公布日：2022.09.02
申请日：2022.05.16
分类号：C02F11/00(2006.01)I;C02F11/04(2006.01)I;C02F11/125(2019.01)I;C02F11/14(2019.01)I;C02F101/20(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种污泥可降解金属离子处置方法，包括以下步骤：城市污水处理厂剩余污泥，通过快速脱水设备，实现污泥含水率降到40%以下。然后加入适量络合剂和微生物组团，搅拌均匀构成絮凝状络合物质。再将络合物质输入活化塔内，促进厌氧硝化处理过程，提升厌氧硝化力度，缩短厌氧硝化时间，厌氧硝化6个小时以上罐体内物料温度升至55℃～65℃、PH值升至7以上，达到均衡厌氧硝化处理效果。络合物质在活化塔内经酸化水解过程，产生甲烷气体，有助于菌类再生分解形成胶状絮凝物，提升络合物质的密度、重度、粘性、活性与韧性等指数，提高络合物质厌氧硝化处理效果，实现杀灭病原体种属，消除异味，去除金属离子、放射性等物质及杂质。
权利要求书
1.一种污泥可降解金属离子处置方法，包括以下步骤：(1)快速脱水处理：城市污水处理厂生化处理污水过程中产生剩余污泥，通过污泥快速脱水设备，实现脱水污泥含水率降到40%以下，有效去除脱水污泥中水份及各类杂质；(2)改变污泥组分：将步骤（1）得到的脱水污泥中加入络合剂和微生物组团，通过均匀搅拌，构成絮凝状络合物质；(3)厌氧硝化：将步骤（2）得到的络合物质输入活化塔，通过活化塔中搅拌装置，促进厌氧硝化处理过程，提升厌氧硝化力度，缩短厌氧硝化时间，厌氧硝化6个小时以上罐体内物料温度升至55℃～65℃、PH值升至7以上，达到均衡厌氧硝化效果，从活化塔上部排出沼气，下部排出厌氧硝化活性污泥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的包括有束流脱水机、快速螺旋挤压机、加药罐，所述束流脱水机包括箱体、安装于箱体内的倒锥形型的束流筒，束流筒下端与箱体的底面之间形成堆积区，箱体上部周侧开设有溢流口；束流筒上端周侧设置有与其连通的输泥管，加药罐下部经装有加药泵的管路连接束流筒上端周侧的加药孔，输泥管的输出口、加药孔均与束流筒相切；快速螺旋挤压机斜置，快速螺旋挤压机下端的入口连通箱体内底部的排絮泥口，快速螺旋挤压机下端下部设置有排液口，快速螺旋挤压机上端底部设置有干泥出口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述束流筒的锥度为1∶0.3-0.4，所述箱体底面与束流筒上端面的距离为A，束流筒的高为B，A：B=1：0.75。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述络合剂的重量为脱水污泥的5%～10%，所述搅拌时间为0.5h～1h；微生物组团重量为脱水污泥的2‰～5‰。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述络合剂的组份按质量分数计为：碳酸钙19.5-35%，硫酸铝60-80%，聚丙烯酰胺0.5-5%；所述微生物组团按质量分数计为：红丝虫60%，鞭毛虫40%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述活化塔包括具有进、出料口的圆柱形罐体和下部设在圆柱形罐体内、上部伸出圆柱形罐体外的环形链条，在环形链条的长度方向上间隔设有多个摆转盘，各摆转盘的中心部具有滑槽孔，在环形链条一侧的各摆转盘的中心部穿设有与滑槽孔配合的转动轴，所述转动轴的上端穿出圆柱形罐体并与位于圆柱形罐体上部的第一电机输出端固定连接，各摆转盘上设有弧形槽，所述环形链条穿过弧形槽，在摆转盘的上、下表面设有与环形链条固定连接的限位件，所述伸出圆柱形罐体外的环形链条绕设在上链轮上，所述上链轮与位于圆柱形罐体上部的第二电机输出端固定连接，所述圆柱形罐体内底部设有下链轮，所述环形链条下部绕设在下链轮上；所述摆转盘的上表面或下表面设有凸起部，所述凸起部为垂直固定在摆转盘表面上的若干根具有多个分叉轮叶片的杆体。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述圆柱形罐体的进料口旁侧设有往进料口内输料的进料仓，所述进料仓的旁侧设有往进料仓内输料的卷扬设备，所述卷扬设备上具有多个料斗，所述卷扬设备的入料端设有水平输送带。