CN105110587B - 一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，包括以下步骤：1)、将污泥置于酸洗装置中，然后投入酸进行酸洗，搅拌反应后分离，得脱盐污泥与含有无机盐的酸洗液，酸洗液pH<2；2)、将步骤1)中的酸洗液投入提纯池，并加入中强碱调节pH至4‑8，得提纯液与沉淀物，提纯液进入污水处理装置；3)、将步骤2)中的沉淀物投入调配池并加入无机酸，得絮凝剂；4)将步骤1)中的脱盐污泥投入酸度回调池，然后加入中强碱，使pH>6，所得反应物进入污泥处理。本发明设于常规污泥处理工艺前端，经本工艺处理后，污泥中的无机盐类减少50‑90％，提取出的无机盐可以制成絮凝剂、化肥原料或建材。提高了污泥后续处理处置效率，降低了处理处置设施规模和运营成本。

Description

一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺

技术领域

本发明属于污泥处理领域，尤其是涉及一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺。

背景技术

随着近年来污水处理排放标准的提高，传统的污水厂生化处理工艺已经无法满足总磷的排放要求，同时考虑到成本因素，多数水厂采用化学除磷的方法，在处理工艺中加入大量铁盐或铝盐絮凝剂，使水厂活性污泥中混入了大量的无机金属盐，进而使混合污泥中的有机质成分降低，最终导致在污水厂的污泥当中，无机盐类占到干污泥组分的35％甚至更多，给污泥的后续处理处置带来诸多问题。例如，污泥中有机成分的降低导致了厌氧消化与好氧堆肥处理效率的降低，污泥中无机成分较多导致污泥热值的降低亦使得污泥的干化焚烧成本大幅增加等等。另外，对于城市给水厂，在处理工艺中因需要去除水中的悬浮物，同样会投入大量絮凝剂，导致给水厂污泥中含有大量无机金属盐，后续难以高效资源化。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，以分离出污泥中的部分无机金属盐，提高污泥的处理效率与无机盐的利用率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，设于污泥处理前端，该工艺包括以下步骤：

1)、将污泥置于酸洗装置中，然后投入无机酸或有机酸进行酸洗，充分搅拌反应，然后分离，得脱盐污泥与含有无机盐的酸洗液，所述酸洗液pH<2；

2)、将步骤1)中的酸洗液投入提纯池，再向提纯池内加入中强碱，调节pH至4-8，反应得提纯液与无机沉淀物，所述提纯液进入污水处理装置；

3)、将步骤2)中的无机沉淀物投入调配池，并加入无机酸，充分搅拌反应，得絮凝剂；

4)、将步骤1)中的脱盐污泥投入酸度回调池，然后加入中强碱，使pH>6，所得反应物进入污泥处理。

进一步，当步骤1)中污泥的含水率为85％-99.8％时，直接将污泥置于酸洗装置中；当步骤1)中的污泥含水率低于85％时，将污泥置于污泥调质池，加水调制并稀释至含水率为85-99.8％，然后投入酸洗装置中。

进一步，步骤1)中的脱盐污泥酸洗后至少经过一次水洗后再进入酸度回调池，且酸洗液与每次水洗后的上清液汇总成洗液，所述洗液PH<3，若只需一次水洗，则一次水洗后的水洗污泥进入污泥处理，若需多次水洗，则末次水洗后的水洗污泥进入污泥处理。

进一步，步骤1)中的脱盐污泥酸洗后需依次经过两次水洗再进入酸度回调池，对脱盐污泥进行一次水洗并分离得一次水洗上清液与一次水洗污泥，所述一次水洗上清液的pH<2.5，对一次水洗污泥进行二次水洗并分离，得二次水洗上清液与二次水洗污泥，所述二次水洗上清液的pH<3，所述酸洗液、一次水洗上清液与二次水洗上清液混合得洗液，所述洗液PH<3，优选地，酸洗、一次水洗与二次水洗的用水来自污水处理装置处理后的出水。

进一步，步骤1)中的分离方式为重力浓缩、气浮浓缩、离心或过滤。

进一步，步骤1)中的搅拌反应时间为至少30分钟。

进一步，所述中强碱为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氧化镁、氢氧化镁或氢氧化钾中的一种或几种。

