[发明专利]污泥用破壁剂、疏水骨架以及制备方法和污泥减量方法

说明书

本发明提供的污泥用破壁剂及制备是将靶向剂、杀菌剂、渗透剂和交联剂按顺序和比例复配制得；提供的疏水骨架及制备是以生物质粉末或处理后改性的干性污泥为填料基材，使破壁剂干燥并负载在填料基材上混合配制。本发明还提供了一种污水厂污泥减量方法，是将含水污泥含固率提升至4‑5％后，投入破壁剂后再加入疏水骨架，搅拌均匀并反应后将混合液压滤脱水，得到含水率在45‑48％的泥饼。泥饼回收、外运填埋或焚烧，或选取部分污泥作为疏水骨架中填料基材，压滤液作为碳源回用于污水处理系统。本发明可充分破坏污泥絮体结构，以较低的能耗和成本降低了含水污泥脱水后的含水率，还可杀灭微生物，除臭，吸附污泥中的有毒物质，处理后的固体和液体皆能回收利用。

技术领域

本发明属于城市生活污水厂污泥处理技术领域，特别涉及一种污泥处理用破壁剂和疏水骨架以及破壁剂和疏水骨架和利用破壁剂和疏水骨架进行污水厂污泥减量方法。

背景技术

目前我国的垃圾填埋厂填埋容量日趋饱和，污泥处理处置不当造成的二次污染严重，我国当前的污泥处理处置形势相当严峻。现有的技术存在各自的缺点和问题，卫生填埋消耗大量的土地和运输费用，而且污染污泥填埋场周边的环境；污泥焚烧需要高昂的基建投入和运行成本，同时污泥焚烧过程还存在产生二噁英等致癌物质的环境风险；另外由于我国的剩余污泥中成分复杂，含有重金属等有毒有害物质较多，因此将剩余污泥用于土地利用时也存在重金属导致土地板结并可能在植物体内产生富集的作用，病原菌、氮磷元素以及有毒有害物质对水体的污染等问题。现有的污泥处理处置技术不能较好的满足生产实际的需求。因此，本领域技术人员一直在探索研究更多的污泥处理处置的方法，寻求适合特定国情实际的处理处置方式。

污泥减量是在污水处理过程中减少污泥的实际产生量，是一种过程减量，也是根本性的源头减量，这与清洁生产的原则要求是一致的，也是实现污水处理可持续发展的内在要求。由于是在污水处理过程中的减量，污泥减量可以避免大量的土地消耗，高昂的污泥运输成本以及二次污染等问题，同时污泥减量的相关工艺有一般具有占地小，对原有的污水处理工艺以及环境影响小等优点。因此，污泥减量是很有必要的，同时它在解决我国的污泥处理处置难的问题上具有相当大的潜力和发展前景。近年来，城镇生活污水处理量的增加导致剩余活性污泥量大幅提高，污泥中所含水分可分为4种形态即自由水、表面吸附水、毛细结合水和内部结合水。其中自由水占总水分的比例约为70％，分布于污泥颗粒之间，并且与污泥絮体及颗粒之间不存在相互作用力，因此可以通过重力浓缩方式或者施加很小的机械力即可去除。毛细水和表面吸附水是依靠毛细力和化学键力附着于污泥絮体表面或其间隙中的水分，这部分水难以通过自然重力分离，需要利用污泥调理和机械脱水方法进行分离。内部结合水是指包含在污泥微生物细胞中的液体，如果只在污泥絮体外部施加机械力而不破坏细胞结构，水分状态没有改变，无法从污泥内部释出。虽然毛细水、吸附水和内部结合水三种水分虽然只占污泥水分的小部分，但其总含量还是远远超出干污泥的质量，且不容易脱除，使得污泥脱水深度难以提高。而且，污泥特殊的絮体结构被认为是决定污泥脱水性能的主要因素，它主要由高度水合的胞外聚合物(extracellularpolymericsubstances，EPS)包裹吸附水中的悬浮颗粒而形成，具有结构松散、形状不规则等特点，表现出液态的胶体性质。对于典型的市政污泥，其絮体颗粒的组成主要包括三部分：以细菌为主的微生物群体；微生物细胞新陈代谢所产生的胞外聚合物；污水自身所含的无机物和尚未被降解的有机，积聚于细菌周围的EPS不仅具有促进污泥絮体形成的作用，还可为微生物提供相对稳定的生长环境，储备水分和养分以应对不利条件。EPS的主要成分为蛋白质和多糖，含有大量OH’、NH2等亲水性官能团，具有很强的保持水分的能力。所以，剩余活性污泥减容减量是污水厂的公认难题。

为了达到污泥的减量化、安定化、无害化、资源化，在脱水、干燥、焚烧之前，通常要对污泥进行一系列的前处理以改变污泥颗粒表面的物化性质和组分，破坏污泥的胶体结构，减小与水的亲和力，改善脱水性能，从而减少操作上的困难，增加污泥的资源价值。通常污泥前处理依据机制可分成三类：

(1)物理法：此法具体泛指通过外加能