[发明专利]一种剩余污泥的预处理方法和应用

说明书

本发明公开了一种剩余污泥的预处理方法和应用，本发明利用热水解作用(即加热)和过氧化氢的氧化作用，促进污泥中有机质的溶出，降低污泥预处理的能耗，减少污泥质量，改善污泥脱水性能，方法简单，效率高，运行成本低，是一种能耗低、效果好的新型剩余污泥的预处理方法。

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，特别涉及一种剩余污泥的预处理方法和应 用。

背景技术

污泥是污水生物处理后的附属品，主要来源是活性污泥法污水生物处理厂的 初次沉淀池和二次沉淀池。其中，由二次沉淀池排出的污泥被称为“剩余污泥”， 剩余污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非 均质体。剩余污泥中不仅含有大量有机物和氮、磷等植物营养元素，而且还有一 定量的病原微生物、重金属和难降解的有毒有害物质。如果对污泥处理处置不当， 极易对环境造成二次污染，将会对周围环境和人类健康造成危害。

污泥厌氧消化是目前国际上应用最广泛的污泥稳定化和资源化的处理处置 方法，可以把剩余污泥内的有机质成分转化为甲烷，可用以发电，从而实现了从 剩余污泥中回收能源，并可以降低污泥固体含量，降低污泥的环境危害。但由于 我国污水厂污泥有机质含量较低，常常限制污泥厌氧消化过程的甲烷产量。为此， 近年来针对改善污泥泥质进行了大量的研究，改善泥质的主要技术有超声波、微 波、热水解、加酸碱等预处理技术，也有微波与碱联合预处理、热与碱联合预处 理、超声波与碱联合预处理等联合预处理技术。但是大多技术处于研究阶段，部 分预处理技术还存在能耗高、用时较长、对设备腐蚀性强、运行费用高等不足。

目前，城市污水处理厂的剩余污泥经过浓缩池处理后含固率普遍在 3.0％-4.0％，属于低含固率污泥，由于剩余污泥中微生物残体较多，加之含固率 较低、水分较多，其中的有机质难以溶出，影响后续厌氧产甲烷效率。目前，针 对低含固率剩余污泥的高效预处理技术还未见报道。

污泥热水解预处理就是对污泥进行加热升温，使污泥中的一部分细胞物质水 解、从大分子转化为小分子物质，释放出有机物，从而便于后续的处理。热水解 不仅能提高污泥中有机物的溶出效果，还能促进后续的污泥厌氧消化。但是单独 热水解技术常需要将污泥加热至较高温度(例如170℃)，能耗较高，运行成本高 昂。

发明内容

本发明的目的是提供一种剩余污泥的预处理方法和应用，所述方法主要通过 将低含固率的剩余污泥利用热水解和过氧化氢联合应用的方法进行预处理，解决 了现有技术中剩余污泥预处理能耗高、用时较长、有机物溶出率较低等问题。

为此，本发明技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种剩余污泥的预处理方法，所述预处理方法包括加 热和过氧化氢联用的步骤。本发明利用热水解(即加热)和过氧化氢氧化的协同 作用，高效破坏剩余污泥絮体结构和污泥里活体微生物的细胞壁、细胞膜上的化 学键，减小絮体尺寸，使胞内外有机物(蛋白质、碳水化合物和脂类)充分释放 到液相中，并进一步水解为低分子有机物，使有机物由固相转移到液相，增加液 相中溶解性有机物的浓度，从而便于后续处理。热水解和过氧化氢联用，可有效 促进污泥中有机质的溶出，降低污泥预处理的加热能耗，还可以使得污泥细胞内 水分充分释放出来，减少污泥质量，有利于提高污泥的沉降性能和脱水性能，从 而改善污泥的脱水性，方法简单，效率高，运行成本低，是一种能耗低、效果好的新型剩余污泥的预处理方法。剩余污泥絮里活体微生物的细胞体由于受热体积 膨胀而破裂，释放出胞内物质。在热水解过程中，一方面大分子有机物从细胞中 释放出来，进一步分解成小分子物质，为后续的厌氧消化的水解阶段节省了时间， 提高后续厌氧消化的效率；另一方面，细胞内水分被释放出来，有利于提高污泥 的沉降性能和脱水性能。

优选地，所述预处理方法包括以下步骤：

(1)在反应器内加入剩余污泥；

(2)对反应器内的剩余污泥进行搅拌并加热，待温度升高，向反应器内加 入过氧化氢；