进一步，所述有机酸为草酸，所述无机酸为盐酸、硫酸或硝酸。

进一步，将步骤2)中的沉淀物投入调配池，并加入硫酸，充分搅拌反应，使PH＜4，得无机絮凝剂；

或将步骤2)中的沉淀物排入污泥脱水装置进行脱水，脱水方式为板框脱水、带式脱水或离心脱水，脱水后物料或作为含磷化肥原料，或加入水泥进入造粒装置制成砖材，造粒装置为环模制粒机或平模制粒机。

进一步，所述污泥处理包括污泥厌氧消化、污泥好氧堆肥、污泥厌氧堆肥、污泥干化焚烧、污泥高温热解、污泥蛋白提取或污泥蛋白饲料。

相对于现有技术，本发明所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺具有以下优势：

1)本发明所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺设于污泥处理处置工艺的前端，经本工艺处理后，污泥中的无机盐类减少50-90％，实现了污泥中无机盐成分的分离，提高了污泥后续处理处置的效率，从而降低了处理处置设施的规模和运营成本。例如，无机物总量的降低，有机物含量占比相对提高，后续接厌氧工艺，单位污泥产气效率提高，沼渣产量减少；无机金属盐类的去除，后续接好养发酵工艺，产生的肥料可降低重金属污染风险；总泥量的相对减少，后续接干化焚烧工艺，在干化阶段可大幅度降低能耗，在焚烧阶段，由于热值提高，无需再添加其他辅助燃料，即可自持燃烧；

2)本发明所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺提取出了污泥中的铁盐与铝盐，可制成含有铁铝盐的絮凝剂，便于污泥与污水的后续处理；

3)本发明所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，当处理污泥为污水处理厂污泥时，本工艺在提取无机盐的同时也提取出污泥中的磷和氨基酸等物质，提取出的无机盐、磷和氨基酸可制成絮凝剂，也可经过脱水后制成化肥原料，还可加入固化剂后制成砖材。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的包含水洗流程的污泥处理工艺框图；

图2为本发明实施例所述的无调质、水洗的工艺流程框图；

图3为本发明实施例所述的包含两次水洗流程的污泥处理工艺框图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，设于污泥处理前端，该工艺包括以下步骤：

1)、将污泥置于酸洗装置中，然后投入无机酸或有机酸进行酸洗，充分搅拌反应，然后分离，得脱盐污泥与含有无机盐的酸洗液，所述酸洗液pH<2；

2)、将步骤1)中的酸洗液投入提纯池，再向提纯池内加入中强碱，调节pH至4-8，反应得提纯液与无机沉淀物，所述提纯液进入污水处理装置；

3)、将步骤2)中的无机沉淀物投入调配池，并加入无机酸，充分搅拌反应，得絮凝剂；

4)、将步骤1)中的脱盐污泥投入酸度回调池，然后加入中强碱，使pH>6，所得反应物进入污泥处理。

优选地，当步骤1)中污泥的含水率为85％-99.8％时，直接将污泥置于酸洗装置中；当步骤1)中的污泥含水率低于85％时，将污泥置于污泥调质池，加水调制并稀释至含水率为85-99.8％，然后投入酸洗装置中。

优选地，步骤1)中的脱盐污泥酸洗后至少经过一次水洗后再进入酸度回调池，且酸洗液与每次水洗后的上清液汇总成洗液，所述洗液PH<3，若只需一次水洗，则一次水洗后的水洗污泥进入污泥处理，若需多次水洗，则末次水洗后的水洗污泥进入污泥处理；更优选地，步骤1)中的脱盐污泥酸洗后需依次经过两次水洗再进入酸度回调池，对脱盐污泥进行一次水洗并分离得一次水洗上清液与一次水洗污泥，所述一次水洗上清液的pH<2.5，对一次水洗污泥进行二次水洗并分离，得二次水洗上清液与二次水洗污泥，所述二次水洗上清液的pH<3，所述酸洗液、一次水洗上清液与二次水洗上清液混合得洗液，所述洗液PH<3；更优选地，酸洗、一次水洗与二次水洗的用水来自污水处理装置处理后的上清液。

