CN101781074B - 一种剩余活性污泥的深度脱水方法 - Google Patents

一种剩余活性污泥的深度脱水方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种剩余活性污泥的深度脱水方法，具体为应用废弃有机酸母液实现剩余活性污泥深度脱水的新工艺。收集经机械脱水后的剩余活性污泥，加入占剩余活性污泥20-50％重量的废弃有机酸母液，调成浆液状，送入反应罐，加热至60-100℃，反应0.5-5小时，污泥中的生物活体被裂解，蛋白质变性，污泥内结合水呈自由水渗出；反应完毕后，将反应物导入混合池，补加植物碎屑等填充剂，待成稠酱状后，置入烘干设备内，干燥至含水量为10-20wt％的干污泥。作重金属含量检测后，将产品分品级供农户作堆制肥或供燃料公司作燃料。本发明解决了现有技术中存在因剩余活性污泥的含水量太高，难以有效实施等问题，适于对剩余污泥进行大规模、集约化处理和资源化。

Description

一种剩余活性污泥的深度脱水方法
技术领域：
本发明涉及一种剩余活性污泥的深度脱水方法，具体为应用废弃有机酸母液实现剩余活性污泥深度脱水的新工艺。
背景技术：
活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，微生物群体主要包括细菌、原生动物和藻类等。其中，细菌和原生动物是主要的二大类。活性污泥主要用来处理污废水，是一种好氧生物处理方法。活性污泥基本概念是由1912年英国人Clark and Cage发现对废水进行长时间曝气会产生污泥并使水质明显改善，其后Arden and Lackett进一步研究，发现由于实验容器洗不干净，瓶壁留下残渣反而使处理效果提高，从而发现活性微生物菌胶团，定名为活性污泥。
大都市的污水处理多采用好氧的活性污泥法，过程中会产生大量的剩余活性污泥(以沈阳市计算，约100-150万吨/年)。活性污泥内含60-80wt％的有机质，其营养可与菜籽饼、棉籽饼等优质有机质媲美；其燃值近似于褐煤，经济价值高；但因为它是一种复杂的活性生物体，具高度可变性，处理不当极易造成环境危害。如何合理有效处理剩余活性污泥，已成为国内外环保领域共同关注的重大问题。迄今，已报道有多种常用处理方法被应用，如：污泥填埋法、污泥堆沤法及污泥燃烧法。上述现有技术，均因剩余活性污泥的含水量太高，而变得难以有效实施。只有将活性污泥的含水量大幅降至20wt％或以下，上述技术才能得以有效运用，达到应有的经济和社会效益。关于活性污泥脱水技术，国外主要采用污泥混加重油法、高速离心法等，可使活性污泥含水量达5-20wt％，但因为耗能太大、设备要求高，不符合中国国情，国内企业不易实施。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种用料经济、操作简便、适合大规模集约化生产的剩余活性污泥的深度脱水方法，解决现有技术中存在因剩余活性污泥的含水量太高，难以有效实施等问题，将污水处理厂的剩余活性污泥进行深度脱水。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种剩余活性污泥的深度脱水方法，收集经机械脱水后含水量70-85wt％的剩余活性污泥，加入浓度为40-100wt％的废弃有机酸母液，废弃有机酸母液占剩余活性污泥重量的20-50％，调成浆液状，送入反应罐，加热至60-100℃，反应0.5-5小时，污泥中的生物活体被裂解，蛋白质变性，污泥内结合水呈自由水渗出。反应完毕后，将反应物导入混合池，补加适量植物碎屑填充剂，如：锯末、玉米芯碎粒、稻壳粉或秸秆粉等，填充剂占剩余活性污泥重量的10-30％，充分混匀，待成稠酱状后，置入烘干设备(如：滚筒烘干机或通风烘箱等，烘干温度100-500℃，以防内含物灼热、氧化破坏，烘干时间1-10小时)烘出水分，制成含水量为10-20wt％干污泥。
所述干污泥作重金属含量检测后，并依重金属含量将产品分品级供农户作堆制肥、林场树苗施肥或燃料公司作燃料。
本发明中，所应用的废弃有机酸母液为Vc发酵生产工艺中产生的古龙酸母液；或者，所应用的废弃有机酸母液为草酸、柠檬酸、水杨酸或酒石酸等提取中产生的废弃母液。
本发明具有如下优点：
1、本发明应用废弃有机酸(盐)母液对剩余污泥进行深度脱水，达到了污泥脱水目的，也同时将废弃有机酸这一危废品实现了合理处理和资源化，一举双得，十分利于环保产业发展。
2、本发明将含水量约80wt％的剩余活性污泥中的水分脱至10-20wt％，重量缩至25-30wt％，创新性地实现污泥减量化，为下游运输和操作提供了方便，为进一步高效处理提供保障。
3、本发明工艺，将污水处理与活性污泥资源化融为一体，实现了清洁生产，有利于推动城市环境建设。
4、本发明工艺，设备要求不高、操作简便，生产过程中无尘、无臭、无味，环境宜人，特别适用于大规模、集约化生产的大企业。
5、采用本发明生产出的制成品，可直接用于农用堆肥、林地基肥，促进农林业的发展，并可直接用作燃料，提供新型能源。
具体实施方式
实施例1
收集经机械脱水剩余活性污泥100kg，置于500L反应罐内，加入废弃古龙酸母液20L(重量为26-27公斤，其中短链有机酸占60wt％)，搅拌均匀，使之呈浆液状，加热罐体至90℃，保温1小时，导出反应液至一水槽，补加10kg玉米芯碎粒，搅拌均匀至稠酱状，移入通风烘箱100℃烘6小时，制成干污泥，污泥混料含水为18wt％。
本实施例中，所述的古龙酸母液为Vc生产中提取古龙酸结晶后所剩一母或多母残液。按重量百分比计，古龙酸母液中短链有机酸的主要组成如下：古龙酸20％、甲酸40％、草酸10％、丙酸15％和丁酸15％。
实施例2-5
实施例2-5的具体过程同实施例1，不同于实施例1之处在于，具体配料见表1。
表1.实施例2-5中的配料
Figure GSA00000014844300031
实施例6
收集经机械脱水剩余活性污泥100kg，置于500L反应罐内，加入废弃的有机酸母液40L，搅拌均匀，使之呈浆液状，加热罐体至60℃，保温4小时，导出反应液至一水槽，补加20kg锯末，搅拌均匀至稠酱状，移入滚筒烘干机200℃烘4小时，制成干污泥，污泥混料含水为15wt％。
本实施例中，废弃的有机酸母液为草酸提取中产生的废弃母液，其中草酸的浓度为40wt％。
实施例7
收集经机械脱水剩余活性污泥100kg，置于500L反应罐内，加入废弃的有机酸母液45L，搅拌均匀，使之呈浆液状，加热罐体至80℃，保温3小时，导出反应液至一水槽，补加30kg稻壳粉，搅拌均匀至稠酱状，移入滚筒烘干机300℃烘3小时，制成干污泥，污泥混料含水为16wt％。
本实施例中，废弃的有机酸母液为柠檬酸提取中产生的废弃母液，其中柠檬酸的浓度为70wt％。
实施例8
收集经机械脱水剩余活性污泥100kg，置于500L反应罐内，加入废弃的有机酸母液50L，搅拌均匀，使之呈浆液状，加热罐体至100℃，保温0.5小时，导出反应液至一水槽，补加25kg秸秆粉，搅拌均匀至稠酱状，移入滚筒烘干机400℃烘2小时，制成干污泥，污泥混料含水为14wt％。
本实施例中，废弃的有机酸母液为水杨酸提取中产生的废弃母液，其中水杨酸的浓度为80wt％。
应用例1
将实施例1剩余活性污泥干基样20kg，润湿，石灰调制中性，按正常堆肥程序常温下沤制6-10日，中温堆制7-10日，使活性污泥生物体进一步分解，风干后，按每亩0、100kg、200kg、500kg等施入盆栽青椒苗，培养75天，产量分别较对照提高13.5％、18.2％和25.6％。
应用例2
取实施例4含水量为13％的剩余干污泥4份，分别混入热值为6000千卡的燃煤50wt％、25wt％、10wt％和0，测热值分别为5200千卡、4800千卡、4600千卡和4500千卡。
结果表明，本发明基于污泥中生物体的生物学特性，利用废弃有机酸母液裂解其细胞壁并变性其蛋白质，使生物体内的结合水变为自由水渗出。同时，优化干燥过程的汽化条件，达到深度脱水的目的。作重金属含量检测后，将产品分品级供农户作堆制肥或供燃料公司作燃料。本发明的优势在于：用料经济、设备简单、操作简便。该技术过程无臭无味、工作环境宜人，尤其适于对剩余污泥进行大规模、集约化处理和资源化。

