公布日：2023.09.05
申請日：2023.07.05
分類號：C02F11/143(2019.01)I;C02F11/145(2019.01)I;C02F11/122(2019.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種市政污泥無公害處理工藝及其應(yīng)用。該工藝包括(1)在待處理的市政污泥中加入破膠滅菌劑和水，攪拌悶料，得到處理后的污泥樣品；(2)對所述處理后的污泥樣品進(jìn)行壓濾處理后靜置悶料。本發(fā)明提供的市政污泥無公害處理工藝是一套完整的工藝體系，處理后污泥呈現(xiàn)半干狀態(tài)，由于污泥中病原菌等有害物質(zhì)已經(jīng)去除，無毒性滲出，處理后的污泥無需進(jìn)行其它額外處理就可以直接用于營養(yǎng)土或種植土等領(lǐng)域中，處理后的污泥不會(huì)污染地下水，也不會(huì)損傷植被根系，更不會(huì)導(dǎo)致水土富營養(yǎng)化，本發(fā)明提供了一種更加簡單、脫水率高、無害化、高效穩(wěn)定的污泥處理工藝。
權(quán)利要求書
1.一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，包括如下步驟：(1)在待處理的市政污泥中加入破膠滅菌劑和水，攪拌悶料，得到處理后的污泥樣品；(2)對所述處理后的污泥樣品進(jìn)行壓濾處理后靜置悶料；所述壓濾包括第一壓濾和第二壓濾；其中，所述第一壓濾的壓力小于第二壓濾的壓力；第一壓濾的時(shí)間大于第二壓濾的時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，所述第一壓濾的壓力為1-1.2MPa，時(shí)間≥1.5h；和/或，所述第二壓濾的壓力為1.4-1.7MPa，時(shí)間≥0.5h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，所述步驟(1)中，所述水的加入量為所述市政污泥質(zhì)量的40-60％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，所述第一壓濾和第二壓濾的總時(shí)間≥2h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，所述步驟(1)中，所述市政污泥的含水量為70-99％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，所述步驟(1)，所述破膠滅菌劑包括NaHCO3、Ca(HCO3)2、CaO、NaClO、C3Cl3N3O3；還包括破膠小料、HNO3、雙氧水、石膏、沸石和活性氧化鎂中的至少一種；優(yōu)選地，所述破膠滅菌劑為NaHCO3、Ca(HCO3)2、CaO、破膠小料、NaClO、C3Cl3N3O3、雙氧水、石膏的混合物；或，所述破膠滅菌劑為NaHCO3、Ca(HCO3)2、CaO、破膠小料、NaClO、C3Cl3N3O3、沸石和活性氧化鎂的混合物；優(yōu)選地，所述破膠小料為二水氧化鈣、硫酸亞鐵、磷酸鹽和硫酸鋁銨的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，所述步驟(1)中，所述破膠滅菌劑的加入量為所述市政污泥總質(zhì)量的1-5％；優(yōu)選地，所述步驟(1)中，所述攪拌悶料的時(shí)間為1-3h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，所述步驟(2)中，所述靜置悶料的時(shí)間為10-21h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種市政污泥無公害處理工藝，其特征在于，所述步驟(2)中，還包括將所述壓濾后的廢水進(jìn)行回收再利用的步驟；優(yōu)選地，對所述廢水進(jìn)行回收再利用的方法包括超濾法、反滲透法和過濾法中的至少一種。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述市政污泥無公害處理工藝處理后的市政污泥在種植土、營養(yǎng)土、土壤修復(fù)材料或生物質(zhì)燃燒顆粒領(lǐng)域中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中的市政污泥脫水效率低、對環(huán)境造成污染、處理后樣品不穩(wěn)定等的缺陷，進(jìn)而通過處理工藝進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，提供一種脫水效率高、無害化、資源化、穩(wěn)定化的市政污泥處理工藝。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一方面，本發(fā)明提供了一種市政污泥無公害處理工藝，包括如下步驟：
(1)在待處理的市政污泥中加入破膠滅菌劑和水，攪拌悶料，得到處理后的污泥樣品；
(2)對所述處理后的污泥樣品進(jìn)行壓濾處理后靜置悶料，即得；
所述壓濾包括第一壓濾和第二壓濾；