步骤1)中的分离方式为重力浓缩、气浮浓缩、离心或过滤，优选分离方式为重力浓缩，浓缩时间20-60分钟，浓缩后的污泥含水率为95％-98％。

步骤1)中的搅拌反应时间为至少30分钟。

所述中强碱为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氧化镁、氢氧化镁或氢氧化钾中的一种或几种。

所述有机酸为草酸，所述无机酸为盐酸、硫酸或硝酸。

将步骤2)中的沉淀物投入调配池，并加入硫酸，充分搅拌反应，使PH＜4，得无机絮凝剂；更优选地，所述絮凝剂包括铁盐与铝盐。

或将步骤2)中的沉淀物排入污泥脱水装置进行脱水，脱水方式为板框脱水、带式脱水或离心脱水，脱水后物料或作为含磷化肥原料，或加入水泥，进入造粒装置制成建材，造粒装置为环模制粒机或平模制粒机。

所述污泥处理包括污泥厌氧消化、污泥好氧堆肥、污泥厌氧堆肥、污泥干化焚烧、污泥高温热解、污泥蛋白提取或污泥蛋白饲料。

实施例1：

如附图1所示，给水处理厂污泥，污泥含水率80-85％，随机取样，部分干化后采用分光光度计测得污泥中铁盐和铝盐的总含量为65％，将污泥投入污泥调质池，加水调质并稀释至含水率90％，将污泥投入酸洗罐中，然后投入20％的盐酸，充分搅拌反应70分钟进行酸洗，酸洗后采用重力浓缩方法进行浓缩，浓缩时间为30分钟，得脱盐污泥与酸洗液，所述酸洗液pH<2，将酸洗污泥排入水洗罐中进行水洗，充分搅拌反应30分钟，使pH<3，采用重力浓缩法进行浓缩，浓缩时间为40分钟，得水洗污泥与水洗上清液，酸洗液、水洗上清液混合得pH<3的洗液，将水洗污泥排入酸度回调池，然后加入氧化钙，使pH>6，随机取样，部分干化后采用分光光度计检测无机盐的总含量为5％，污泥进入污泥处理；将洗液排入提纯池，然后向提纯池中投入氢氧化钠，将pH调节到4，得提纯液与含有铁铝的沉淀物，沉淀物进入调配池，然后向调配池中投入硫酸，将PH调节到3，得含有铁铝的絮凝剂，然后将提纯液排入污水处理装置，污水处理装置的出水回用至前端酸洗和水洗装置。

实施例2：

如附图2所示，污水处理厂市政污泥，污泥含水率为85-99.8％，随机取样，部分采用重量法检测有机质含量为45％，部分干化后采用分光光度计等方法检测无机盐的总含量为36％，将污泥投入酸洗罐，然后投入35％浓度的硫酸对污泥进行酸洗，充分搅拌反应30分钟，使pH<2，得含有液相无机盐的污泥；将含有液相无机盐的污泥采用气浮浓缩方法进行浓缩，浓缩时间为30分钟，得脱盐污泥与酸洗液，将脱盐污泥排入酸度回调池，然后加入氢氧化钠，使pH>6，随机取样，部分采用重量法检测有机质含量为58％，部分干化后采用分光光度计等方法检测无机盐的总含量为14％，无机盐去除61％，酸度回调后污泥进入污泥处理；酸洗液进入提纯池，后向提纯池中投入氧化钙，将pH调节到7，得提纯液与含有铁铝的沉淀物，沉淀物进入板框脱水装置进行脱水，得脱水污泥和压滤液，脱水污泥添加水泥后采用环模制粒机或平模制粒机制成砖材，然后将提纯液和压滤液排入污水处理装置。

实施例3：

如附图3所示，取污水厂脱水污泥，污泥含水率80-85％，随机取样，部分采用重量法检测有机质含量为35％，部分干化后采用分光光度计等方法检测无机盐的总含量为40％，将污泥投入污泥调质池，加水调质并稀释至含水率95％，进入酸洗装置，然后投入10％的草酸与20％浓度的硫酸，充分搅拌反应120分钟，使pH<2，得含有液相无机盐的污泥；将含有液相无机盐的污泥采用重力浓缩方法进行浓缩，浓缩时间为50分钟，分离得脱盐污泥与酸洗液，所述酸洗液pH<2，对脱盐污泥进行一次水洗并浓缩分离，得一次水洗上清液与一次水洗污泥，一次水洗上清液的pH<2.5，对一次水洗污泥进行二次水洗并浓缩分离，得二次水洗上清液与二次水洗污泥，二次水洗上清液的pH<3，酸洗液、一次水洗上清液与二次水洗上清液汇总得洗液，所述洗液pH<3，将脱盐污泥排入酸度回调池，然后加入氢氧化钠，使pH>6.5，随机采样，部分采用重量法检测有机质含量为55％，部分干化后采用分光光度计等方法检测无机盐的总含量为4％，无机盐去除90％，二次水洗污泥进入污泥处理；将洗液排入提纯池，然后向提纯池中投入氧化镁，将pH调节到8，得提纯液与含有铁铝无机盐和磷的沉淀物，沉淀物进入脱水装置进行脱水，得脱水泥饼和上清液，脱水泥饼即为含有磷酸铵镁的化肥原料，然后将提纯液和上清液排入污水处理装置。

