申请日1996.05.03
公开(公告)日1998.08.12
IPC分类号C02F11/18
摘要
本发明提供一种处理污泥的方法和设备(10)。该方法包括向一个优选为基本上密闭的反应容器(20)加入一种基本上是液体状态的污泥(34)和一种碱性添加剂(29),混合污泥和添加剂,确保所述的pH值高于约12,将该pH值保持一段预定的时间,任选地通过加热元件(40)对反应容器中的污泥混合物(34)进行补充加热,使其温度提高到预定的温度,保持一段预定的时间,使污泥混合物(34)保持在一种基本上流动的状态,并将基本上呈液体状态的污泥和添加剂混合物(34)从反应容器(20)中排出,使其适合于通过自流输送。
権利要求書
1.一种处理污泥的方法，其处理的最终产物可通过自流散布，该方法 包括：
(a)向一个基本上密闭的反应容器加入固体含量高于0%但又低于10 %的污泥，以使该污泥在环境温度和压力下是一种液体，还向其加入一 种添加剂，所述的添加剂是一种苛性化合物，选自氢氧化钙、氧化钙、 碳酸钙、苏打灰、氢氧化钠和氢氧化钾，加入足够量的上述添加剂，将 污泥混合物的pH值调到高于约12;
(b)将污泥和添加剂混合成污泥混合物，以确保所述的pH值高于约 12;
(c)将高于约12的pH值保持一段预定的时间;
(d)相对于环境的压力控制反应容器的压力，以便于控制反应;
(e)保持污泥混合物成为一种自由流动的液体，使其含至少约90%的 液体;和
(f)从反应容器中排出呈充分液体状态的污泥和添加剂混合物，使其 随后可通过自流输送。
2.权利要求1的方法，该方法包括对反应容器中的污泥混合物进行补 充加热的步骤，以便将混合物加热，提高到所需的温度，保持一段预定 的时间。
3.权利要求1的方法，其中控制压力的步骤包括保持反应容器中的压 力高于大气压，以便减少反应容器中生成的泡沫或浮渣量。
4.权利要求1的方法，其中控制压力的步骤包括保持反应容器中的压 力低于大气压，以便排出来自混合物的气体。
5.权利要求1的方法，该方法包括将铁盐和氧与添加剂结合起来预浓 集污泥的步骤，使其浓集到保持一种自由流动的液体状态的含量。
6.权利要求1的方法，该方法包括在混合污泥和添加剂的步骤之前在 预热室中预热至少一部分污泥的步骤，利用从反应容器中排出的其温度 较环境温度高的新稳定的污泥混合物的热量作为预热室的热源。
7.权利要求6的方法，其中利用新稳定的污泥的热量作为预热室热源 的步骤包括将污泥混合物从反应容器输送到与预热室接触的液体导热 区。
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中使污泥混合物保持一种自由 流动的液体的步骤包括利用改变污泥混合物粘度的剪切装置剪切混合 物，使其更容易流动。
9.权利要求1-7中任一项的方法，其中当反应容器中有空气存在 时，混合污泥和添加剂的步骤包括通过污泥和添加剂混合物输送空气。
10.权利要求1的方法，其中各个步骤在连续的基础上进行。
11.权利要求6的方法，其中污泥和添加剂二者都在预热室中预热。
12.权利要求1-7中任一项的方法，其中混合污泥和添加剂的步骤 包括用有剪切作用的叶片装置剪切混合物。
13.权利要求2的方法，其中补充加热步骤包括将热传递到反应容器 壁，随后传导到该容器的内部。
14.一种处理污泥的方法，其处理的最终产物可通过自流散布，该方 法包括：
(a)向一个基本上密闭的反应容器加入固体含量高于0%但又低于10 %的污泥，以使该污泥在环境温度和压力下是一种液体，还为其提供环 境温度和压力以及加入一种添加剂，所述的添加剂是一种苛性化合物， 选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙、苏打灰、氢氧化钠和氢氧化钾，加入 足够量的上述添加剂，将污泥混合物的pH值调到高于约12;
(b)利用从反应容器中排出的其温度较环境温度高的新稳定的污泥混 合物的热量作预热室的热源，在预热室中预热至少一部分污泥和添加 剂;
(c)将污泥和添加剂混合成污泥混合物，以确保所述的pH值高于约 12;
(d)将高于约12的pH值保持一段预定的时间;
(e)保持污泥混合物成为一种自由流动的液体，使其含至少90%液 体;和
(f)从反应容器中排出呈充分液体状态的污泥和添加剂混合物，使其 接着可通过自流输送。
15.权利要求14的方法，该方法包括通过将热传递到反应容器壁随后 把热传导到该容器内部，对反应容器中污泥混合物补充加热的步骤，以 便将混合物加热提高到所需的温度，在该温度下保持一段预定的时间。
16.权利要求14的方法，该方法包括将铁盐和氧与添加剂结合起来预 浓集污泥的步骤。
