[发明专利]一种逐级调节pH值的污泥脱砂方法及系统

说明书

本发明涉及一种逐级调节pH值的污泥脱砂方法及系统，包括以下步骤：含砂污泥加入调质单元，逐级加碱调节pH值，并添加表面活性剂，搅拌均匀；经调节pH值后的含砂污泥泵入一级沉砂单元，泥砂一级分离，得到一级脱砂污泥A和高含砂污泥A；高含砂污泥A泵入二级旋流除砂单元，泥沙二级分离，得到高有机质污泥B和高含砂污泥B。与现有技术相比，本发明实现污泥中微细砂的有效脱除、有机质含量的有效提升，提高厌氧消化系统、好氧发酵系统以及焚烧系统等的容积利用率，降低污泥处理设备的磨损，降低污泥处理处置能耗与成本。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种逐级调节pH值的污泥脱砂方法及系统。

背景技术

由于我国城市排水管网，尤其是南方地区城市排水管网普遍存在雨污混接、地下水渗漏的问题；污水处理厂普遍采用了圆形沉砂池，脱砂效率低；大量的基建、施工建设，使泥砂水排入污水管网系统等，导致我国污泥中微细砂的含量显著高于发达国家(发达国家为20～40％，而我国为50～70％)。较高的含砂量首先影响了污泥后续的处理处置效率，如污泥中的砂含量使污泥的体积大幅增加，降低厌氧消化系统、好氧发酵系统以及焚烧系统等的容积利用率，增加处理能耗，影响污水厂污泥的资源化利用效率；同时还会对后续处理处置系统带来严重的磨损，提升污泥处理处置成本。因此对污泥中砂的去除对其后续处理处置至关重要。

同时，根据《室外排水设计规范》(GB 50014—2006)的规定，国内污水厂采用的传统沉砂池按去除相对密度为2.65、粒径＞200μm的泥沙颗粒设计，因此进入活性污泥法处理系统的无机砂颗粒粒径一般小于200μm。研究表明我国污水厂污泥的体积平均粒径大多在30～50μm之间(微细砂)，过小的粒径使得污水厂中的微细砂比表面积大、对有机物具有良好的静电吸附性能。污泥中的微生物能以微细砂为载体附着生长，导致污泥中带负电的微细砂与其中带正电的胞外聚合物(EPS)尤其是其中的蛋白质通过静电作用紧密粘附在一起，难以通过一般的旋流或者离心技术得到脱除，对其进行调质是强化其脱除的必要环节。

专利文献CN102718377B披露了一种城市污泥除砂消毒预处理的装置与方法，该方法中利用水热处理降低物料粘度，促使物料中有机质水解，便于微砂的分离；专利文献CN109020120A公开了一种污泥除砂工艺及系统，通过水热及闪蒸反应对污泥进行处理后，利用旋流除砂器除砂；专利文献CN110937772A公开了污泥有机/无机成分分离方法，将经过物理调质(热处理、微波处理和/或超声波处理)后的污泥pH值调节至小于2后，加入强碱调节至中性，通过旋流除砂系统进行去除。

然而上述处理工艺存在以下不足：

(1)采用水热处理、将污泥直接调节至强酸环境如pH值小于2等方式，是一项高能耗的调理技术，经其处理后，蛋白质的过量溶出使污泥混合液易起泡、比表面积增大、增强其对微细砂的粘附，而直接将污泥调至强酸环境如pH值小于2时，尽管可以通过氢离子的介入迅速争夺带负电的微细砂颗粒使其与蛋白质分离，但当pH值调回至碱性后溶液中氢离子被消耗，有机质与微细砂之间将重新粘附，导致微细砂的去除率并不理想；

(2)通过加酸或加碱调节污泥pH值的工艺，尤其是加酸脱砂工艺，直接将污泥的pH值直接调节至目标值，容易导致污泥中的有机质如蛋白质等迅速变性水解，蛋白质的电性迅速改变后互相之间又重新交联、吸附，污泥在搅拌条件下更容易起泡，影响微细砂的脱除效率；

(3)脱砂工艺经过预处理之后直接进入旋流除砂工艺，导致大量高有机质含量的污泥需经旋流除砂设备进行微细砂的脱除，增加了设备的负担，降低了设备的利用率，高有机质在旋流中的作用也将影响旋流除砂性能。

发明内容

本发明的目的就是为了解决目前污泥中微细砂难以有效脱除、有机质含量难以有效提升、各处理系统容积利用率低、污泥处理设备磨损严重、能耗与成本大的问题，而提供一种逐级调节pH值的污泥脱砂方法及系统，能实现污泥中微细砂的有效脱除、有机质含量的有效提升，提高厌氧消化系统、好氧发酵系统以及焚烧系统等的容积利用率，降低污泥处理设备的磨损，降低污泥处理处置能耗与成本。