一種污泥脫水固化一體化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污泥脫水固化一體化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]城市污水生物處理過程產(chǎn)生大量污泥，污泥含水率高、有機(jī)質(zhì)含量高、強(qiáng)度低。污泥經(jīng)處理后作為填埋場(chǎng)覆蓋土或一般回填土利用，是污泥資源化的一種重要途徑。污泥用作填埋場(chǎng)覆蓋土或回填土材料，須經(jīng)過脫水、固化處理以提高其土工力學(xué)強(qiáng)度。污泥機(jī)械脫水是以提高脫水率為目標(biāo)的，一般工藝是加絮凝劑和助凝劑調(diào)理改性后，用壓濾機(jī)或離心機(jī)脫水，目前已有大量應(yīng)用實(shí)踐，但由于污泥有機(jī)質(zhì)含量高，即使有較高的污泥脫水率，其土工強(qiáng)度通常很難達(dá)到填埋場(chǎng)覆蓋土或一般回填土的土工強(qiáng)度要求。污泥固化是以提高污泥土工強(qiáng)度為目標(biāo)的一種處理技術(shù)，一般工藝是在脫水污泥中摻固化材料，使污泥、水、固化材料之間發(fā)生化學(xué)作用，使松軟污泥變成具有一定工程強(qiáng)度的土材料。污泥脫水處理、固化處理通常分二步完成，這種方法的缺點(diǎn)是工藝流程長，固體狀的脫水污泥與固化材料的混合過程需要專門的固相混合設(shè)備、耗能大，人工拌合勞動(dòng)強(qiáng)度也很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種工藝流程簡單、脫水率高、固化效果好、脫水固化后的污泥土工力學(xué)強(qiáng)度高、耗能低的污泥脫水固化一體化處理方法。
[0004]本發(fā)明的污泥脫水固化一體化處理方法，其特征在于，包括以下步驟:將待處理的污水廠濃縮池的污泥加入混合反應(yīng)器中，然后向混合反應(yīng)器中加入脫水藥劑和固化藥劑，經(jīng)攪拌反應(yīng)后，進(jìn)行機(jī)械脫水，得到脫水固化的污泥；
[0005]所述的脫水藥劑為鐵鹽或鋁鹽絮凝劑，其添加量為20?50mg/kg污泥；
[0006]所述的固化藥劑為生石灰、高爐爐渣灰和緩凝劑的混合物，其按質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%計(jì)，包括生石灰33?66.97%、高爐爐渣灰33?66.94%和緩凝劑0.03?0.06%，其中緩凝劑，按總質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%計(jì)，包括焦磷酸納40?60%和三聚磷酸鈉40?60%，所述的固化藥劑的添加量為500?1000mg/kg污泥。
[0007]所述的鐵鹽優(yōu)選為聚合硫酸鐵和/或硫酸鐵，所述的鋁鹽絮凝劑優(yōu)選為聚合氯化鋁和/或三氯化鋁。
[0008]所述的攪拌(混合)反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為10?15分鐘。
[0009]所述的機(jī)械脫水優(yōu)選采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，壓力1.0?1.2M Pa，壓濾90分鐘。
[0010]所述的高爐爐渣灰為鋼鐵廠冶煉生鐵時(shí)從高爐中排出的廢棄物。
[0011]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)本發(fā)明針對(duì)城市污水生物處理過程產(chǎn)生大量污泥，其污泥含水率高、有機(jī)質(zhì)含量高和強(qiáng)度低的特點(diǎn)，通過優(yōu)選脫水藥劑和固化藥劑，添加合適的量，同時(shí)添加到污泥中，不但將污泥脫水、固化過程結(jié)合起來，與通常的污泥先脫水、后固化的二步法工藝相比，實(shí)現(xiàn)操作流程便利化，而且經(jīng)過本發(fā)明的方法處理后的污泥，污泥的含水率降至44%以下，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)到大于520kPa，抗剪強(qiáng)度可達(dá)到大于50kN/m2，可滿足填埋場(chǎng)覆蓋土或一般回填土的土工強(qiáng)度要求，克服了傳統(tǒng)機(jī)械脫水工藝脫水率低、污泥土工力學(xué)強(qiáng)度低的缺點(diǎn)；(2)在固化材料方面，本發(fā)明利用了鋼廠高爐爐渣灰的類水泥性質(zhì)，代替水泥作為固化材料的主要成分，實(shí)現(xiàn)了廢物再利用。