[发明专利]一种高效的污泥调理及脱水方法

说明书

本发明公开了一种污泥调理‑水平电场脱水的方法，该方法的主要步骤如下：(1)对污泥进行超声处理；(2)调节污泥温度、pH；(3)在污泥中投加硫杆菌、菱铁矿、过硫酸盐，混合均匀，进行一定时间的反应；(4)接入水平电场进行脱水。本发明组合了超声破坏微生物细胞、硫杆菌促进菱铁矿和过硫酸盐氧化反应，激发硫酸根自由基的产生，形成Fe(II)的氧化还原循环，破解污泥结构，并联合水平电场进行脱水，充分发挥各自优势，产生协同效果，使调理后污泥含水率降至50‑70％。此调理方法步骤清晰，操作简单，避免了投加过多菱铁矿而生成过量的Fe²⁺，节约成本，脱水效果明显，无二次污染。

技术领域

一种高效的污泥调理及脱水方法，属于环保技术领域。

背景技术

在我国，由于社会、经济和城镇化的快速发展，市政污水处理厂(WWTPs)生产了大量的污泥，预计到2020年污泥产量将突破6000万吨/年。剩余污泥中含有大量的病原菌，重金属和有机农药，会对环境质量、人类健康带来危害。污泥的处理处置已经成为严峻的环境问题。2015年我国颁布的《水污染防治行动计划》针对污泥特别提出需要推进污泥处理处置，污水处理设施产生的污泥应进行减量化、稳定化、无害化和资源化,如何有效降低污泥含水率是污泥处理的关键环节。

实现污泥减量的处理单元包括调理与脱水。其中，物理调理主要有微波、超声、热水解法等，微波和热水解主要利用外加能量产生热量，使得污泥粒子产生热运动，细胞受热破裂，释放其中内部水。但是，一般高温预处理过程，不仅能耗高，大大增加了预处理成本，而且高温常常伴随着恶臭气体、有毒尾气产生对环境造成二次污染。而超声利用超声波在液体内产生许多气泡状的微小空腔，空腔瞬时崩裂，使污泥菌胶团受到较大的剪切力破坏，从而释放其中的有机物和水分，处理效果较好，无二次污染。化学调理是采用化学物质(药剂)改善污泥脱水性能，操作简单，效果稳定，操作成本较低，是目前广泛应用的一种方法。生物调理是采用微生物或微生物代谢产物对污泥进行调理的新技术，利用废弃污泥中的碳、氮、磷等成分为生长基质，以达到污泥减量和破坏污泥高孔隙结构的效果。一般而言，单一调理的作用效果有限，因此，将不同调理方法进行联合将是提高污泥脱水性能将是一种选择。本发明采用物理调理联合化学调理，可以更进一步的破解EPS和污泥内部细胞，释放更多的结合水并将其转化为自由水。

现有的污泥脱水方法可分为自然干燥、热干化、机械脱水和电脱水四类。自然干燥法是利用污泥颗粒的重力作用和自然蒸发作用实现泥水的分离，其占地面积大，对周围居民环境等影响严重。热干化技术是指利用加热使污泥中水分蒸发，达到泥水分离的效果，但工艺设备复杂，操作要求及能耗高。机械脱水如压缩过滤、重力沉降、离心作用等可有效去除污泥的自由水，但间隙水、表面水、水合态水却难以去除。在脱水过程中，随着自由水的脱除，颗粒会堆积在过滤介质上导致介质的堵塞，影响脱水的进一步进行。电脱水利用外加电场增强污泥脱水性能的方法，水的脱除发生在每一个絮凝体颗粒的内、外表面，间隙水和自由水同时被脱除，颗粒密度均匀地增大，可有效提高脱水效率。

公开号为CN 109665692 A的中国专利申请公开了一种基于水热条件下芬顿试剂氧化剩余污泥调理方法。此专利是将一定含水率的剩余污泥和芬顿试剂输入到高压反应釜中，调节反应温度、反应时间、初始pH进行水热氧化反应，而后对调理后的污泥进行脱水。此专利利用两种强氧化反应条件联合调理污泥，改善了污泥的脱水性能，大大降低了污泥体积。但此专利是在高温高压条件下进行，不仅能耗消耗较大，而且高温常伴随恶臭气体、有毒尾气的问题，较为危险。芬顿试剂要在pH<3的条件下生成羟基自由基，反应条件较为苛刻，且不利于污泥的后续处理容易造成二次污染；而且过氧化氢是一种具有氧化性的液体，易于分解，不容易储存和运输。