CN104016560A - 一种新型污泥压滤干化方法 - Google Patents

Abstract

一种新型污泥压滤干化方法，将含水污泥进行预处理，使其含水量为80~85%；还包括如下步骤：（1）将含水量为80~85%的污泥投入双轴搅拌器中，搅拌10~30分钟；（2）将经过搅拌的污泥送入可压缩滤板进行三步压滤，第一步的压力为1.6~2.0Mpa，时间为5~10分钟；第二步的压力为2.0~3.5Mpa，时间为5~10分钟；第三步的压力为3.5~4.3Mpa，时间为3~5分钟。本干化污泥的方法不需要添加辅助的化学、生物原料，利用高压力的不断提升，使污泥含水性质改变，为污泥资源的回收利用打下坚实的基础。

Description

一种新型污泥压滤干化方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其是涉及一种采用机械压滤的手段进行污泥干化的方法。

背景技术

全国每年产生的污泥超过两千万吨，污泥的来源包括生活污水和工业废水等，污泥中含水量可达95%，难以满足堆肥、填埋、热解、焚烧等后续处理的要求，而且增加了运输成本和难度。寻求新的污泥深度脱水技术、实现污泥的减量化，已经成为制约污泥处理行业的瓶颈问题。

现有的污泥脱水干化工艺均为机械法和生物化学法相结合的方法，即在待处理的污泥中加入化学试剂或者生物酶，促使污泥中水的渗出，同时对污泥施加压力，将其中的水分压出。例如申请号为201110327517.8的中国专利文献，提供了一种在污泥中加入三乙醇胺的脱水方法，在污泥中加入三乙醇胺作为破壁药剂以后，还要加入粉煤灰或者煤粉作为渗透药剂，然后在1.5~3.0Mpa压力下进行压滤，可以使污泥的含水率降至45~50%。这种方法的缺点是需要耗费大量的化学药剂、成本居高不下，得到的处理后的污泥含水率也不够低，不能直接进行后续处理利用，此外该方法处理后的污泥中残留有大量的化学药剂，实际上是一种二次污染。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种新型污泥压滤干化方法。本干化污泥的方法不需要添加辅助的化学、生物原料，利用高压力的不断提升，使污泥含水性质改变，为污泥资源的回收利用打下坚实的基础。

本发明的技术方案如下：

一种新型污泥压滤干化方法，将含水污泥进行预处理，使其含水量为80~85%；还包括如下步骤：

（1）将含水量为80~85%的污泥投入双轴搅拌器中，搅拌10~30分钟； 

（2）将经过搅拌的污泥送入可压缩滤板进行三步压滤，第一步的压力为1.6~2.0Mpa，时间为5~10分钟；第二步的压力为2.0~3.5Mpa，时间为5~10分钟；第三步的压力为3.5~4.3Mpa，时间为3~5分钟。

步骤（1）中，预处理前的含水污泥的含水量为90~97%。步骤（1）中将污泥预处理到含水量为80~85%的预处理方法包括：采用带式压滤机、离心机、叠螺压滤机、传统板框压滤机进行压滤或离心。

步骤（2）中第一步压滤后污泥的含水量为60%~65%。步骤（2）中第二步压滤后污泥的含水量为40%~45%。步骤（2）中第三步压滤后污泥的含水量为39%以下。

本发明有益的技术效果在于：

1、本发明可将含水量97%的污泥压缩至含水量仅为39%以下，而申请号为201110327517.8的中国专利文献只能得到45~50%的干活污泥。

2、本发明不需要添加任何辅助性的化学原料或者生物原料，成本低，干化后的污泥无化学残留，可以直接作用燃料燃烧（污泥中的各类有机物如油脂，细胞，真菌，微生物可以提供燃烧），而申请号为201110327517.8的中国专利文献得到的干活污泥的含水率还较高，无法直接回收利用。

3、本发明工艺流程时间短，最多需要花费55分钟，而最少只需23分钟；而申请号为201110327517.8的中国专利文献需要破壁、渗透、压滤，仅在压滤过程就需要30~90分钟。

4、本发明先将含水量在80~85%的污泥在双轴搅拌器中搅拌，是为了改变污泥的含水结构。本申请人在实践中发现，含水量在80~85%的污泥在整体结构上，类似于充满水的海绵，海绵中的水均匀分布在海绵的三维立体结构中，而含水量在80~85%的污泥中的水分也是均匀分布在污泥颗粒当中的。通过双轴搅拌器的剪切和摩擦作用，将污泥颗粒间均匀分布的水分挤压到由许多污泥颗粒组成的污泥团的表面，便于下一步的压滤干化。

5、本申请将在双轴搅拌器中搅拌后的污泥进行三步压力干化，第一步压力较低，由于双轴搅拌器的机械作用，将均匀分布的污泥颗粒和水分初步打散，形成了大量的污泥团、而污泥团外部包裹水分的结构，因此在三步压力中，先用较低压力将污泥团外包裹的水分挤压出去，完成初步的脱水，此时的含水量为60%~65%。

6、第二步压力干化，采用了较高的压力，这是因为经过第一步压力干化后，污泥团之间的水分虽然被脱去，但是大量的污泥团挤压在一起，其间还是残留有水分。第二步压力就是将污泥团之间的障碍打破，使不同的污泥团彼此融合，此时污泥团内部包裹的水分也被搅拌、流动起来，在压力的作用下被挤出一部分，此时的含水量为40%~45%。