实施例4：

取污水处理厂脱水污泥，部分采用氧弹量热法测定原泥热值1456Kcal/kg，另取污泥(含水率80％)100g，加水400ml，充分搅拌，加入20％浓度盐酸25ml，再加入20％浓度硫酸30ml,调节PH值至1.2，充分搅拌60分钟，沉淀40分钟，分离得酸洗液350ml和污泥150ml，污泥采用氧弹量热法测定热值3488Kcal/kg，污泥热值提高至原泥的1.4倍，酸洗液加入10％浓度氢氧化钠10ml，调节PH至4.5，析出沉淀并过滤分离，得提纯液250ml和无机沉淀物，向无机沉淀物中加投入盐酸，调节PH值至4，所得混合溶液即为含有铁盐与铝盐的絮凝剂，向提纯液中投加10％浓度氧化镁溶液15ml，调节PH至7.5，析出沉淀并过滤分离，所得沉淀即为磷酸铵镁。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，设于污泥处理前端，其特征在于：该工艺包括以下步骤：

1)、将污泥置于酸洗装置中，然后投入无机酸或有机酸进行酸洗，充分搅拌反应，然后分离，得脱盐污泥与含有无机盐的酸洗液，所述酸洗液pH<2；

2)、将步骤1)中的酸洗液投入提纯池，再向提纯池内加入中强碱，调节pH至4-8，反应得提纯液与无机沉淀物，所述提纯液进入污水处理装置；

3)、将步骤2)中的无机沉淀物投入调配池，并加入无机酸，充分搅拌反应，得絮凝剂；

4)、将步骤1)中的脱盐污泥投入酸度回调池，然后加入中强碱，使pH>6，所得反应物进入污泥处理。

2.根据权利要求1所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：当步骤1)中污泥的含水率为85％-99.8％时，直接将污泥置于酸洗装置中；当步骤1)中的污泥含水率低于85％时，将污泥置于污泥调质池，加水调制并稀释至含水率为85-99.8％，然后投入酸洗装置中。

3.根据权利要求1所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：步骤1)中的脱盐污泥酸洗后至少经过一次水洗后再进入酸度回调池，且酸洗液与每次水洗后的上清液汇总成洗液，末次水洗后的水洗污泥进入污泥处理。

4.根据权利要求1或3所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：步骤1)中的脱盐污泥酸洗后需依次经过两次水洗再进入酸度回调池，对脱盐污泥进行一次水洗并分离得一次水洗上清液与一次水洗污泥，对一次水洗污泥进行二次水洗并分离，得二次水洗上清液与二次水洗污 泥，所述酸洗液、一次水洗上清液与二次水洗上清液混合得洗液，所述洗液pH<3。

5.根据权利要求3所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：步骤1)中的分离方式为重力浓缩、气浮浓缩、离心或过滤。

6.根据权利要求1所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：步骤1)中的搅拌反应时间为至少30分钟。

7.根据权利要求1所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：所述中强碱为氧化钙、氢氧化钙、氢氧化钠、氧化镁、氢氧化镁或氢氧化钾中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：所述有机酸为草酸，所述无机酸为盐酸、硫酸或硝酸。

9.根据权利要求1所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：将步骤2)中的沉淀物投入调配池，并加入硫酸，充分搅拌反应，使pH＜4，得无机絮凝剂；

或将步骤2)中的沉淀物排入污泥脱水装置进行脱水，脱水方式为板框脱水、带式脱水或离心脱水，脱水后物料或作为含磷化肥原料，或加入水泥进入造粒装置制成砖材，造粒装置为环模制粒机或平模制粒机。

10.根据权利要求1所述的一种具有脱盐效果的污泥预处理工艺，其特征在于：所述污泥处理包括污泥厌氧消化、污泥好氧堆肥、污泥厌氧堆肥、污泥干化焚烧、污泥高温热解、污泥蛋白提取或污泥蛋白饲料。