[发明专利]用高铁酸盐处理污泥促进污泥减量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用高铁酸盐处理污泥，促进污水处理厂剩余污泥脱水和厌氧消化，从而使污泥减量的方法。该工艺能够有效地降低剩余污泥的产量，减少剩余污泥后续处理与处置费用，可以用于工业和城市生活污水处理厂(站)。

背景技术

基于活性污泥的生物污水处理方法是目前世界上应用最广泛的污水生物处理技术，但它一直存在一个最大的弊端，就是会产生大量的剩余污泥。随着污水量的日益增加和污水处理率的不断提高，今后几年我国的污泥产量将会有大幅度的递增。虽然污泥量只占污水量的1～2％，但污泥处理设施投资在整个污水处理厂总投资中占约40～50％，污泥的处理与处置费用一般要占总运行费用的30～60％。污泥处置已从过去仅仅作为污水处理的一个单元，发展成了污水处理厂不得不优先考虑的重要环节，剩余污泥的处理与处置已成为污水处理厂运行中一个令人头疼的问题。高昂的处理费用和越来越严格的限制性法律法规使得剩余污泥的处置问题越发严重，污泥的出路也益发狭窄。

由于污泥具有特殊的絮体结构，具有高度亲水性，污泥絮体中包含了大量的结合水，难以脱去，造成虽然污泥在调理后脱水速率加快，但是污泥脱水后的泥饼中仍然含水率高。所有机械脱水方法只能使脱水污泥含水率降低到75-80％左右，难以再进一步再降低。另一方面，通常采用厌氧消化对污泥进行稳定化处理，传统的厌氧消化工艺存在以下不足：污泥停留时间长，需要20-30天，因此设施占地面积大、基建费用高；有机物的去除率较低，仅为40％左右。这主要是由于污泥中大部分有机物包含在微生物细胞内，导致厌氧消化的第一阶段-水解速率很慢，成为制约厌氧消化的主要因素，最终使得污泥虽经厌氧消化，但污泥减容和减量效果不显著。可见，污泥难脱水和难消化的特征极大地影响了污泥的减量化，从而制约了污泥有效安全的处理与处置。

高铁酸盐是一种强氧化剂，其氧化还原电位为2.20V，酸性条件下氧化性甚至高于臭氧，足以氧化分解污泥，强化有机部分的生物转化，加快细胞溶解。减少污泥中结合水含量，有利于污泥脱水、污泥减量和最终减少处理处置费用。高铁酸盐强化污泥厌氧降解，缩短发酵时间，增加沼气产量，而且无二次污染风险。

涉及高铁酸盐处理污泥的研究，国内有一篇报道：《环境科学》2011，32(7)：2019-2022。该研究报道高铁酸盐能氧化水解剩余活性污泥，高铁投加量为m(Fe)/m(SS)＝0.40μg/mg时，溶出的SCOD、NH₄⁺-N、TP达到最大值。该研究报道描述了一种高铁酸盐氧化污泥方法，最终处理结果是污泥被氧化水解，但并未涉及相关污泥处理工艺方面，以及污泥脱水和厌氧消化等污泥处理处置等内容。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用高铁酸盐氧化处理污泥，改进、强化现有的污泥脱水、厌氧消化工艺，促进污泥减量的方法，以较低的成本实现降低污泥量。

为实现上述目的，本发明将污泥处理系统与高铁酸盐氧化系统相结合，将剩余污泥用高铁酸盐氧化分解，释放污泥中的结合水，破坏剩余污泥的细胞壁，达到促进污泥脱水和后续厌氧消化的目的，从而降低污泥量。

用高铁酸盐处理污泥促进剩余污泥脱水、厌氧消化的污泥减量方法，其特征在于剩余污泥浓缩后，先经过预处理罐，经高铁酸盐氧化处理，然后进入絮凝、压滤(或离心)过程；或者经过高铁酸盐氧化处理后，再经过厌氧消化处理，然后再进入絮凝、压滤(或离心)过程。也就是说，剩余污泥经过24小时左右的浓缩，污泥含水率为96～98％，先经过高铁酸盐氧化处理，然后分成两条路线，一是直接加入絮凝剂，脱水，填埋或焚烧；二是进入厌氧消化装置，使污泥中的大部分有机物被降解，然后再加入絮凝剂，进行脱水，最后填埋或焚烧，达到污泥减量化的目的。

其中预处理罐包括一个搅拌器和一个加药器，搅拌器使污泥与投加进的高铁酸盐反应完全，加药器是向池中投加高铁酸盐。

其中高铁酸盐的投加量(即高铁酸盐与剩余污泥的质量比)为：促进污泥脱水0.2～0.5∶1，促进污泥厌氧消化1.0～1.5∶1。污泥经过高铁酸盐氧化预处理的时间为：促进污泥脱水5～10分钟，促进污泥厌氧消化10～30分钟。不同种类污泥的最佳剂量可能有所不同，高铁酸盐与污泥的质量比与剩余污泥的性质等有关。