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的污泥脫水固化一體化處理方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0014]本發(fā)明的污泥脫水固化一體化處理方法工藝流程如圖1所示。其工藝流程是以污水廠濃縮池的高含水率污泥為起點(diǎn)，在混合反應(yīng)器中分別加入脫水藥劑和固化藥劑，攪拌反應(yīng)，然后利用機(jī)械脫水裝置脫水。在以上流程中通過絮凝、水解、凝結(jié)等多重物理化學(xué)作用，實(shí)現(xiàn)污泥脫水固化一體化處理，以同時(shí)達(dá)到提高脫水率、增加污泥土工力學(xué)強(qiáng)度的目標(biāo)，經(jīng)脫水固化處理的污泥用于一般回填土或填埋場(chǎng)覆蓋土；排水回流至污水處理系統(tǒng)進(jìn)水端。
[0015]下列實(shí)施例將進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]廣州某城市污水廠的含水率98%的污水廠濃縮池污泥1000kg，泵入1.5立方的攪拌混合反應(yīng)器，同時(shí)在攪拌混合反應(yīng)器中分別按比例加入脫水藥劑和固化藥劑，經(jīng)過10分鐘攪拌反應(yīng)，泵入板框壓濾機(jī)，壓力1.0M Pa，壓濾90分鐘，經(jīng)壓濾以后，獲得經(jīng)脫水固化處理的污泥，排水回流至污水處理系統(tǒng)進(jìn)水端。其中，脫水藥劑選用聚合硫酸鐵，添加量為20mg/kg污泥。固化藥劑為生石灰、高爐爐渣灰、緩凝劑的混合物，其配比(重量比)為:生石灰33%、高爐爐渣灰66.94%和緩凝劑0.06%，將三者混合均勻得到固化藥劑；其中緩凝劑為焦磷酸納和三聚磷酸鈉的混合物，其配比(重量比)為:焦磷酸納40%和三聚磷酸鈉60%,將兩者混合均勻得到緩凝劑，固化藥劑的添加量為1000mg/kg污泥。
[0018]經(jīng)測(cè)定，污泥經(jīng)處理以后所得的經(jīng)脫水固化處理的污泥的含水率降至35%。按照土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制樣、檢測(cè)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到590kPa，剪切強(qiáng)度達(dá)到66kN/m2，可滿足填埋場(chǎng)覆蓋土或一般回填土的土工強(qiáng)度要求。
[0019]實(shí)施例2
[0020]佛山某城市污水廠含水率97%的污水廠濃縮池污泥1000kg，泵入攪拌混合反應(yīng)器，同時(shí)在攪拌混合反應(yīng)器中分別按比例加入脫水藥劑和固化藥劑，經(jīng)過15分鐘攪拌反應(yīng)，泵入板框壓濾機(jī)，壓力1.1M Pa，壓濾90分鐘，經(jīng)壓濾以后，獲得經(jīng)脫水固化處理的污泥，排水回流至污水處理系統(tǒng)進(jìn)水端。其中，脫水藥劑選用聚合氯化鋁，添加量為50mg/kg污泥。固化藥劑為生石灰、高爐爐渣灰和緩凝劑的混合物；其配比(重量比)為:生石灰66.97%、高爐爐渣灰33%和緩凝劑0.03%，將三者混合均勻得到固化藥劑；其中緩凝劑為焦磷酸納和三聚磷酸鈉的混合物，其配比(重量比)為:焦磷酸納60%和三聚磷酸鈉40%，將兩者混合均勻得到緩凝劑；固化藥劑的添加量為500mg/kg污泥。
[0021]經(jīng)測(cè)定，污泥經(jīng)處理以后所得的經(jīng)脫水固化處理的污泥的含水率降至43%。按照土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制樣、檢測(cè)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到520kPa，剪切強(qiáng)度達(dá)到50kN/m2，可滿足填埋場(chǎng)覆蓋土或一般回填土的土工強(qiáng)度要求。
[0022]實(shí)施例3
[0023]佛山某印染廢水處理站含水率97%的濃縮池污泥1000kg，泵入攪拌混合反應(yīng)器，同時(shí)在攪拌混合反應(yīng)器中分別按比例加入脫水藥劑和固化藥劑，經(jīng)過10分鐘攪拌反應(yīng)，泵入板框壓濾機(jī)，壓力1.2M Pa，壓濾90分鐘，經(jīng)壓濾以后，獲得經(jīng)脫水固化處理的污泥，排水回流至污水處理系統(tǒng)進(jìn)水端。其中，脫水藥劑選用三氯化鋁，添加量為40mg/kg污泥。固化藥劑為生石灰、高爐爐渣灰和緩凝劑的混合物；其配比(重量比)為:生石灰50%、高爐爐渣灰49.97%和緩凝劑0.03%，將三者混合均勻得到固化藥劑；其中緩凝劑為焦磷酸納和三聚磷酸鈉的混合物，其配比(重量比)為:焦磷酸納60%和三聚磷酸鈉40%，將兩者混合均勻得到緩凝劑；固化藥劑的添加量為1000mg/kg污泥。
