[发明专利]一种生物污泥的电渗透脱水工艺

说明书

技术领域

本发明涉及污泥脱水工艺，尤其涉及生物污泥的电渗透脱水工艺，属于污水排放与污泥处理技术领域。

背景技术

污泥作为城市污水处理厂处理污水时产生的一种固体污染物，由有机物、无机盐类、微生物和寄生虫卵等组成的极其复杂的非均质体。绝大部分城市污水处理厂都采用活性污泥法处理污水。由于活性污泥中微生物更新换代的需要，在污水处理过程中不可避免地产生多余污泥。污泥的主要特性是含水率高，有的甚至可高达99％以上，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小。由于污泥中含有各种污染物，若不进行无害化处理、处置，直接投放到环境中，将对环境造成污染，如果直接送往城市生活垃圾处理场进行填埋会严重影响垃圾处理场的正常运行管理。若污泥直接堆放，则容易腐烂发臭。因此污泥必须进行妥当的处理及处置，否则大量未经稳定处理的污泥不但成为污水处理厂的沉重负担，而且污泥的任意排放和堆放对周围环境又造成新的污染，导致建成的污水处理厂不能充分发挥其消除环境污染的作用。

污水的生物处理过程会产生大量高含水率的生物污泥，一般含水率大于99％，为了便于后续的运输和处置，一般要对污泥进行脱水处理，得到含固率较高的污泥可以降低其体积。生物污泥是一种不均匀的复杂的分散系，根据水在污泥絮体中的位置和功能不同，可划分为结合水、间隙水、毛细管水和自由水，其中间隙水和自由水可通过机械方法去除，而结合水参与形成污泥中的活性微生物，只能通过干燥使细胞破壁后脱除。通常污泥的脱水行为从两个方面考虑：脱水程度和脱水速率，其中常用的絮凝剂的加入能够明显改善污泥的脱水速率，但是不能使最终泥饼的含水率降低，即不能提高污泥的脱水程度。表面活性剂的加入会使得污泥脱水后含水率降低，但是也会使得污泥的脱水速率变慢，因为表面活性剂的增溶作用和分散作用可以使亲水性基团如胞外聚合物转移至上清液中，改变污泥絮体的大小和亲疏水行，使部分结合水转化为自由水，但是同时胞外聚合物的增加使得污泥的相对疏水性降低，导致污泥絮体的絮凝性能变差，因此单独使用表面活性剂虽然能降低脱水后污泥的含水率，但是脱水速率降低。复配一定比例的絮凝剂可以改善脱水速率降低的弊端，同时又不影响含水率的降低，得到了很好的脱水效果。

发明内容

本发明为了解决生物污泥含水率高，结合水难脱除，脱除工艺复杂，成本较高等缺点，提供一种方便实用的生物污泥电渗透脱水工艺。

本发明的技术方案为，一种生物污泥的电渗透脱水工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)机械式脱水处理：在生物污泥电渗透脱水工艺之前先进行机械式脱水处理，生物污泥含水率从95％～99％降低至75％～80％；

(2)电渗透脱水预处理：生物污泥经过机械式脱水处理之后进入预处理池，预处理池中加入表面活性剂和絮凝剂，搅拌速度为1000r/min；

(3)电渗透脱水：经过预处理的生物污泥进入电渗透脱水设备，电渗透脱水同时伴有机械式脱水；

(4)脱水滤液回收：经过步骤(1)和步骤(2)得到的脱水滤液排入污水处理系统；

(5)脱水滤饼收集：经过上述四个步骤得到的脱水滤饼测得含水率小于55％。

所述机械式脱水处理包括离心脱水和压滤脱水。在进行电渗透脱水之前先进行机械式脱水可以出去污泥中的间隙水和结合水，使污泥的含水率降低至75～80％，从而提高电渗透脱水的效率，同时节约电渗透脱水设备的磨损和消耗，延长电极的使用寿命。

所述压滤脱水滤布上层铺垫硅藻土、粉煤灰或石膏粉中的一种或几种。污泥中的含水率虽然很高，但是污泥里面的粘性物质较多，直接压滤会使滤布空隙堵塞，降低压滤速度，而在滤布上层铺垫硅藻土、粉煤灰或石膏粉中的一种或几种，能有效吸附污泥中的粘性物质，增加压滤速度。

所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或生物表面活性剂中的一种或两种或三种。

表面活性剂具有增溶作用和分散作用，可以使某些大分子的亲水性基团转移至上清液中，另一方面其疏水结构的缔合作用破坏污泥絮体的胶体状松散结构，使污泥表面疏水化，毛细结合水合表面吸附水都能脱除。生物表面活性剂除了具有一般化学表面活性剂的作用外，还具有耐温性、抗盐性、耐酸碱等，而且对环境危害小，合成简单，能耗低。

所述表面活性剂为槐糖脂或鼠李糖脂，加入量为污泥质量的0.5～1％。

所述絮凝剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯磺酸盐、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁中的一种或几种复配，加入量为污泥质量的1～2％。