CN107089787A - 一种自来水厂排泥水固液分离安全回用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，依次包括化学调理、高压过滤和隔膜压滤过程，具体步骤如下：1)将自来水污泥经重力浓缩后，采用Fenton氧化技术进行处理；2)经Fenton氧化技术调理后，并污泥中产生絮体，加入少量的高分子有机絮凝剂对所述絮体进行二次构建；3)将调理后的自来水污泥采用过滤设备进行深度脱水；4)清液回用至自来水厂进水，泥饼输送外运。本发明提高了污泥的脱水效果，并实现了污泥水分的回流利用。

Description

一种自来水厂排泥水固液分离安全回用方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种自来水厂排泥水固液分离安全回用方法。

背景技术

自来水厂在生产大量生活、生产用水的同时，也产生了大量的污泥，这些污泥主要来源于沉淀池的排泥水和滤池的反冲洗废水，这些水量大约占自来水厂总净水量的4-7％。其中滤池反冲洗排泥水水量较大(约占产水量3.5-5％)，污泥含水率较高，高达99.9％，沉淀池排泥水约占产水量的1.5-2％，含水率相对较低(99.7％)。通过静沉可以回流，但是沉后含水率仍然在99％左右。目前，我国的给水厂几乎全部把这些污泥直接排放至就近的江河、湖泊等水体，对水体造成了严重的污染，对于水资源日益短缺的现状来说，自来水厂污泥是不能放任流弃的水资源，对于严重缺水城市的自来水厂来说，从节约水资源和节约长距离饮水的基建投资及日常输水电耗等方面考虑，更不能允许任意排放自来水厂污泥。并且随着近几年国家对环保的重视，自来水厂污泥的合理处置就显得极为重要。

由于污泥具有较强的亲水性，对污泥浓缩后才能进行干化。目前我国较为成熟的处理工艺有四种：(1)浓缩冷冻，(2)浓缩并散布于干化床，(3)浓缩并通过真空过滤机、带式压滤机或离心机脱水干化，(4)通过酸化污泥，回收絮凝剂，用真空过滤机、压滤机或离心机处理中和后的污泥。Fenton氧化技术作为经典的高级氧化技术，越来越多的被用于氧化有机物，Fenton氧化处理后可以改善污泥脱水性，同时去除浓缩污泥中的有机物(消毒副产物的前驱物)和杀死细菌，实现自来水厂污泥的安全脱水。但在现有技术中，仍未能充分利用Fenton氧化技术，还没有实现安全回用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，用以解决现有技术存在的技术问题，以提升脱水效果和污泥水分的回流利用。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下步骤的自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，依次包括化学调理、高压过滤和隔膜压滤过程，具体步骤如下：

1)将自来水污泥经重力浓缩后，采用Fenton氧化技术进行处理；

2)经Fenton氧化技术调理后，并污泥中产生絮体，加入少量的高分子有机絮凝剂对所述絮体进行二次构建；

3)将调理后的自来水污泥采用过滤设备进行深度脱水；

4)清液回用至自来水厂进水，泥饼输送外运。

可选的，所述Fenton氧化技术中使用了亚铁和过氧化氢的混合药剂，用于对污泥进行调理。

可选的，所述的过滤设备为隔膜压滤机。

可选的，所述的高分子絮凝剂为PAM和HCA。

可选的，所述Fenton氧化技术调理步骤是将污泥的pH值调节至3，加入硫酸亚铁，然后再加入过氧化氢，反应一段时间。

可选的，所述亚铁和过氧化氢的摩尔比为0.05-0.5，27.5％工业级过氧化氢的投加量为污泥体积的1％-3％(v/v)。

采用本发明，与现有技术相比，具有以下优点：本发明突破了污泥中有机质结合水难以被分离出来的技术瓶颈；提供了一种兼有氧化与混凝提高污泥脱水性能的可行性处理方案；可以通过Fenton氧化处理破坏污泥中有机质、进而通过混凝技术提高污泥脱水性能，添加PAM增大污泥絮体颗粒粒径，提高污泥脱水机械的效率，从而节省污泥脱水成本。经过处理后的清液通过回用返回到自来水厂前端，节约取水成本，减少从天然水体的取水量，节约水资源，同时污泥经浓缩后减少污泥处理量，堆肥使用可以提高土壤肥力。