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述圆柱形罐体的下部设有支撑架，所述支撑架的下部竖设在地面上，所述圆柱形罐体的出料口设在圆柱形罐体的下部，出料口与地面具有间隔，在出料口的下方的地面上设有出料仓；所述圆柱形罐体的直径200厘米以上，高度600厘米以上。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述圆柱形罐体上还设有沼气排出管口和安全阀口，在圆柱形罐体的侧部上、下间隔设置有多组温度、压力、PH值、沼气浓度测试点；温度、压力、PH值、沼气浓度测试点上、下相隔1米。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述转动轴下端与位于圆柱形罐体下部体内的支架转动铰接，所述圆柱形罐体内的支架向下伸出圆柱形罐体外，所述圆柱形罐体的旁侧且位于卷扬设备的对侧设置有竖立在地面上的自动升降机，圆柱形罐体的上部设有便于日常维护检修的操作平台，所述操作平台连接在卷扬设备和自动升降机上部之间。
发明内容
本发明解决技术问题是针对现有硝化技术不足，提供一种成本低、速硝化、改变污泥中组分、高效厌氧硝化处理过程、实现杀灭病原体种属、消除异味、去除金属离子、放射性等物质及杂质。做到无废料、资源化、无公害、无污染、零排放的目标效应。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种污泥可降解金属离子处置方法，包括以下步骤：(1)快速脱水处理：城市污水处理厂生化处理污水过程中产生剩余污泥，通过污泥快速脱水设备，实现脱水污泥含水率降到40%以下，有效去除脱水污泥中水份及各类杂质。本污泥快速脱水设备简单，操作使用方便，污泥脱水效率高，运行费用低。
(2)改变污泥组分：所述步骤(1)处置后，脱水污泥中加入适量络合剂和微生物组团，通过均匀搅拌，构成絮凝状络合物质。
(3)活化塔：所述步骤(2)处置后，输入活化塔（活化塔高度超过理论高度），通过摆转盘驱动，促进厌氧硝化处理过程，提升厌氧硝化力度，缩短厌氧硝化时间，厌氧硝化6个小时以上罐体内物料温度升至55℃～65℃、PH值升至7以上，达到均衡厌氧硝化处理效果。
(4)厌氧硝化处理：所述步骤(3)后，络合物质在活化塔内经酸化水解过程，产生甲烷气体，有助于菌类再生分解形成胶状絮凝物，提升络合物质的密度、重度、粘性、活性与韧性等指数，提高络合物质厌氧硝化处理效果，实现杀灭病原体种属，消除异味，去除金属离子、放射性等物质及杂质。
上述技术方案中，污泥快速脱水设备。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种污泥快速脱水设备，包括有束流脱水机、快速螺旋挤压机、加药罐，所述束流脱水机包括箱体、安装于箱体内的倒锥形型的束流筒，束流筒下端与箱体的底面之间形成堆积区，箱体上部周侧开设有溢流口；束流筒上端周侧设置有与其连通的输泥管，加药罐下部经装有加药泵的管路连接束流筒上端周侧的加药孔，输泥管的输出口、加药孔均与束流筒相切；快速螺旋挤压机斜置，快速螺旋挤压机下端的入口连通箱体内底部的排絮泥口，快速螺旋挤压机下端下部设置有排液口，快速螺旋挤压机上端底部设置有干泥出口。
进一步的，所述干泥出口处设置有衔接带式输送机。
进一步的，所述束流筒的锥度为1∶0.3-0.4，所述箱体底面与束流筒上端面的距离为A，束流筒的高为B，A：B=1：0.75。
进一步的，所述束流筒内下端经若干根支撑柱支撑连接箱体内底，排絮泥口设置在箱体底面的低端位置。
进一步的，所述箱体底部为斜形结构，束流筒下端与箱体内侧底面平行，箱体底面形成斜面堆积区。
进一步的，所述排絮泥口处安装闸门。
进一步的，所述螺旋挤压机斜形布设的斜度10-20度。
进一步的，所述快速螺旋挤压机的螺旋叶片的螺旋角为25-35度。
进一步的，所述加药罐包括罐体、用于封闭罐体上端的罐盖，罐体内中部竖置有搅拌轴，搅拌轴上设置有若干搅拌叶片，罐盖外旁侧设置有添加口，添加口处设置有盖子，罐盖上表面中部竖直安装有电机，电机的输出轴穿设罐盖并与搅拌轴上端连接传动。
进一步的，所述箱体内壁于溢流口内侧设置有溢流堰。
进一步的，所述箱体底部呈倒锥形。
进一步的，所述箱体下端设置有支撑腿。
上述技术方案中，所述络合剂的加入量优选为所述步骤(1)后脱水污泥湿重的5%～10%，所述搅拌时间为0.5h～1h。
上述技术方案中，所述微生物组团的加入量优选为所述步骤(1)后脱水污泥湿重的2‰～5‰。
所述络合剂的组份按质量分数计为：碳酸钙19.5-35%，硫酸铝60-80%，聚丙烯酰胺0.5-5%；所述微生物组团按质量分数计为：红丝虫60%，鞭毛虫40%。
