申请日1995.09.06
公开(公告)日1997.09.03
IPC分类号C02F11/14
摘要
一种处理污水污泥的方法和装置，包括以下步骤，以希望的速度提供污泥，将污泥与至少一种和污泥成比例的碱添加剂相混合，使混合物的pH值至少升高到希望的pH值，提供一个带有加热部件的巴氏消毒室，将污泥与碱添加剂的混合物连续运送到巴氏消毒室的进口，加热巴氏消毒室，使巴氏消毒室中污泥与碱添加剂混合物的温度维持在最小希望温度，穿过巴氏消毒室连续输送污泥与碱添加剂的混合物，在该过程中无需对该混合物进行任何搅拌，搅溶性的混合物不会成为水状，从巴氏消毒室的出口连续排放污泥与碱添加剂的混合物，由此消灭污泥中的有害病菌。
権利要求書
1、一种处理污水污泥的方法，包括下列步骤：
(a)提供污泥;
(b)将污泥与至少一种和污泥成比例的碱添加剂相混合，使得由 此引起的反应将混合物的温度增加到最小希望温度，使混合物的pH值 升高到最小希望值;
(c)提供一个带有至少一个进口和至少一个出口的巴氏消毒室;
(d)将污泥与碱添加剂的混合物运送到巴氏消毒室的进口;
(e)穿过巴氏消毒室连续输送该混合物，无需对该混合物进行任 何大量搅拌，混合物也基本不会成为水状，由此使该混合物在巴氏消毒 室中滞留所希望的停留时间，大体消灭污泥中的有害病菌;以及
(f)从巴氏消毒室的出口排放该混合物。
2、如权利要求1所述的方法，其中上述步骤(a)、(d)和(f) 是连续的。
3、如权利要求1所述的方法，其中提供污泥的步骤包括提供固体重 量含量大约在10%～60%范围的污泥。
4、如权利要求1所述的方法，其中提供碱添加剂的步骤包括提供一 种选自氧化钙、碳酸钙、生石灰、镁石灰、石灰窑粉尘、水泥窑粉尘和 烟灰的碱添加剂。
5、如权利要求2所述的方法，其中提供巴氏消毒室的步骤包括提供 一个带有对穿过该消毒室的混合物进行加热部件的室。
6、如权利要求5所述的方法，其中在将污泥与碱添加剂的混合物连 续输送到巴氏消毒室之后，该方法进一步还包括通过加热部件，对封闭 在巴氏消毒室内的混合物进行加热的步骤，以将巴氏消毒室中的污泥与 碱添加剂混合物的温度维持在最小希望温度。
7、如权利要求6所述的方法，其中对封闭在巴氏消毒室中的混合物 进行加热的步骤包括将混合物的温度维持在至少70℃。
8、如权利要求1所述的方法，其中所希望的停留时间至少大约为 30分钟。
9、如权利要求1所述的方法，其中最小希望的pH值至少大约为12。
10、如权利要求1所述的方法，其中在提供污泥的步骤之后，该方 法进一步还包括将污泥至少预热到大约70℃的预热步骤。
11、如权利要求1所述的方法，其中提供巴氏消毒室的步骤包括提 供至少一个温度传感器，以提供消毒室中污泥与碱添加剂混合物的温度 指示。
12、如权利要求2所述的方法，其中提供巴氏消毒室的步骤包括提 供一个在进口与出口之间连续移动的底部床，其中将污泥与碱添加剂的 混合物连续运送到巴氏消毒室的步骤包括，穿过进口向连续移动的底部 床上运送混合物，其中穿过巴氏消毒室连续运送混合物的步骤包括，以 一定的速度在底部床上从进口向出口运送该混合物，使在底部床上运送 的混合物在巴氏消毒室中至少滞留所希望的停留时间。
13、如权利要求11所述的方法，其中提供巴氏消毒室移动床的步骤 进一步包括提供一个带有单一柔性带的底部床。
14、如权利要求1所述的方法，其中提供巴氏消毒室的步骤进一步 包括提供一个带有隔热壁的基本上全封闭的容器。
15、如权利要求1所述的方法，其中还包括通过利用温度传感器， 监测消毒室中混合物的温度，以控制提供给巴氏消毒室的辅助热量。