7、第二步压力以后，可压缩滤板内的污泥又称为了一个整体，不再存在污泥团，此时的水分主要残留在污泥颗粒的周围，此时每个污泥颗粒像一个单细胞一样，最***是紧密包覆的水层，像是细胞壁；向内是污泥颗粒本身，由于污泥颗粒的组成是及其复杂的，不仅包括砂石这种颗粒状的无机矿物（类似于细胞中的细胞核），而且还含有油脂之类（如豆油、牛油、菜籽油、棕榈油、起酥油等）的具有流动性的团絮（类似于细胞中的液泡、线粒体、中心体等细胞器），还含有细菌、微生物等杂质，而在这些物质之间，还游动着细胞内游离的自由水。

此时不管是最表层的细胞壁一样存在的水分，还是在内部游离的自由水，水分与污泥颗粒之间是通过氢键连接在一起的，这种结合力非常大，一般的机械、化学方法都难以打破这种结合力。但是由于本发明已经经过了两步压力的作用，将单细胞污泥颗粒之间的水分已经脱去，现在单细胞污泥颗粒之间只有空气，而没有可供缓冲机械冲击力的水分存在，因此本发明第三步的压力，直接将各个单细胞污泥颗粒挤压在一起，通过它们之间彼此的作用力，将细胞壁水分和细胞间水分挤压出来。

此时单细胞污泥颗粒之间彼此的作用力包括两个方面：一个是污泥颗粒之间的机械压力，这种压力可以挤破细胞壁水分；第二是细胞壁水分之间彼此的吸引力，有利于降低水分与污泥颗粒之间的氢键作用力，使细胞壁被打破的难度下降。

8、本申请人经过巧妙设计、精确计算和对污泥结构的微观控制，完全采用机械方法即可得到非常好的脱水效果，在本领域尚属首创，为绿色环保进行污泥处理指明了方向。

具体实施方式

实施例1

本新型污泥压滤干化方法，先采用带式压滤机将含水污泥进行压滤预处理，预处理前的含水污泥的含水量为90%，预处理后的污泥含水量为80%；还包括如下步骤：

（1）将含水量为80%的污泥投入双轴搅拌器中，搅拌10分钟； 

（2）将经过搅拌的污泥送入可压缩滤板进行三步压滤，第一步的压力为1.6Mpa，时间为7分钟；第一步压滤后污泥的含水量为60%。第二步的压力为2.0Mpa，时间为8分钟；二步压滤后污泥的含水量为40%。第三步的压力为3.5Mpa，时间为4分钟；三步压滤后污泥的含水量为35%。

 

实施例2

本新型污泥压滤干化方法，先采用离心机将含水污泥进行离心预处理，预处理前的含水污泥的含水量为97%，预处理后的污泥含水量为85%；还包括如下步骤：

（1）将含水量为85%的污泥投入双轴搅拌器中，搅拌30分钟； 

（2）将经过搅拌的污泥送入可压缩滤板进行三步压滤，第一步的压力为2.0Mpa，时间为5分钟；第一步压滤后污泥的含水量为65%。第二步的压力为3.5Mpa，时间为5分钟；二步压滤后污泥的含水量为45%。第三步的压力为4.3Mpa，时间为3分钟；三步压滤后污泥的含水量为39%。

 

实施例3

本新型污泥压滤干化方法，先采用传统板框压滤机含水污泥进行压滤预处理，预处理前的含水污泥的含水量为93%，预处理后的污泥含水量为82%；还包括如下步骤：

（1）将含水量为82%的污泥投入双轴搅拌器中，搅拌18分钟； 

（2）将经过搅拌的污泥送入可压缩滤板进行三步压滤，第一步的压力为1.8Mpa，时间为10分钟；第一步压滤后污泥的含水量为62%。第二步的压力为2.6Mpa，时间为10分钟；二步压滤后污泥的含水量为41%。第三步的压力为4Mpa，时间为5分钟；三步压滤后污泥的含水量为38%。

Claims (6)

1.一种新型污泥压滤干化方法，将含水污泥进行预处理，使其含水量为80~85%；其特征在于还包括如下步骤：

（1）将含水量为80~85%的污泥投入双轴搅拌器中，搅拌10~30分钟； 

（2）将经过搅拌的污泥送入可压缩滤板进行三步压滤，第一步的压力为1.6~2.0Mpa，时间为5~10分钟；第二步的压力为2.0~3.5Mpa，时间为5~10分钟；第三步的压力为3.5~4.3Mpa，时间为3~5分钟。

2.根据权利要求1所述的新型污泥压滤干化方法，其特征在于步骤（1）中，预处理前的含水污泥的含水量为90~97%。

3.根据权利要求1所述的新型污泥压滤干化方法，其特征在于步骤（1）中将污泥预处理到含水量为80~85%的预处理方法包括：采用带式压滤机、离心机、叠螺压滤机、传统板框压滤机进行压滤或离心。

4.根据权利要求1所述的新型污泥压滤干化方法，其特征在于步骤（2）中第一步压滤后污泥的含水量为60%~65%。

5.根据权利要求1所述的新型污泥压滤干化方法，其特征在于步骤（2）中第二步压滤后污泥的含水量为40%~45%。

6.根据权利要求1所述的新型污泥压滤干化方法，其特征在于步骤（2）中第三步压滤后污泥的含水量为39%以下。