其中，所述第一壓濾的壓力小于第二壓濾的壓力；第一壓濾的時(shí)間大于第二壓濾的時(shí)間。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第一壓濾的壓力為1-1.2MPa，時(shí)間≥1.5h。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第二壓濾的壓力為1.4-1.7MPa，時(shí)間為≥0.5h。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述步驟(1)中，所述加水量為所述市政污泥質(zhì)量的40-60％。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第一壓濾和第二壓濾的總時(shí)間≥2h。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述步驟(1)中，所述市政污泥的含水量為70-99％。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述步驟(1)，所述破膠滅菌劑為NaHCO3、Ca(HCO3)2、CaO、NaClO、C3Cl3N3O3；還包括破膠小料、HNO3、雙氧水、石膏、沸石和活性氧化鎂中的至少一種。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述破膠滅菌劑為NaHCO3、Ca(HCO3)2、CaO、破膠小料、NaClO、C3Cl3N3O3、雙氧水、石膏的混合物。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，破膠滅菌劑為NaHCO3、Ca(HCO3)2、CaO、破膠小料、NaClO、C3Cl3N3O3、沸石和活性氧化鎂的混合物。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述破膠小料為二水氧化鈣、硫酸亞鐵、磷酸鹽、硫酸鋁銨的混合物。
破膠滅菌劑中的各個(gè)組分的用量比例不做具體限定，任意比例均可行；破膠小料中的各個(gè)組分的用量比例不做具體限定，任意比例均可行。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述步驟(1)中，所述破膠滅菌劑的加入量為所述市政污泥總質(zhì)量的1-5％，可以根據(jù)壓濾設(shè)備的壓力和污泥含水率調(diào)整預(yù)處理的投藥比例，通常壓力越高，投藥量越少；含水率越大，投藥量越大。
當(dāng)95％＜污泥含水率≤99％，破膠滅菌劑的加入量為所述市政污泥總質(zhì)量的5％；
當(dāng)90％＜污泥含水率≤95％，破膠滅菌劑的加入量為所述市政污泥總質(zhì)量的4％；
當(dāng)85％＜污泥含水率≤90％，破膠滅菌劑的加入量為所述市政污泥總質(zhì)量的3％；
當(dāng)80％＜污泥含水率≤85％，破膠滅菌劑的加入量為所述市政污泥總質(zhì)量的2％；
當(dāng)70％≤污泥含水率≤80％，破膠滅菌劑的加入量為所述市政污泥總質(zhì)量的1％。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述步驟(1)中，所述攪拌悶料的時(shí)間為1-3h。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述步驟(2)中，所述靜置悶料的時(shí)間為10-21h。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述步驟(2)中，還包括將所述壓濾后的廢水進(jìn)行回收再利用的步驟。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，對所述廢水進(jìn)行回收再利用的方法包括超濾法、反滲透法和過濾法中的至少一種。
機(jī)械壓濾(第一壓濾和第二壓濾)排除的廢水主要采用超濾和反滲透工藝進(jìn)行處理，將污泥廢水收集，采用“多介質(zhì)過濾器+超濾系統(tǒng)+一級反滲透”進(jìn)行再處理達(dá)標(biāo)排放或者回用。超濾作為反滲透的主要前處理，再利用反滲透膜進(jìn)行脫鹽處理以達(dá)到廢水回收再利用，反滲透濃縮液排入廠家廢水處理站處理或者再上一套濃縮液處理設(shè)備。回用水作為純水系統(tǒng)的原水，可以大大提高整個(gè)水處理系統(tǒng)中水的利用率，節(jié)省自來水用量；同時(shí)回用水也可以用于其他領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)資源回收再利用。