16、如权利要求12所述的方法，其中提供带有连续移动底部床的巴 氏消毒室的步骤，进一步还包括在靠近出口的床上安装一个刮板，以除 去粘附在床上的物质。
17、如权利要求1所述的方法，其中穿过消毒室运送混合物的步骤 包括运送混合物的每一颗粒，使混合物的每一颗粒在巴氏消毒室中至少 在所希望的温度下，至少滞留所希望的停留时间。
18、一种处理污水污泥的装置，包括：
(a)提供污泥的部件;
(b)将污泥与至少一种和污泥成比例的碱添加剂相混合的部件， 使得由此引起的反应将混合物的温度增加到最小希望温度，使混合物的 pH值升高到最小希望值;
(c)一个带有至少一个进口和至少一个出口的巴氏消毒室;
(d)将污泥与碱添加剂的混合物运送到巴氏消毒室进口的部件;
(e)巴氏消毒室包括穿过巴氏消毒室用希望的停留时间连续输送 该混合物的部件，无需对该混合物进行任何大量搅拌，混合物也不会成 为水状，由此使该混合物在巴氏消毒室中滞留所希望的停留时间，大体 消灭污泥中的有害病菌;以及
(f)从巴氏消毒室的出口排放该混合物的部件。
19、如权利要求18所述的装置，其中提供污泥的部件包括连续提供 污泥的部件，其中运送污泥的部件包括连续运送污泥的部件，排放混合 物的部件包括连续排放混合物的部件。
20、如权利要求18所述的装置，其中提供碱添加剂的部件包括提供 一种选自氧化钙、碳酸钙、生石灰、镁石灰、石灰窑粉尘、水泥窑粉尘 和烟灰碱添加剂的部件。
21、如权利要求19所述的装置，其中巴氏消毒室包括一个对穿过该 消毒室的混合物进行加热的加热部件。
22、如权利要求21所述的装置，其中在巴氏消毒室中对混合物进行 加热的部件还包括对封闭在巴氏消毒室内的混合物进行加热的加热部 件，以将巴氏消毒室中的污泥与碱添加剂混合物的温度维持在最小希望 温度。
23、如权利要求22所述的装置，其中混合物的最小希望温度至少为 70℃。
24、如权利要求18所述的装置，其中所希望的停留时间至少大约为 30分钟。
25、如权利要求18所述的装置，其中最小希望的pH值至少大约为 12。
26、如权利要求18所述的装置，其中提供污泥的部件包括将污泥至 少预热到大约70℃的预热部件。
27、如权利要求18所述的装置，其中巴氏消毒室包括至少一个温度 传感器，以提供消毒室中污泥与碱添加剂混合物的温度指示。
28、如权利要求19所述的装置，其中巴氏消毒室包括一个在消毒室 的进口与出口之间连续移动的底部床，其中将混合物连续运送到巴氏消 毒室的部件包括一个穿过进口向连续移动的底部床上运送混合物的部 件，其中，穿过巴氏消毒室连续运送混合物的部件包括一个以一定速度 在底部床上从进口向出口运送该混合物的部件，使在底部床上运送的混 合物在巴氏消毒室中至少滞留所希望的停留时间。
29、如权利要求28所述的装置，其中移动床进一步包括一个单一柔 性带。
30、如权利要求18所述的装置，其中巴氏消毒室进一步包括一个带 有隔热壁的基本上全封闭的容器。
31、如权利要求18所述的装置，其中还包括一个利用温度传感器， 监测消毒室中混合物的温度，以控制提供给巴氏消毒室辅助热量的部 件。
32、如权利要求28所述的装置，其中带有连续移动底部床的巴氏消 毒室，进一步还包括一个在靠近出口的床上安装的刮板，以除去粘附在 床上的物质。
33、如权利要求18所述的装置，其中运送混合物的部件包括运送混 合物的每一颗粒的部件，使混合物的每一颗粒在巴氏消毒室中至少在所 希望的温度下，至少滞留所希望的停留时间。
34、一种处理污水污泥以消灭有害病菌的装置，包括：提供一定量 污泥的部件，提供一定量和污泥成比例的碱添加剂的部件，使混合物的 pH值升高到最小希望值，混合物的温度增加到最小希望温度，使污泥 和碱添加剂相混合的部件，以及一个将污泥与碱添加剂的混合物运送到 巴氏消毒室进行消毒、随后排放消毒后的污泥的部件，巴氏消毒室包 括：
