经过机械脱水步骤，然后是热干燥步骤。在脱水步骤之后且在干燥步骤之前或在干燥步骤入口处，将氯化铁和/或生石灰或熟石灰注射到泥浆中。
权利要求书
1.调节由城市和/或工业废水处理产生的液体污泥的方法，根据该 方法，使污泥进行机械脱水步骤然后是热干燥步骤，该方法的特征在于， 在脱水步骤和干燥步骤之间和/或在干燥步骤的入口处将氯化铁和/或 生石灰或熟石灰注射到污泥中，从而降低干燥步骤过程中污泥的粘结并 改善蒸发能力。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于氯化铁的注射剂量相对 于污泥固含量为1至10质量%。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于氯化铁的最佳注射 剂量通过观察所得脱水污泥来确定，该脱水污泥不应该是致密的且应该 在“过滤织物介质”上的粘结试验中产生令人满意的结果。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于生石灰或熟 石灰的注射剂量相对于污泥固含量为5至30质量%。
5.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于石灰的注射以 粉末形式进行以形成污泥饼的涂层，而不过度混合以防止任何触变反 应。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于就在干燥步骤之前即刻 注射石灰粉末。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于在干燥步骤开始时注射 石灰粉末。
8.用于实施如权利要求1至7任一项所述的方法的用于调节液体 污泥的设备，其包括机械脱水装置，然后是热干燥器，其特征在于，该 设备在机械脱水装置(1)和热干燥器(3)之间，和/或在热干燥器(3) 的入口处包括用于注射氯化铁的装置(4)，和/或用于向污泥上注射生 石灰或熟石灰的装置(8，9)。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于提供用于向污泥上注射生 石灰或熟石灰的装置(8，9)以确保将生石灰或熟石灰喷洒在污泥上。
说明书
在干燥前调节污泥的方法和设备
技术领域
本发明涉及调节由城市和/或工业废水处理产生的液体污泥的方 法，该方法使该污泥经过机械脱水步骤，然后是热干燥步骤。
背景技术
城市和/或工业废水的净化产生的污泥的处理程序已随着时间发 生了变化。
十多年前，污泥的处理在机械脱水使干燥度为大约20%之后停止。 由此增稠的污泥可用在农业中或排放到填埋场。
在机械脱水之前在液体污泥中广泛使用氯化铁作为凝结剂。
同样已知并广泛使用的是为使脱水污泥稳定化和结构化的后石灰 处理，以便其排放或农业利用。
近年来，来自城市和/或工业水净化站的污泥的最终目的地经历显 著的变化。污泥的排放不再是优先的途径，因为填埋场最终只能接收 所谓的最终废料(1999年4月26日的directive européenne(欧洲 指令)1999/31/EC)。由于与重金属和/或会造成健康危害的有机分子 的存在相关的污染风险，液体或脱水的污泥在农业中的利用必须面对 更加严格的标准。直接焚烧的发展既未抵消污泥产量的增加，也未解 决对排放和农业利用的限制。
出于这些原因，应用于脱水污泥的热干燥技术已发生显著的工业 化，并且要么直接在净化站要么在专用处理和收集中心中已经建立了 大量的干燥装置。
通过热干燥完成的污泥处理程序可以使水在干燥器中蒸发并获得 高干燥度，优选高于90%。
热干燥能够限制体积和产生更适合能量利用(更高热值)和农业 利用(产品完全灭菌)的干燥污泥。
热干燥导致能量消耗，但由此产生显著优点。干燥后的污泥为体 积降低的颗粒形式。致病菌已被杀灭。由此处理的污泥可被认为是合 格产品，特别有利于农业。
在脱水步骤后包含干燥步骤的这种处理程序中，污泥的稳定化和 结构化由干燥本身引起，因此再无理由像以脱水终止该处理且之后没 有干燥时的情况那样使用石灰。
但是，出自热干燥装置的许多反馈凸显出各种性质的困难，特别 是，随着水处理线的设计而变的水蒸发能力，以及脱水后的高粘度问 题。