17.权利要求14的方法，其中保持污泥混合物成为一种基本上流动的 液体状态的步骤包括用一种剪切装置剪切混合物，以改变污泥混合物的 粘度，使其更容易流动。
18.权利要求14的方法，其中各个步骤在间歇的基础上进行。
19.权利要求14的方法，其中各个步骤在连续的基础上进行。
20.权利要求14的方法，该方法包括相对环境压力控制反应器中压力 的步骤，以便于控制反应。
21.一种处理污泥的设备，该设备提供一种能通过自流散布的处理最 终产物，该设备包括：
(a)向一个基本上密闭的反应容器加入固体含量高于0%但又低于10 %的污泥的装置，以使该污泥在环境温度和压力下是一种液体，该装置 还包括向该反应容器加入一种添加剂的装置，所述的添加剂是一种苛性 化合物，选自氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙、苏打灰、氢氧化钠和氢氧化 钾，加入足够量的上述添加剂，将污泥混合物的pH值调至高于约12;
(b)将污泥和添加剂混合成污泥混合物的装置，以确保所述的pH值 高于约12;
(c)相对于环境压力控制反应器内压力的装置，以便于控制反应;
(d)保持污泥混合物成为一种自由流动的液体的装置，使其含至少90 %的液体;和
(e)从反应容器中排出呈充分液体状态的污泥和添加剂混合物的装 置，使其接着可通过自流输送。
22.权利要求21的设备，该设备包括对反应容器中污泥混合物补充加 热的装置，将混合物加热提高到所需的温度，保持一段预定的时间。
23.权利要求21的设备，该设备包括将铁盐和氧与添加剂结合起来预 浓集污泥的装置，使其浓集到保持一种自由流动的液体状态的含量。
24.权利要求21的设备，该设备包括在预热室中预热至少一部分污泥 的装置，利用从反应容器中排出的其温度较环境温度高的新稳定的污泥 混合物的热量作为预热室的热源。
25.权利要求24的设备，其中利用新稳定的污泥的热量作为预热室的 热源的预热装置，包括将污泥混合物从反应容器输送到与预热室接触的 液体导热区的装置。
26.权利要求21的设备，其中保持污泥混合物成为一种自由流动的液 体的装置包括剪切混合物改变其粘度的装置，使其更容易流动。
27.权利要求21的设备，其中当反应容器中有空气时，混合污泥和添 加剂的装置包括通过污泥和添加剂混合物输送空气的装置。
28.权利要求21的设备，其中所有的装置都有连续运行的能力。
29.权利要求24的设备，其中利用从反应容器中排出的其温度较环境 温度高的新稳定的污泥混合物的热量，在预热室中预热至少一部分污泥 的装置包括在预热室中预热污泥和添加剂的装置。
30.权利要求21的设备，其中混合污泥和添加剂混合物的装置包括起 剪切作用的叶片装置。
31.权利要求27的设备，其中补充加热装置包括将热传递到反应容器 壁，随后传导到该容器内部的装置。
32.一种处理污泥的设备，其处理的最终产物可通过自流散布，该设 备包括：
(a)向一个基本上密闭的反应容器加入固体含量高于0%但又低于10 %的污泥的装置，以使该污泥在环境温度和压力下是一种液体，该装置 还包括向该反应容器加入一种添加剂的装置，所述的添加剂是一种苛性 化合物，其中包括氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙、苏打灰、氢氧化钠和氢 氧化钾，加入足够量的上述添加剂将污泥混合物的pH值调到高于约12;
(b)在预热室中预热至少一部分污泥和添加剂的装置，利用从反应容 器中排出的其温度较环境温度高的新稳定的污泥混合物的热量作为预热 室的热源;
(c)将污泥和添加剂混合成污泥混合物的装置，以确保上述的pH值 高于约12;
(d)保持污泥混合物成为一种自由流动的液体的装置，使其含至少90 %的液体;和
(e)从反应容器中排出呈充分液体状态的污泥和添加剂混合物的装 置，使其随后可通过自流输送。
33.权利要求22的设备，该设备包括通过将热传递到反应容器壁，随 后把热传导到该容器内部对反应容器中的污泥混合物补充加热的装置， 以便将混合物加热提高到所需的温度，保持一段预定的时间。
34.权利要求37的设备，该设备包括将铁盐和氧与添加剂结合起来预 浓集污泥的装置。
35.权利要求32的设备，其中保持污泥混合物成为一种基本上流动的 液体状态的装置包括剪切装置，以改变污泥混合物的粘度，使其更容易 流动。
36.权利要求32的设备，其中所有的装置都有在间歇基础上运行的能 力。
37.权利要求32的设备，其中所有的装置都有在连续基础上运行的能 力。
说明书
稳定液态污泥的方法和设备
发明背景