上述技术方案中，活化塔,包括具有进、出料口的圆柱形罐体和下部设在圆柱形罐体内、上部伸出圆柱形罐体外的环形链条，在环形链条的长度方向上间隔设有多个摆转盘，各摆转盘的中心部具有滑槽孔，在环形链条一侧的各摆转盘的中心部穿设有与滑槽孔配合的转动轴，所述转动轴的上端穿出圆柱形罐体并与位于圆柱形罐体上部的第一电机输出端固定连接，各摆转盘上设有弧形槽，所述环形链条穿过弧形槽，在摆转盘的上、下表面设有与环形链条固定连接的限位件，所述伸出圆柱形罐体外的环形链条绕设在上链轮上，所述上链轮与位于圆柱形罐体上部的第二电机输出端固定连接，所述圆柱形罐体内底部设有下链轮，所述环形链条下部绕设在下链轮上；所述摆转盘的上表面或下表面设有凸起部。
进一步的，上述圆柱形罐体的进料口旁侧设有往进料口内输料的进料仓，所述进料仓的旁侧设有往进料仓内输料的卷扬设备，所述卷扬设备上具有多个料斗，所述卷扬设备的入料端设有水平输送带。
进一步的，上述圆柱形罐体的下部设有支撑架，所述支撑架的下部竖设在地面上，所述圆柱形罐体的出料口设在圆柱形罐体的下部，出料口与地面具有间隔，在出料口的下方的地面上设有出料仓。
进一步的，上述凸起部为垂直固定在摆转盘表面上的若干根具有多个分叉轮叶片的杆体。
进一步的，上述滑槽孔为花键槽，所述转动轴上具有花键。
进一步的，上述弧形槽的圆心与摆转盘的圆心重合，弧形槽的圆心角为70-270度。
进一步的，上述圆柱形罐体的进、出料口具有启闭阀门。
进一步的，上述圆柱形罐体的直径200厘米以上，高度600厘米以上；所述限位件为设在环形链条上的螺栓，所述螺栓穿过链节的空隙；所述环形链条为钢丝绳，所述限位件为铆接头。
进一步的，上述圆柱形罐体上还设有沼气排出管口和安全阀口，在圆柱形罐体的侧部上、下间隔设置有多组温度、压力、PH值、沼气浓度测试点；温度、压力、PH值、沼气浓度测试点上、下相隔1米。
进一步的，上述转动轴下端与位于圆柱形罐体下部体内的支架转动铰接，所述圆柱形罐体内的支架向下伸出圆柱形罐体外，所述圆柱形罐体的旁侧且位于卷扬设备的对侧设置有竖立在地面上的自动升降机，圆柱形罐体的上部设有便于日常维护检修的操作平台，所述操作平台连接在卷扬设备和自动升降机上部之间。
上述技术方案中，活化塔的工作原理：通过第二电机正、反向驱动上链轮转动并带动链条往复移动，链条同时带动限位在其上的摆转盘上、下移动，摆转盘和链条的上、下往复移动幅度在50-150厘米，同时第一电机驱动转动轴转动一角度，带动摆转盘随着转动一角度，通过摆转盘本身的面积和其表面上的凸起部及具有多个分叉轮叶片的杆体，从而实现对圆柱形罐体内的物料进行抬升、拨转搅拌，有利于提高络合物料的厌氧硝化处理效果。
活化塔通过上述机构的工作，可促进位于圆柱形罐体内的污泥的厌氧硝化处理效果，可提升厌氧硝化力度，缩短厌氧硝化时间，厌氧硝化可在6个小时内罐体内物料温度升至55℃～65℃、PH值升至7以上，达到均衡厌氧硝化处理效果，实现杀灭病原体种属、消除异味、去除金属离子、放射性等物质及杂质，做到无废料、资源化、无公害、无污染、零排放的目标效应。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明的方法中包括：A、快速脱水处理：系统设备简单，操作使用方便，污泥脱水效率高，运行费用低。
B、改变污泥组分：剩余污泥生物成分复杂，种类多，数量大，并含有大量病原体种属，难闻异味，金属离子、放射性等物质及杂质。加入适量络合剂和微生物组团，搅拌均匀，改变污泥中组分，构成絮凝状络合物质。
C、活化塔设备（高度超过理论高度）：通过摆转盘驱动，促进厌氧硝化处理过程，提升厌氧硝化力度，缩短厌氧硝化时间，厌氧硝化6个小时以上罐体内物料温度升至55℃～65℃、PH值升至7以上，达到均衡厌氧硝化处理效果。
D、厌氧硝化处理：络合物质在活化塔内经酸化水解过程，产生甲烷气体，有助于菌类再生分解形成胶状絮凝物，提升络合物质的密度、重度、粘性、活性与韧性等指数，提高络合物质厌氧硝化处理效果，实现杀灭病原体种属，消除异味，去除金属离子、放射性等物质及杂质。
综上，本发明的工艺步骤简单，处理处置剩余污泥硝化处理成本低，同时，能杀灭病原体种属，消除异味，去除金属离子、放射性等物质及杂质，提升络合物质的密度、重度、粘性、活性与韧性等指数，提高合成产品的质量。通过剩余污泥中的有机物质硝化再生，转换成优质的生物资源和生物能源，制备高效无公害的有机肥料，厌氧硝化产生的沼气用于发电，生物资源和生物能源充分地得到广泛应用，对保护环境，加速废弃物质循环综合利用与能量转化，实现了节能减排、绿色环保、循环经济、综合利用、低碳发展。为人类提供清洁食品和清新空气，为农业、畜牧养殖业、交通、电力、公路、建筑等事业提供优质的生态资源与生态能源，促进社会发展、经济繁荣、具有重要的现实意义。
（发明人：黄主榕;陈继光）