[0024]經(jīng)測(cè)定，污泥經(jīng)處理以后所得的經(jīng)脫水固化處理的污泥的含水率降至44%。按照土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制樣、檢測(cè)，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到538kPa，剪切強(qiáng)度達(dá)到59kN/m2，可滿足填埋場(chǎng)覆蓋土或一般回填土的土工強(qiáng)度要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種污泥脫水固化一體化處理方法，其特征在于，包括以下步驟:將待處理的污水廠濃縮池的污泥加入混合反應(yīng)器中，然后向混合反應(yīng)器中加入脫水藥劑和固化藥劑，經(jīng)攪拌反應(yīng)后，進(jìn)行機(jī)械脫水，得到脫水固化的污泥； 所述的脫水藥劑為鐵鹽或鋁鹽絮凝劑，其添加量為20?50mg/kg污泥； 所述的固化藥劑為生石灰、高爐爐渣灰和緩凝劑的混合物，其按質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%計(jì)，包括生石灰33?66.97%、高爐爐渣灰33?66.94%和緩凝劑0.03?0.06%，其中緩凝劑，按總質(zhì)量分?jǐn)?shù)100%計(jì)，包括焦磷酸納40?60%和三聚磷酸鈉40?60%，所述的固化藥劑的添加量為500?1000mg/kg污泥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥脫水固化一體化處理方法，其特征在于，所述的鐵鹽為聚合硫酸鐵和/或硫酸鐵，所述的鋁鹽絮凝劑為聚合氯化鋁和/或三氯化鋁。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥脫水固化一體化處理方法，其特征在于，所述的攪拌反應(yīng)時(shí)間為10?15分鐘。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥脫水固化一體化處理方法，其特征在于，所述的機(jī)械脫水是采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，壓力1.0?1.2M Pa。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污泥脫水固化一體化處理方法，其特征在于，所述的采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，其是在壓力1.0?1.2M Pa下，壓濾時(shí)間為90分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污泥脫水固化一體化處理方法。通過將待處理的污水廠濃縮池的污泥加入混合反應(yīng)器中，然后向其中加入脫水藥劑、固化藥劑，經(jīng)攪拌反應(yīng)后，進(jìn)行機(jī)械脫水，得到脫水固化的污泥；其中，脫水藥劑為鐵鹽或鋁鹽絮凝劑，固化藥劑為生石灰、高爐爐渣灰和緩凝劑的組合物。高含水率污泥經(jīng)本方法處理后，污泥的含水率降至44％以下，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)到大于520kPa，抗剪強(qiáng)度可達(dá)到大于50kN/m2，可滿足填埋場(chǎng)覆蓋土或一般回填土的土工強(qiáng)度要求。本方法具有工藝流程簡單、脫水率高、固化效果好、耗能低等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C02F11/14
【公開號(hào)】CN104944736
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510320879
【發(fā)明人】陳繁忠, 彭麗思, 羅衍強(qiáng), 葉挺進(jìn)
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月11日