第二方面，本發(fā)明提供了一種市政污泥無公害處理工藝處理后的市政污泥在種植土、營養(yǎng)土、土壤修復(fù)材料、生物質(zhì)燃燒顆粒領(lǐng)域中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.本發(fā)明提供的市政污泥無公害處理工藝，該工藝包括(1)在待處理的市政污泥中加入破膠滅菌劑和水，攪拌悶料，得到處理后的污泥樣品；(2)對所述處理后的污泥樣品進(jìn)行壓濾處理后靜置悶料；所述壓濾包括第一壓濾和第二壓濾；其中，所述第一壓濾的壓力小于第二壓濾的壓力；第一壓濾的時(shí)間大于第二壓濾的時(shí)間。本發(fā)明提供的市政污泥無公害處理工藝是一套完整的工藝體系，破膠處理、補(bǔ)水、壓濾處理、靜置這些步驟都有關(guān)鍵性作用，該工藝處理后的污泥的含水率直接從85-90％減量至35-40％左右，處理后污泥呈現(xiàn)半干狀態(tài)，由于污泥中病原菌等有害物質(zhì)已經(jīng)去除，無毒性滲出，處理后的污泥無需進(jìn)行其它額外處理就可以直接用于營養(yǎng)土或種植土等領(lǐng)域中，處理后的污泥不會(huì)污染地下水，也不會(huì)損傷植被根系，更不會(huì)導(dǎo)致水土富營養(yǎng)化，本發(fā)明提供了一種更加簡單、脫水率高、無害化、高效穩(wěn)定的污泥處理工藝。
在待處理的市政污泥中加入破膠滅菌劑可以改變污泥中水泡體結(jié)構(gòu)，在攪拌悶料過程中，將污泥中難以破除泡體結(jié)構(gòu)刺破，破膠率達(dá)90-95％，使污泥中的25-30％結(jié)合水和吸附水轉(zhuǎn)變?yōu)殚g隙水，脫水率會(huì)大幅度提高，同時(shí)反應(yīng)過程中消耗掉大量的水分子和有機(jī)物，破膠處理后污泥中水的通道被打開，配合機(jī)械壓濾輕松排出，使污泥含水率為40-45％；再通過步驟(2)中的靜置對污泥進(jìn)行再次悶料處理，使剩余的破膠污泥慢慢完成整體破膠，該過程還會(huì)產(chǎn)生熱量，使水分揮發(fā)，污泥含水率可直接降低到35-40％，使污泥呈聚散狀態(tài)(半干化狀態(tài))；如果直接對市政污泥進(jìn)行壓濾排水，只能排出污泥中的自由水，無法排出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的結(jié)合水和吸附水，導(dǎo)致脫水率不高，脫水后含水率通常在55-60％左右。本發(fā)明處理后的污泥無需進(jìn)行其他額外的處理工序，改良后的污泥不會(huì)污染地下水、不會(huì)損傷植被根系，也不會(huì)導(dǎo)致水土富營養(yǎng)化，可以直接用于營養(yǎng)土和種植土的資源化利用；
機(jī)械壓濾采用第一壓濾和第二壓濾相結(jié)合的方式，第一壓濾為慢壓，第二壓濾為快壓，最大程度地降低污泥中含水量，避免快壓的速度過快，污泥出水不清澈，尾灰會(huì)攜帶污泥顆粒；全部采用慢壓又會(huì)導(dǎo)致壓力不足，排水不充分的缺陷，因此該工藝采用雙重壓濾解決了該矛盾，提高了脫水率。
采用額外補(bǔ)水技術(shù)，也就是在攪拌悶料前加水，使水在污泥和破膠滅菌劑中間主要起到一個(gè)橋接作用，讓破膠滅菌劑和污泥有更好的接觸，激發(fā)出大量活性，提高污泥的破膠效率。
2.本發(fā)明提供的市政污泥無公害處理工藝，破膠滅菌劑對污泥具有持續(xù)的破膠效果，整體悶料時(shí)間(攪拌悶料時(shí)間+靜置悶料時(shí)間)為24h以內(nèi)，因此步驟(2)中靜置悶料時(shí)間設(shè)計(jì)為10-21h，可以使破膠污泥完成整體破膠；步驟(1)中的悶料時(shí)間為1-3h，該時(shí)間段內(nèi)破膠效果達(dá)到高峰值，總體破膠率為90-95％，剩余的污泥會(huì)在步驟(2)靜置悶料過程慢慢完成整體破膠。
破膠滅菌劑的活躍性可根據(jù)加水量的大小進(jìn)行改變，隨著水量的增大，破膠滅菌劑和污泥的連接也會(huì)隨之增強(qiáng)，當(dāng)加水量為市政污泥總質(zhì)量的40-60％，可以最大程度的激發(fā)出破膠滅菌劑的活性，破膠滅菌劑和污泥達(dá)到最佳的和合性，使破膠滅菌劑的使用效率可達(dá)90％以上，污泥的破膠效率可達(dá)到最高值。
3.本發(fā)明提供的市政污泥無公害處理工藝，NaHCO3、Ca(HCO3)2、CaO和破膠小料起到脫水的作用，在破膠脫水的同時(shí)破膠滅菌劑中的NaClO、HNO3、雙氧水、石膏、沸石與市政污泥中的重金屬產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，能夠有效抑制市政污泥中的金屬陽離子向液相中的遷移，大大降低了市政污泥中重金屬毒性滲出，生成不易溶于水的固態(tài)顆粒，將重金屬減量，處理后的污泥化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；另外，破膠滅菌劑中的NaClO和C3Cl3N3O3具有消毒殺菌的功效，有效去除污泥中的微生物病原菌、細(xì)菌、病毒、寄生蟲卵等有害物質(zhì)，去除率可達(dá)99％以上，同時(shí)降低污泥中有機(jī)質(zhì)含量，使污泥不再腐熟發(fā)酵，不會(huì)有臭氣產(chǎn)生。與此同時(shí)破膠滅菌劑自身無毒性，在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，經(jīng)過無害化處理的市政污泥不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
（發(fā)明人：張國梅;程艷;康春）