干燥器的蒸发能力是其每小时可蒸发的水的量;其取决于干燥器 的装机功率和特性。对于间接干燥器(热流体不与污泥直接接触)， 习惯将这种蒸发能力表示为每小时每平米干燥面积蒸发的水的千克 数;对于容易干燥的污泥(例如延长曝气的有机污泥)，其为大约 20Kg/m2.h，对于更难干燥的污泥(例如初始污泥)，其仅为15Kg/m2.h， 对于来自城市和工业排放物的混合物的粘稠污泥，甚至为13Kg/m2.h。 蒸发能力的降低当然会影响干燥器的热收率和能量消耗，在正常条件 下蒸发1kg水的能量消耗为大约1kWh。
例如，已经表明，通过延长曝气产生的完全生物污泥表现得与重 载活性污泥不同，这种重载活性污泥本身也根据其龄期具有不同性质。
这种蒸发能力与干燥器特性和用于补偿蒸发反应吸热所需的能量 消耗直接相关。除了应用于通过再利用生成的生物气消化的污泥以外， 反应的吸热通过使用造成常见的可持续发展问题的贵燃料补偿。
更特别地，在将城市排放物与显著比例的工业排放物混合时，已 经表现出通过这些排放物的处理所产生的污泥的蒸发能力的显著变 化。
这种变化根据所存在的来自于工业排放物的某些复合矿物或有机 分子而是或多或少显著的。这些分子覆盖从脂族碳基结构到多酚和苯 类芳族衍生物的极宽范围，包括所有羧酸衍生物。工业排放物中矿物 填料的存在也可强烈影响污泥的游离水/结合水分布。
除了引起贵能源的更大消耗以及更长干燥时间外，蒸发能力的这 种变化也对干燥工艺的机械性能具有影响。
此外已知的是，在可从20%到90%的干燥度范围内热干燥的有机污 泥经过不同的流变步骤，特别包括以堵塞性质和高剪切强度为特征的 所谓塑化的相。通常，在干燥度在45和55%之间时，出现塑化相。
工业应用的干燥技术要么采用直接应用于脱水污泥的干燥，在这 种情况下干燥器必须机械耐受塑化相的出现，要么采用应用于重构污 泥的干燥。这种重构污泥是脱水污泥和干燥污泥的混合物，这能使该 重构污泥具有超出塑性流变的干燥度。在这种情况下，干燥器上游的 设备必须确保重构污泥的合适调节并因此确保干燥器的最佳运行。
由于这些各种原因，尤其处理城市和工业污泥混合物的干燥装置 具有应用困难，这些困难引起贵能源的过度消耗、由遇到的机械问题 引起的较低可靠度和因此可造成处理线合理性(bien fondé)问题的 运行成本。
发明内容
本发明的目的尤其是提供以在机械脱水后进行热干燥为目的的污 泥调节(conditionnement)方法，其不再具有或在较低程度上具有上 述缺陷。特别希望避免进入干燥器的污泥的蒸发能力的降低，并优选 也避免污泥粘度的升高。
令人惊讶地，已经发现，在包括脱水步骤然后是干燥器中的热干 燥步骤的处理程序中，在脱水之后且在干燥之前在污泥中加入氯化铁 和/或生石灰或熟石灰产生与这些产品的已知结果不同的两种意外的 结果，即：
-消除或至少降低污泥在干燥器中的粘结问题，同时保持污泥粘 度，不显著提高;
-保持甚至提高蒸发能力。
本发明的主题因此在于，在位于污泥机械脱水和其热干燥之间的 位置注射反应物。反应物的这些受控注射能够抑制可能一方面引起污 泥流变性的不适当的和有害的变化且另一方面降低污泥的水蒸发能力 的任何反应。
根据本发明，涉及一种调节由城市和/或工业废水处理产生的液体 污泥的方法，根据该方法，使污泥进行机械脱水步骤然后是热干燥步 骤，该方法的特征在于，在脱水步骤和干燥步骤之间和/或在干燥步骤 的入口处将氯化铁和/或生石灰或熟石灰注射到污泥中，从而降低干燥 步骤过程中污泥的粘结(collage)并改善蒸发能力。
氯化铁的注射剂量相对于污泥固含量有利地为1至10质量%。氯 化铁的最佳注射剂量可以通过观察所得脱水污泥来确定，该脱水污泥 不应该是致密的(compacte)且应该在本说明书最后给出的在“过滤 织物介质”上的粘结试验中产生令人满意的结果。
优选地，生石灰或熟石灰的注射剂量相对于污泥固含量为5至30 质量%。
石灰的注射有利地以粉末形式进行以形成污泥饼的涂层，而不过 度混合以防止任何触变反应。可以在干燥步骤开始时或者在干燥步骤 之前即刻注射石灰粉末。
本发明也涉及用于实施上述方法的用于调节液体污泥的设备，其 包括机械脱水装置，然后是热干燥器，并且特征在于，该设备在机械 脱水装置和热干燥器之间和/或在热干燥器的入口处包括用于注射氯 化铁的装置，和/或用于向污泥上注射生石灰或熟石灰的装置。
优选地，提供用于注射生石灰或熟石灰的装置以确保将生石灰或 熟石灰喷洒在污泥上。
进行石灰的注射以在污泥饼上由石灰粉末形成涂层。