CN112174468B - 一种基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，属于环境工程技术领域；本发明中利用弱酸性的污泥水热碳化滤液调理含水80%的污泥，然后进一步升温加入强碱进一步破坏污泥的胞外聚合物和细胞壁释放出其中的水，从而实现污泥深度脱水目的，得到的污泥滤饼含水率在60%以下。

Description

一种基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法。
背景技术
污泥具有高含水率、高有机物含量同时可能含有大量的有毒有害物质的半固体产物，如含有有机物、重金属、病原菌等成分，若处置不当，将对环境造成严重危害。目前工程上的污泥经过机械压滤后的含水率在80%~85%，高含水率不仅仅不利于污泥的后续处理，同时也增加了污泥运输成本。
常用的污泥脱水方法有烘干法、骨架材料法、水热法等。烘干法是采用加热的方法使得污泥中的水分快速被蒸发掉的一种方法，虽然脱水效率高，脱水后的污泥含水率可降到非常低，但是投资较大，运行费用较高，一般每吨污泥处置成本在500元以上，产生的挥发性有机物对周围环境影响较大；芬顿氧化法及其衍生的方法中，采用氧化物将胞外聚合物氧化实现有效的脱水，为达到有效降低污泥含水率，试剂投入量较大，成本相对较大，难以应用于工业污泥脱水；而水热法通过将污泥在密闭条件下进行加热，在一定温度和压力下促进污泥中有机质水解到水相中，从而达到破坏污泥絮凝体结构，改善污泥脱水性能，污泥中含水量较高，由于水热碳化温度较高能耗大，因此处理成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法。本发明中利用弱酸性的污泥水热碳化滤液调理含水80%的污泥，然后进一步升温加入强碱进一步破坏污泥的胞外聚合物和细胞壁释放出其中的水，实现污泥深度脱水目的，含水率在60%以下。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，具体包括如下步骤：
在污泥原料中加入污泥水热碳化滤液调理，然后向调理后的污泥中加入强碱并升温至80~100℃水解，最后机械压滤将污泥混合物固液分离，得到高含固率的污泥滤饼。
进一步的，所述污泥水热碳化滤液通过如下方式获得：污泥在180~200℃下进行水热碳化，收集反应结束后的滤液。
进一步的，所述污泥水热碳化滤液温度高于50℃，pH为5.5~6.5。
进一步的，所述调理的时间为45~90min。
进一步的，所述污泥和污泥水热碳化滤液质量比为0.5~1。
进一步的，所述强碱为氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种。
进一步的，所述强碱的添加量为污泥干重的1~3%。
进一步的，所述水解时间为30~60min。
进一步的，所述高含固率的污泥滤饼的含水率低于60%。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明充分利用了污泥水热碳化工程化过程中产生的大量滤液，且利用其滤液的弱酸性质，对污泥原料进行调理，然后再利用强碱强化污泥水解，能够有效降低反应后污泥滤饼含水率，且降低污泥水热碳化处置成本，同时反应后产生的多余滤液可用于对污泥预热，冷却后回到污水处理池中，能够进一步降低污泥脱水成本。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：
取用含水率为80%的污泥质量100份，氢氧化钠0.2份，污泥水热碳化滤液100份，首先将污泥与滤液加入到反应釜中进行调理，调理时间设置为45分钟，温度控制在50℃以上，其中污泥水热碳化滤液是污泥在180℃下反应得到的滤液，pH值控制在5.5~6.5。泥水混合物调理后加入氢氧化钠，保证有效容积在70%，升高温度进行水热反应，水热反应温度设置为80℃，反应时间为30分钟，将反应后泥水混合物进行机械压滤，得到污泥的滤饼和滤液，其中滤饼含水率为53%。多余的滤液对污泥进行预热，冷却后滤液回到污水处理池进行进一步处理。
实施例2：
取用含水率为80%的污泥质量100份，氢氧化钠0.4份，污泥水热碳化滤液150份，首先将污泥与滤液加入到反应釜中进行调理，调理时间设置为70分钟，温度控制在50℃以上，其中污泥水热碳化滤液是污泥在190℃下反应得到的滤液，pH值控制在5.5~6.5。泥水混合物调理后加入氢氧化钠，保证有效容积在70%，升高温度进行水热反应，水热反应温度设置为90℃，反应时间为45分钟，将反应后泥水混合物进行机械压滤，得到污泥的滤饼和滤液，其中滤饼含水率为55%。多余的滤液对污泥进行预热，冷却后滤液回到污水处理池进行进一步处理。
实施例3：
取用含水率为80%的污泥质量100份，氢氧化钠0.6份，污泥水热碳化滤液200份，首先将污泥与滤液加入到反应釜中进行调理，调理时间设置为60分钟，温度控制在50℃以上，其中污泥水热碳化滤液是污泥在200℃下反应得到的滤液，pH值控制在5.5~6.5。泥水混合物调理后加入氢氧化钠，保证有效容积在70%，升高温度进行水热反应，水热反应温度设置为100℃，反应时间为60分钟，将反应后泥水混合物进行机械压滤，得到污泥的滤饼和滤液，其中滤饼含水率为52%。多余的滤液对污泥进行预热，冷却后滤液回到污水处理池进行进一步处理。
对比例1：
取用含水率为80%的污泥质量100份，加入蒸馏水200份，将污泥与蒸馏水加入反应釜中进行水热碳化反应，反应温度设置为100℃，反应时间为60分钟，将反应后泥水混合物进行机械压滤，得到污泥的滤饼和滤液，其中滤饼含水率为65%。多余的滤液对污泥进行预热，冷却后滤液回到污水处理池进行进一步处理。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，其特征在于，包括：
将污泥在180~200℃下进行水热碳化，收集反应结束后的污泥水热碳化滤液；
在污泥原料中加入污泥水热碳化滤液调理，然后向调理后的污泥中加入强碱并升温至80~100℃水解，最后机械压滤将污泥混合物固液分离，得到高含固率的污泥滤饼；所述污泥水热碳化滤液温度高于50℃，pH为5.5~6.5。
2.根据权利要求1所述的基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，其特征在于，所述调理的时间为45~90min。
3.根据权利要求1所述的基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，其特征在于，所述污泥和污泥水热碳化滤液质量比为0.5~1。
4.根据权利要求1所述的基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠或碳酸钠中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，其特征在于，所述强碱的添加量为污泥干重的1~3%。
6.根据权利要求1所述的基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，其特征在于，所述水解时间为30~60min。
7.根据权利要求1所述的基于污泥水热碳化滤液的污泥深度脱水方法，其特征在于，所述高含固率的污泥滤饼的含水率低于60%。
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