[发明专利]微波-酸-生石灰组合强化污泥脱水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理厂剩余污泥强化脱水的微波-酸-生石灰组合工艺。通过微波加热，并投加一定量酸溶液和生石灰，提高污泥脱水性能，属于固体废物处理技术领域。

背景技术

活性污泥法是生活污水、城市污水及有机工业废水处理中最常用的工艺。污泥是伴随活性污泥生物处理过程中的主要副产物，随着污水处理厂污水处理效率的提升，污泥产量也逐年激增。为便于污泥运输及后续处理处置，污泥机械脱水是降低污泥含水率的主要手段。通常，污水处理厂污泥经过絮凝调理后，利用带式压滤机、板框压滤机及离心机等脱水设备，污泥含水率能够降低到80％，但进一步降低污泥含水率到60％以下，目前较难实现，高含水率污泥不但增加了污泥的运输成本，同时60％以上含水率的污泥也无法满足后续污泥填埋、堆肥以及焚烧等处置需求。

污泥难于脱水与污泥中水的分布特征及可压缩性有密切联系。污泥中的水的存在形态主要有自由水、间隙水、吸附水以及内部结合水，吸附水、结合水以及部分间隙水统称为束缚水，部分学者定义为特定温度(通常-20℃)下仍为液态的部分水(unfrozen water)，束缚水难以被机械脱水设备脱除。因此，为了实现污泥深度脱水，基于预处理的强化污泥脱水技术研发已成为当前污泥脱水的一个热点领域。

公知的污泥预处理方式包括化学、物理(惰性助滤剂、机械、热工)以及组合预处理。微波作为热处理方式之一，具有加热速度快、加热均匀、过程易于控制等优点。已有研究[NeyensE,Baeyens J.A review of thermal sludge pre-treatment processes to improve dewaterability[J].Journal of Hazardous Materials,2003,98(1):51-67]表明，加热温度在130℃以上的高温预处理，可以有效提高污泥脱水性能。但是高温高压的微波消解处理不仅能耗高，同时密闭加压系统复杂，高温、高压操作条件存在安全隐患，实际工程应用困难。然而，目前尚未见到有关中温(≤100℃)常压的微波预处理强化污泥脱水技术的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种微波-酸-生石灰组合强化污泥脱水的方法，以改进公知技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的微波-酸-生石灰组合强化污泥脱水的方法，包括以下步骤：

1)在污泥中加入酸溶液，调节污泥的pH值至2.5-3.0；

2)加入生石灰，搅拌混合均匀；

3)利用微波加热至90-100℃，得到预处理污泥；

4)将预处理污泥进行机械脱水。

所述的方法中，污泥为污水处理厂产生的污泥，污水处理厂的污泥为初沉池、二沉池、浓缩池以及厌氧消化后的污泥，污泥含水率为95％-99.8％。

所述的方法中，酸溶液为H₂SO₄溶液或HCl溶液中的一种或两种。

所述的方法中，步骤2)中的生石灰投加量为60-100mg/g TS，以保证微波处理后污泥的pH在6.0-7.0。

所述的方法中，步骤4)中的机械脱水为带式脱水、离心脱水或板框脱水。

本发明供的微波-酸-生石灰组合强化污泥脱水的方法，能够有效提高污泥脱水性能，同时避免了高温高压的微波处理方式，相对公知技术不仅降低了生石灰的投加量，而且大幅降低了能耗。

附图说明

图1是不同pH下微波预处理对污泥脱水性能的影响。

图2是不同pH下微波预处理对污泥颗粒表面电性的影响。

图3是不同pH下微波预处理对污泥颗粒粒径分布的影响。

图4是不同pH下微波预处理对污泥粘度的影响。

具体实施方式

本发明的微波-酸-生石灰组合强化污泥脱水的方法，用于污水处理厂污泥机械脱水预处理改性，实现污泥深度脱水。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)将污水处理厂的污泥在调节罐内加入酸溶液，调节pH至2.5-3.0，搅拌混合均匀；污水处理厂的污泥可为初沉池、二沉池、浓缩池以及厌氧消化后污泥，污泥含水率为95％-99.8％；酸溶液可以是H₂SO₄溶液或者HCl溶液中的一种或两种；

2)步骤1得到的污泥混合液加入生石灰并搅拌混合均匀，生石灰的加入量应使微波处理后污泥的pH在6.0-7.0，便于后续污泥机械脱水；一般的加入量为60-100mg/g TS的比例；