附图说明

图1为本发明自来水厂排泥水固液分离安全回用方法的流程框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

Fenton试剂中的亚铁经过双氧水氧化后形成三价铁，同时有混凝的效果，使排泥水中颗粒形成较大粒径的絮体，从而提高脱水性能。加之以有机高分子絮凝剂PAM的调理，可以在使污泥颗粒进一步成长，不仅可以提高污泥的脱水性能，更可以大大提高脱水机械的处理能力。

参考图1所示，示意了本发明的步骤流程，本发明的自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，依次包括化学调理、高压过滤和隔膜压滤过程，具体步骤如下：

1)将自来水污泥经重力浓缩后，采用Fenton氧化技术进行处理；

2)经Fenton氧化技术调理后，并污泥中产生絮体，加入少量的高分子有机絮凝剂对所述絮体进行二次构建；

3)将调理后的自来水污泥采用过滤设备进行深度脱水；

4)清液回用至自来水厂进水，泥饼输送外运。

所述Fenton氧化技术中使用了亚铁和过氧化氢的混合药剂，用于对污泥进行调理。

所述的过滤设备为隔膜压滤机。

所述的高分子絮凝剂为PAM和HCA。

所述Fenton氧化技术调理步骤是将污泥的pH值调节至3，加入硫酸亚铁，然后再加入过氧化氢，反应一段时间。

所述亚铁和过氧化氢的摩尔比为0.05-0.5，27.5％工业级过氧化氢的投加量为污泥体积的1％-3％(v/v)。

Fenton氧化作为一种经典的高级氧化技术，被广泛应用于各种水处理过程中，其主要机理如反应方程式1-4所示。主要依靠亚铁催化过氧化氢分解产生羟基自由基来氧化有机物，主要反应过程可以分为二价铁体系和三价铁体系。

Fe²⁺+H₂O₂→Fe³⁺+·OH+OH^- (1)

·OH+Fe²⁺→Fe³⁺+OH^- (2)

Fe-OOH²⁺→HO₂·+Fe²⁺ (4)

Fenton过程中产生亚铁与三价铁，当Fenton反应完成后调节pH＝7时产生铁系的混凝效果。Fenton氧化处理可以改善污泥脱水性，同时去除浓缩污泥中的有机物(消毒副产物的前驱物)和杀死细菌，实现自来水厂污泥的安全脱水。而PAM作为一种有机高分子的絮凝剂，在污泥调理技术中有难以替代的作用，可以有效提高絮体的粒径，从而改变污泥的脱水性。

采用更具体的实施例子如下：取自来水厂排泥水按照如下过程进行处理：首先调节排泥水pH＝3，按照30％双氧水投加量占污泥体系的0.3％、n(H₂O₂)∶n(Fe²⁺)＝10∶1投加双氧水和亚铁，连续搅拌1h，添加石灰乳调节pH＝7；然后配制1‰PAM，投加量为体系的3‰投加后搅拌混匀；最后将所得污泥体系利用板框压滤机进行压滤，所得清液回流至自来水厂配水井，所得泥饼含水率可低于60％。下表为四次重复实验，在不同双氧水投加量下泥饼含水率的变化，可以证实本发明的技术效果。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，依次包括化学调理、高压过滤和隔膜压滤过程，具体步骤如下：

1)将自来水污泥经重力浓缩后，采用Fenton氧化技术进行处理；

2)经Fenton氧化技术调理后，并污泥中产生絮体，加入少量的高分子有机絮凝剂对所述絮体进行二次构建；

3)将调理后的自来水污泥采用过滤设备进行深度脱水；

4)清液回用至自来水厂进水，泥饼输送外运。

2.根据权利要求1所述的自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，其特征在于：所述Fenton氧化技术中使用了亚铁和过氧化氢的混合药剂，用于对污泥进行调理。

3.根据权利要求2所述的自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，其特征在于：所述的过滤设备为隔膜压滤机。

4.根据权利要求2所述的自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，其特征在于：所述的高分子絮凝剂为PAM和HCA。

5.根据权利要求2所述的自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，其特征在于：所述Fenton氧化技术调理步骤是将污泥的pH值调节至3，加入硫酸亚铁，然后再加入过氧化氢，反应一段时间。

6.根据权利要求5所述的自来水厂排泥水固液分离安全回用方法，其特征在于：所述亚铁和过氧化氢的摩尔比为0.05-0.5，27.5％工业级过氧化氢的投加量为污泥体积的1％-3％(v/v)。