(a)一个带有进口和出口的狭长消毒室，一个在进口与出口之间 连续移动的底部床;以及
(b)一个以希望的速度连续移动底部床的驱动部件;
其中，将一定量的污泥与碱添加剂的混合物穿过进口向连续移动底 部床运送到巴氏消毒室时，巴氏消毒室包括能将混合物的温度维持在最 小希望温度最小希望停留时间的部件，上述巴氏消毒室中没有对混合物 进行大量搅拌的部件，并且从巴氏消毒室经排放口排放消毒后的混合 物。
35、如权利要求34所述的装置，其中巴氏消毒室另外还包括一个对 消毒室中的污泥与碱的混合物进行加热的加热部件，以将混合物的温度 维持在最小希望温度。
36、如权利要求34所述的装置，其中巴氏消毒室基本上是全封闭 的。
37、如权利要求34所述的装置，其中巴氏消毒室是隔热的。
38、如权利要求34所述的装置，其中巴氏消毒室另外包括至少一个 温度传感器，以提供消毒室中污泥与碱添加剂混合物的温度。
39、如权利要求34所述的装置，其中巴氏消毒室的连续移动底部床 是一个围绕至少两个转筒转动的传送带，至少一个转筒由带有减速机构 的发动机驱动。
40、如权利要求34所述的装置，其中驱动机构驱动底部床，使所
希望的停留时间至少大约为30分钟，最小希望温度为70℃。
说明书
处理污水污泥的方法和装置
发明领域
本发明通常涉及一种在处置之前处理废物的方法。此外，本发明还 涉及一种在处置之前处理废物的装置。
发明背景
近几年，处理污水污泥的需求在不断增加。未处理的污泥无论是固 态的还是液态的都含有许多对人体和环境有害的有毒物质。包括固体颗 粒、有机物和无机化合物以及病菌。
对污泥处理的需求还在不断增加，尤其是城市污水污泥，对污泥进 行彻底处理可使污泥得到重新利用，例如将污泥施用在农作物和观赏作 物生长的土地上。尽管污水污泥中含有植物营养成分，但它还含有细 菌、病毒、原生动物、寄生虫和其它可能致病的微生物。在致力于使稳 定的污泥更适合市场需要的过程中，试图对污泥进行一些处理，生产出 颗粒状的、具有类似土壤结构的可分散产物。
处理这种污泥的一种方法是，将碱性物质和污泥搀和在一起，用这 种方式使碱性物质与污泥相混合，将含水污泥转变成可接受的最终产 品。尽管使用这种方法无需污泥有足够高的温度，但生成物仅仅是部分 稳定的。不能消灭高级病菌组织。用这种方式稳定处理后的污泥适合于 土地应用，但是如果要应用在公用用地、收获和放牧方面，还要符合特 殊的规定。
废物处理的另一种方法是将其加热到高温状态，保持一段时间，以 杀死病菌。如通常所知道的巴氏灭菌法，该方法能够在一定程度抑制病 菌，抑制程度取决于废物经受处理时的温度和处理时间。无论采用巴氏 灭菌法，还是采用添加碱性物质的混合法，巴氏灭菌温度只能杀死病菌 组织，而添加碱性物质则可以防止这些组织再生长。结果处理后的废物 作为最终产物可以贮存很长时间。如果这种处理方式满意的话，根据现 行联邦管理条例，可以将污泥施用到土地中，而无需特殊的场地要求， 这样污泥就很有销路，可作为肥料分别买掉。
为了确保完全杀死病菌，需将加热后的污泥在高温下保持一段时 间。美国环境保护局制定了这些污泥被保持的时间标准。由于这些污泥 可免除土地使用的许多限制，美国环境保护局规定：
被处理的污水污泥的每个颗粒都有时间和温度要求。对分批处 理、管道中的湍流流动，或甚至监测管道中流动，容易确定在 希望温度下的时间。USEPA/625/R-92/013，1992年12月(补 充强调的)。
