CN113698068B - 一种污泥循环调理脱水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种污泥循环调理脱水的方法，将剩余污泥送入重力浓缩池进行初步的浓缩将易分离的泥水分开，较难脱水的污泥被输送到调节池中进行充分曝气之后，再送到电化学氧化装置通过电化学阴阳极耦合氧化作用对成层沉淀带的污泥进行调理，破坏污泥中絮凝体的结构，并使微生物的细胞壁发生溶胞作用，释放毛细水和结合水后送回重力浓缩池中再分离，改善污泥脱水性能。本方法将电化学氧化调理技术和重力浓缩技术有机结合，构建一种剩余污泥减量化循环处理过程，具有设备操作简单、处理费用低、无二次污染和污泥减量效果好等优点，是一种环境友好的工艺方法。

Description

一种污泥循环调理脱水的方法
技术领域
本发明涉及剩余污泥调理、脱水领域，具体是一种污泥循环调理脱水的方法。
背景技术
在世界范围内，经济的发展和人口规模的扩大带来的环境污染问题相当严重。活性污泥法通常用于城市污水和工业废水的净化，其技术缺点之一是产生大量的剩余污泥。这些污泥成分复杂，含水率高，往往含有大量重金属和致病菌等对人体和环境有害的物质，其体积疏松庞大不易运输和储存。污泥在脱水干化后大部分采用填埋或焚烧方式处理，但毛细水和结合水的存在使得脱水十分困难。对污泥进行脱水处理为污泥无害化处理的关键步骤。污泥脱水通常采用添加聚合物和机械脱水工艺，如通过离心、隔膜压滤机或真空过滤器等。污泥脱水的效率在很大程度上取决于聚合物的用量、特性和污泥的特性。机械脱水虽然可以使污泥间隙水通过非常狭窄的孔隙空间而脱除，但无法脱除结合水，脱水效果非常有限，需要大量的后续处理工作。因此，开发经济有效的污泥脱水工艺是解决污泥污染问题的重要途径。
电化学技术是近年来兴起的一种污泥调理技术。在通电的条件下，电极表面产生的强氧化剂及还原剂对微生物进行电化学溶胞作用，将结合水释放出来。同时，电极反应产生的强氧化剂也能氧化降解有机污染物，提高污泥的可生化性。电化学技术具有环境友好性、处理设备体积小、且无二次污染等优点，在污泥脱水领域具有广阔的应用前景。
经过单一的调理方法处理后，污泥仍是泥水混合物，并未实现真正的脱水，这给后续处理带来较大的困难。因此需要研发一套联合调理和泥水分离的污泥脱水工艺***，可连续性地完成污泥调理和污泥脱水，达到最大程度减少污泥产生量的目的，是可持续且环境友好型发展方向。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种污泥循环调理脱水的方法，采用如下的技术方案：
一种污泥循环调理脱水的***，包括重力浓缩池，调节池和电化学氧化装置，所述的重力浓缩池至少有2根进泥管，2根进泥管中至少一根是循环污泥进泥管，至少一根是新鲜剩余污泥进泥管，循环污泥进泥管的管口比新鲜剩余污泥进泥管的管口深；重力浓缩池的中部设有循环污泥排出管，循环污泥排出管位于重力浓缩池1/2-2/3处，且低于循环污泥进泥管的管口，重力浓缩池底部设有排泥管。
所述的循环污泥进泥管的管口比新鲜剩余污泥进泥管的管口深30-80cm。
所述的调节池设有搅拌机。
所述的电化学氧化装置是一种可移动一体化电化学设备，输入电压范围10-32V，电极模块为可拆卸结构，循环污泥从底部进入，从上部流出。
使用权利要求1所述***的污泥循环调理脱水的方法，剩余污泥首先进行重力浓缩，然后经充分曝气进行调理，最后利用电化学反应进行氧化处理；所述的重力浓缩是将剩余污泥由新鲜剩余污泥进泥管加料到重力浓缩池中；所述的充分曝气是将成层沉淀带的污泥送入调节池加入电解质并进行曝气处理；所述的电化学氧化处理是使用电化学氧化装置对曝气处理后的污泥进行电化学氧化处理。
所述的曝气处理的时间为10-60min。
所述的电解质为硫酸钠。