Claims (7)

1.一种剩余活性污泥的深度脱水方法，其特征在于：收集经机械脱水后的剩余活性污泥，加入占剩余活性污泥20-50％重量的废弃有机酸母液，调成浆液状，送入反应罐，加热至60-100℃，反应0.5-5小时，污泥中的生物活体被裂解，蛋白质变性，污泥内结合水呈自由水渗出；反应完毕后，将反应物导入混合池，补加植物碎屑填充剂，待成稠酱状后，置入烘干设备内，干燥至含水量为10-20wt％的干污泥。
2.按照权利要求1所述的剩余活性污泥的深度脱水方法，其特征在于：所述废弃有机酸母液为Vc发酵生产工艺中产生的古龙酸母液；或者，所述废弃有机酸母液为草酸、柠檬酸、水杨酸或酒石酸提取中产生的废弃母液。
3.按照权利要求1所述的剩余活性污泥的深度脱水方法，其特征在于：所述废弃有机酸母液的浓度为40-100wt％，废弃有机酸母液占剩余活性污泥重量的20-50％。
4.按照权利要求1所述的剩余活性污泥的深度脱水方法，其特征在于：剩余活性污泥经机械脱水后，含水量70-85wt％。
5.按照权利要求1所述的剩余活性污泥的深度脱水方法，其特征在于：植物碎屑填充剂为锯末、玉米芯碎粒、稻壳粉或秸秆粉，填充剂占剩余活性污泥重量的10-30％。
6.按照权利要求1所述的剩余活性污泥的深度脱水方法，其特征在于：烘干设备的烘干温度100-500℃，烘干时间1-10小时。
7.按照权利要求1所述的剩余活性污泥的深度脱水方法，其特征在于：所述干污泥，需检测重金属含量，并依重金属含量分品级用于农业肥的沤制或燃料。
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