美国环境保护局认为：在处理流过管道的粘稠的液态污泥，如干固 体含量为1-5%时，或在分批处理时，容易实现精确地测量时间-温 度。对已经脱水到固体含量大约为10-60%的、性能不象液体更象固 体的污泥来说，在确保合适的污泥处理时间时，会有一些困难。
由于污水污泥的固有性质，输送和混合污水污泥都是很困难的。这 些性质中有污泥的搅溶性，污泥特性随废水处理过程所用方法或工艺的 不同而变化，不同职能地区产生的污泥类型也不同，污泥中固体含量的 变化，在加入碱性物质时，使污泥稳定化的碱性物质的比例和性质会有 变化。
更具体地说，生物污泥，尤其是污水污泥具有搅溶性。当进行搅拌 时，这些污泥趋于液态。为了使污泥与碱性物质相混合，要通过搅拌给 污泥提供机械能。为了穿过消毒室移动或运输该混合物，或者从一个地 方转移到另一个地方，需要进一步进行搅拌以增加机械能。在进一步企 图使污泥颗粒化或粉碎污泥时，搅拌能够机械地增加能量。当对污泥进 行这种搅拌时，它会变成液态。处理这种水状物质非常困难，农业使用 的希望也很小。
在过去，防止污泥成为水状物质的基本方法是使用大量的碱性物 质。本发明提供了一种高效使用碱性物质的方法。以前的方法都是将污 泥与大量的碱性物质搀和在一起，然后将该混合物排入一个地面上的桩 基建筑物。由于两种基本原因，这些方法需要使用大量的碱性物质。首 先，需要有大量的碱性物质维持粒状的粘稠性。其次，需要有大量的碱 性物质将污泥加热到足够的温度，以便超过在将混合物倾倒到桩基建筑 物时，损失的巨大热量。
发明概述
本发明涉及一种处理污泥、减少病菌的方法和装置，并提供一种能 贮存很长时间的有用的最终产品，并能够重新利用污泥，如将污泥施 用到农作物生长的田地里。该方法包括预热污泥，将污泥与一种和进料 污泥成比例的碱添加剂相混合，使混合物的pH值升高到预定的值，最 后，将加热后的污泥维持足够长的时间，以抑制病菌并降低媒介物吸引 性(鼠、老鼠和苍蝇)。
除了在处理过程中加热以外，无需提供很大的附加能量便可实现上 述方法，使有搅溶性的混合物不会变成水状。
更具体地说，在该处理过程中，保持碱性物质与污泥的反应热，并 添加部分辅助热量，使得污泥的温度至少保持在70℃至少30分钟，以 抑制病菌。任选地，用隔热层和钢保护罩将消毒室封闭起来。特别设计 的隔热层可防止消毒室中的混合物冷却。
将辅助加热与隔热结合使用能够保证整个混合物都保持适当的温 度，包括最外侧边缘上的混合物;无需另外再添加碱性物质就可克服热 量损失，使巴氏消毒室中的温度不会显著地降低。
另外，可在巴氏消毒室中安装多个温度传感器。这些传感器用于指 示在消毒过程中，混合物的温度始终维持在适当温度。
已经尝试过其它方法，如使一个运载床隔热，并使混合物在该隔热 的运载床容器内停留一段时间。尽管这种方法有时能提供精确的接触时 间和温度参数，但这种方法不能连续进行处理，并且不适合大规模运 行。
本发明是在美国专利第5,013,458基础上进行的改进，本文引述它所 有公开的内容作为参考。
本发明通常涉及一种在处置之前处理污水污泥的方法和装置。
因此，本发明的一个目的是提供一种新改进的处理污水污泥的方法 和装置。
本发明的另一个目的是提供一种以连续方式处理大量污泥的新改进 的处理污水污泥的方法和装置。
本发明的另一个目的是提供一种新改进的处理污水污泥的方法和装 置，该方法和装置以连续方式，通过将污泥在所希望的高温下保持一段 需要的时间，用巴氏消毒室杀死病菌，处理大量污泥。
本发明的另一个目的是提供一种新改进的处理污水污泥的方法和装 置，该方法和装置在消毒过程中除了辅助加热以外，无需投入附加能 量，就可使有搅溶性的混合物不变成水状，从而以连续方式，通过将污 泥在所希望的高温下保持一段需要的时间，采用巴氏消毒室杀死病菌， 处理大量污泥。