所述的电化学氧化处理的处理时间为10-40min。
本发明获得的有益效果是：
将电化学污泥调理技术和重力浓缩技术有机结合在一起，改善污泥脱水性能的同时能实现污泥高效减量化。具体为剩余污泥进入重力浓缩池后，进行初步的浓缩将易分离的泥水分开，较难脱水的污泥进入成层沉淀带阶段后被输送到调节池和电化学氧化装置。在调节池中进行充分曝气之后，通过电化学阴阳极耦合氧化作用对成层沉淀带的污泥进行调理，利用电化学反应产生的强氧化剂破坏污泥中絮凝体的结构和微生物的细胞壁发生溶胞作用，释放毛细水和结合水，实现污泥脱水性能的改善。经过调理之后的循环污泥重新回到重力浓缩池进一步浓缩。本发明具有设备操作简单、处理反应快、稳定性强、脱水效果好和运行成本低等优点，同时无需外加化学试剂，不造成二次污染。此外，将重力浓缩法以及电化学氧化法相结合，是一种环境友好型的技术方法。
附图说明：
图1为本发明中工艺及设备结构示意图。
图中，1循环污泥进泥管、2新鲜剩余污泥进泥管、3重力浓缩池、4排泥管、5调节池、6曝气装置、7电化学氧化装置、8电极模块、9、循环污泥排出管、10循环污泥排出管阀门、11排泥管阀门。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1
循环污泥排出管位于重力浓缩池3的1/2处，循环污泥进泥管1的管口深于新鲜剩余污泥进泥管2的管口30cm。
以含水率98.2％-99.5％的剩余污泥为处理对象，将剩余污泥由新鲜剩余污泥进泥管2注入重力浓缩池3中。新鲜剩余污泥在重力浓缩池3中经过5小时浓缩后，打开循环污泥排出管上的阀门10，使成层沉淀带的污泥在重力作用下流入到调节池5中，沉泥则通过排泥管4排出。
成层沉淀带的污泥流入调节池5后，加入硫酸钠作为电解质，加入的硫酸钠与污泥的比例为6mg/L。边加入电解质边鼓风曝气，并使用搅拌机进行充分搅拌，鼓风风量为1.2m3/h。循环污泥在调节池5内鼓风曝气30min，使调节池5中的污泥充分曝气。
调节池5内液面高程高于电化学氧化装置7，循环污泥可自行流入电化学氧化装置7中，循环污泥在电化学氧化装置7电解30min。
电化学氧化装置7为可移动一体式电化学设备，输入电压范围30V，电极模块8中阳极为Ti/PbO2电极板，阴极为石墨电极板，采用单极式连接方式，液路连接方式为串联式，电极间距为2cm。
电化学调理之后，通过循环污泥进泥管1送到重力浓缩池3中，控制循环污泥进泥流量为新鲜剩余污泥进泥量的1/2。新鲜剩余污泥与循环污泥在重力浓缩池3中经过重力浓缩，打开循环污泥排出管上的阀门10，使成层沉淀带的污泥在重力作用下流入到调节池5中，沉泥由重力浓缩池底部排泥管4排出。
重复上述的过程。
实施例2
循环污泥排出管位于重力浓缩池3的1/2处，循环污泥进泥管1的管口深于新鲜剩余污泥进泥管2的管口50cm。
以含水率98.2％-99.5％的剩余污泥为处理对象，将剩余污泥由新鲜剩余污泥进泥管2注入重力浓缩池3中。新鲜剩余污泥在重力浓缩池3中经过5小时浓缩后，打开循环污泥排出管上的阀门10，使成层沉淀带的污泥在重力作用下流入到调节池5中，沉泥则通过排泥管4排出。
成层沉淀带的污泥流入调节池5后，加入硫酸钠作为电解质，加入的硫酸钠与污泥的比例为6mg/L。边加入电解质边鼓风曝气，并使用搅拌机进行充分搅拌，鼓风风量为1.2m3/h。循环污泥在调节池5内鼓风曝气10min，使调节池5中的污泥充分曝气。
调节池5内液面高程高于电化学氧化装置7，循环污泥可自行流入电化学氧化装置7中，循环污泥在电化学氧化装置7电解10min。
电化学氧化装置7为可移动一体式电化学设备，输入电压范围10V，电极模块8中阳极为Ti/PbO2电极板，阴极为石墨电极板，采用单极式连接方式，液路连接方式为串联式，电极间距为2cm。
