[发明专利]一种快速降低污泥含水率的处理方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理领域，特别涉及一种降低城市污水污泥含水率及污泥无害化的快速水解处理方法及其装置。

背景技术

伴随着污水处理厂的处理污水的过程，产生了大量的污泥。长期以来，我国存在着重污水处理、轻污泥处理的倾向。目前我国的污泥处理工艺存在着技术单一、装备水平落后、处置保障率低、二次污染风险大等问题。此外，现有的污泥处理工艺还存在着的费用高、时间长的不足。

据统计，目前全国城镇污水处理厂每年产生干污泥约180万吨(相当于含水80％污泥900万吨)，并以每年20％的速度递增，因此污泥处置问题愈加突出。而在我国现有的污水处理设施中，污泥稳定处理设施还不到25％，处理工艺和配套设施完善的不到10％。现有为数不多的污泥消化池中能够正常运行的也很少，有些根本就没有运行。传统处理、处置污泥的方法，如填埋法、焚烧法、干化法和堆肥法由于可能引起污染的问题已受到环保部门的极大关注。污泥问题已日益严重地污染着环境，成为社会环保的一大公害。

有机污泥的含水率对其体积影响很大，含水率的多少与有机污泥状态及流动性能密切相关：污泥含水率为85％时，可用泵输送；当污泥含水率为70％-75％时，污泥呈柔软状态，不易流动；当污泥含水率为60％-65％时，几乎成为固体，当降到35％-40％时，污泥呈聚散状态，且体积变成原有的1/16-1/10(见下表)。

表1污泥含水率与污泥性状变化的关系

城市生活污水污泥是以有机物为主要成分的，含有五分之四的水和五分之一的悬浮状有机物质；既含有氮、磷、钾有益元素和大量可供利用的有机质，又含有大量的病原菌、微生物和寄生虫卵，及铬、镉、铅、砷、汞等重金属危害人类的健康。由于污泥的复杂成分及粘稠状态：颗粒较细，透气性差，密度较小，体积庞大，具有胶体特性，容易腐化发臭，使其运输、处理、利用都存在很大困难。到目前为止，还没有成熟技术对活性污泥进行有效处理并充分利用。

鉴于此，需要提供一种从根本上解决过量污泥问题的方法，必须采用稳定、有效的工艺，对污泥进行减量化、无害化处理。

在现有的污泥减量化技术中，提出的处理方法有以下几种：

1、中国专利申请98122003.7(朱平生)公开了一种利用垃圾焚烧中的烟气，将泵入的微小液滴污泥浆进行蒸发干燥的方法，从而以固体颗粒形式，达到减量化的目的；

2、中国专利申请公开号CN 101182092A(张书廷、张晗)公开了对生物污泥进行曝气处理的方法，使污泥性状改变，实现减量化的目的；

3、中国专利申请公开号CN 101134633A(赵孝宝)公开了方法：在经过压滤处理后的物化污泥中加入一些材料，并将其与物化污泥进行混合、搅拌或球磨处理后，送入压滤机进行压滤脱水处理，得到减量化的掺杂污泥和附产品压滤液体。

但是，上述方法都只是以单方面减少污泥含水率为目的，技术要求苛刻，规模化生产难度大，工艺不能得到有效保证。而且上述的方法二次污染风险大，处理能耗高、时间长，处置保障率低，更加突出的不足是每道工序不能彻底、有效地杀灭污泥中存在的病原菌、微生物和蛔虫卵，难以实现无害化的处置。

可见，对污泥进行处置和再利用需解决两个关键问题：一、降低其中水分以缩小体积；二、杀灭污泥中的病原菌、微生物和寄生虫卵以实现无害化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，为了克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种快速、经济、无害化的降低污泥含水率的处理方法，以解决现有技术存在的问题。

本发明所要解决的又一技术问题在于，提供一种高效、节能的降低污泥含水率的装置。

为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案如下：一种快速降低污泥含水率的处理方法，包括如下步骤：

1、常压蒸汽水解：将污泥输入浆化反应器，然后通过导向管分别导入催化剂和高温过热蒸气，进行闪蒸乏汽返混预热浆化与机械协同搅拌，水解反应；

2、高温高压水热脱水：把上述经过初步水解的浆化污泥与酸催化剂分别导入高温高压水解罐，从分气缸中向所述的水解反应罐输入高温高压水蒸气使污泥有机质进行化学催化裂解反应，生成小分子碳化物和氮化物，并发生美拉德反应，产生淡淡咖啡味，同时水解罐中的污泥细胞水、氢合作用水、内部虹吸水形态改变，但没有进行相变，间隙水分、表面水分、结合水分从污泥泥饼颗粒间逸出，产生了泥浆-水混合物；

3、物料固液分离：将上述反应后的泥浆-水混合物，导入沉淀罐进行沉降分离，生成固体物料和上清液。