在处理下水道污泥或任一生物污泥时，希望把这些污泥重新用于土 壤改良或施肥。污泥含有许多对植物生长有益的营养素。在对土地施肥 之前必须杀灭病原生物使污泥稳定。在未经适当稳定的情况下，通过直 接或间接地与污泥接触，可能发生例如肝炎、胃肠炎、钩虫等疾病。
与这些污泥有关的主要病原体是细菌、病毒、原生动物和蠕虫。加 入石灰或碱性材料提高pH对杀灭细菌、病毒和原生动物是有效的。然而 蠕虫卵的抵抗力较强，要杀灭蠕虫卵需要另外处理。加热污泥对杀灭蠕 虫卵是有效的。
把高pH和加热结合起来，一直是一种众所周知的能有效地将所有病 原体降低到安全水平的方法。这种处理方式在过去已被用于处理脱水到 至少含10%干固体的污泥。本发明提供一种使干固体含量低于10%的 液态污泥稳定的装置。在处理污水时，通过重力沉降将固体与液流分开。 污泥的固体浓度一般为0.2%-3%。许多处理方法随后向污泥中加入聚 合物或其它絮凝剂，并使污泥脱水，浓集到含高达10%-60%的干固 体，这取决于污泥的种类和脱水设备的类型。美国专利5,013,458讲授一 种稳定脱水污泥的方法，本文引入其全部公开的内容作为参考。
脱水过程需要大量的设备投资和昂贵的化学试剂、人力以及运行时 间。废水流较小的小社区产生的污泥量一般不多，脱水是不合算的。
这些较小的设施一般都没有获得杀灭较高病原体的低成本过程的方 法。在本发明之前，这些较小的设备通常依靠消化或简单地加入石灰使 污泥稳定。这些现有的方法一般不能杀灭较高的病原体。
发明概述
本发明涉及一种稳定液态污泥的方法和设备，使处理的最终产物可 通过自流散布。该方法优选的实施方案包含向一个基本上密闭的反应容 器加入固体含量高于0%但又低于10%的污泥和一种碱性添加剂的步 骤，以使该污泥在环境温度和压力下是一种液体。加入足够量的添加剂 将污泥混合物的pH调到高于约12。这个优选的方法还包含将污泥和添 加剂混合成污泥混合物，将高于约12的pH保持一段预定的时间，并对 反应容器内的污泥混合物进行补充加热，将其加热提高到所需的温度， 保持一段预定的时间。该方法还包括保持污泥混合物成为一种自由流动 的液体，即至少90%为液体，然后以充分的液体状态，最终从反应容器 中排出污泥和添加剂的混合物，使其接着能通过自流输送。
说明
本发明的设备和方法产生一种最终产物，它能避免用以前的设备和 方法所产生的许多问题。本发明产生一种非常稳定的液态产物，以致处 理的最终产物可通过自流散布，而且可为灌溉供水并可用槽车散布。此 外，本发明产生一种自由流动的最终产物，这种产物很容易在均匀和可 控的基础上散布，并可用密封的容器输送，以避免在运输过程中放出臭 味。
本发明在环境温度和压力下处理液态污泥。物料的输送和混合是基 于其象液体一样的流动。由于污泥是一种液体，缩短了完全巴氏灭菌所 需的时间。在液体内，热传导快而且均匀。由于颗粒粒度较小，因此受 热一致，透过颗粒中心需时较短。由于这些原因，污泥的温度可以降低， 保持的时间也可以缩短。
在本发明中，物料是一种液体，能借重力流动，因此为了排出通过 该过程的物料不需要混合。对于液体物料，很容易达到颗粒之间的表面 接触。混合可能只包括在过程开始时的瞬时混合。
并且，在本发明中，提高污泥温度所需的大部分热量优选从补充热 源获得。因此，本发明可以利用任一种苛性化合物，例如氧化钙(CaO) (与水混合时产生大量的热)，或氢氧化钙(CaOH2)(与水混合时不 产生大量的热)作为碱的来源，因为本发明不需要从碱得到其热量。可 以使用的其它苛性化合物包括碳酸钙、苏打灰、氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明提供一种处理污泥的方法和设备。该方法包括向优选基本上 密闭的反应容器加入基本上呈液体状态的污泥和一种碱性添加剂，混合 污泥和添加剂以确保所述的pH值高于约12，将该pH值保持一段预定 的时间，对反应容器中的污泥混合物进行补充加热，使其温度提高到所 需的温度，保持一段预定的时间，保持污泥混合物成为一种流动的液体 状态，并优选以自流方式从反应容器中排出污泥和添加剂的混合物。该 设备提供实现上述方法的装置。
本发明一般是涉及稳定液态污泥的方法和设备。
因此，本发明总的目的是为稳定液态污泥提供一种改进的新方法和 设备。
本发明的另一个目的是为稳定液态污泥提供一种改进的新方法和设 备，以使联邦的法规被遵守。
本发明的另一个目的是为稳定液态污泥提供一种改进的新方法和设 备，其中包含使污泥在所需的提高的温度下保持一段预定的时间杀灭病 原体的方法和装置。
根据以下所述及附图，本发明的其它目的和优点将是显而易见的。