电化学调理之后，通过循环污泥进泥管1送到重力浓缩池3中，控制循环污泥进泥流量为新鲜剩余污泥进泥量的1/2。新鲜剩余污泥与循环污泥在重力浓缩池3中经过重力浓缩，打开循环污泥排出管上的阀门10，使成层沉淀带的污泥在重力作用下流入到调节池5中，沉泥由重力浓缩池底部排泥管4排出。
重复上述的过程。
实施例3
循环污泥排出管位于重力浓缩池3的2/3处，循环污泥进泥管1的管口深于新鲜剩余污泥进泥管2的管口80cm。
以含水率98.2％-99.5％的剩余污泥为处理对象，将剩余污泥由新鲜剩余污泥进泥管2注入重力浓缩池3中。新鲜剩余污泥在重力浓缩池3中经过5小时浓缩后，打开循环污泥排出管上的阀门10，使成层沉淀带的污泥在重力作用下流入到调节池5中，沉泥则通过排泥管4排出。
成层沉淀带的污泥流入调节池5后，加入硫酸钠作为电解质，加入的硫酸钠与污泥的比例为6mg/L。边加入电解质边鼓风曝气，并使用搅拌机进行充分搅拌，鼓风风量为1.2m3/h。循环污泥在调节池5内鼓风曝气60min，使调节池5中的污泥充分曝气。
调节池5内液面高程高于电化学氧化装置7，循环污泥可自行流入电化学氧化装置7中，循环污泥在电化学氧化装置7电解40min。
电化学氧化装置7为可移动一体式电化学设备，输入电压范围32V，电极模块8中阳极为Ti/PbO2电极板，阴极为石墨电极板，采用单极式连接方式，液路连接方式为串联式，电极间距为2cm。
电化学调理之后，通过循环污泥进泥管1送到重力浓缩池3中，控制循环污泥进泥流量为新鲜剩余污泥进泥量的1/2。新鲜剩余污泥与循环污泥在重力浓缩池3中经过重力浓缩，打开循环污泥排出管上的阀门10，使成层沉淀带的污泥在重力作用下流入到调节池5中，沉泥由重力浓缩池底部排泥管4排出。
重复上述的过程。
经过测定，使用本发明的方法后，从排泥管排出的沉泥含水率为88％-91％，对比实验前的含水量为98.2-99.5％，实验结果证明本方法可有效降低含水率。

Claims (8)

1.一种污泥循环调理脱水的***，包括重力浓缩池，其特征在于，还包括调节池和电化学氧化装置，所述的重力浓缩池至少有 2 根进泥管，2 根进泥管中至少一根是循环污泥进泥管，至少一根是新鲜剩余污泥进泥管，循环污泥进泥管的管口比新鲜剩余污泥进泥管的管口深；重力浓缩池的中部设有循环污泥排出管，循环污泥排出管位于重力浓缩池 1/2-2/3 处，且低于循环污泥进泥管的管口，重力浓缩池底部设有排泥管；成层沉淀带的污泥经循环污泥排出管流入到调节池中，调节池内液面高程高于电化学氧化装置，循环污泥可自行流入电化学氧化装置中，电化学调理之后通过循环污泥进泥管送到重力浓缩池中。
2.如权利要求 1 所述的***，其特征在于，所述的循环污泥进泥管的管口比新鲜剩余污泥进泥管的管口深 30-80 cm。
3.如权利要求 1 所述的***，其特征在于，所述的调节池设有搅拌机。
4.如权利要求 1 所述的***，其特征在于，所述的电化学氧化装置是一种可移动一体化电化学设备，输入电压范围 10-32 V，电极模块为可拆卸结构，循环污泥从底部进入，从上部流出。
5.使用权利要求 1 所述***的污泥循环调理脱水的方法，其特征在于，剩余污泥首先进行重力浓缩，然后经充分曝气进行调理，最后进行电化学氧化处理；所述的重力浓缩是将剩余污泥由新鲜剩余污泥进泥管加料到重力浓缩池中；所述的充分曝气是将成层沉淀带的污泥送入调节池，加入电解质并进行曝气处理；所述的电化学氧化处理是使用电化学氧化装置对曝气处理后的污泥进行电化学氧化处理。
6.如权利要求 5 所述的方法，其特征在于，所述的曝气处理的时间为 10-60 min。
7.如权利要求 5 所述的方法，其特征在于，所述的电解质为硫酸钠。
8.如权利要求 5 所述的方法，其特征在于，所述的电化学氧化处理的处理时间为 10-40 min。
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