一种城市污水厂剩余污泥的深度脱水方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环保技术领域，具体涉及一种城市污水厂剩余污泥的脱水方法。
【背景技术】
[0002] 目前，我国城镇污水处理设施的工艺仍以生物法为主，在处理废水的过程中会产 生大量的剩余污泥。污泥中不仅含有大量的水分，而且还含有有机污染物、病原菌以及重金 属等有毒有害物质，如果得不到妥善处置，就会严重的二次环境污染问题。因此，关注污泥 的处置，已经变得刻不容缓。
[0003] 由于剩余污泥的含水率高、体积大，因此，对污泥进行处置之前，必须先脱水以尽 可能地降低污泥的体积，从而减少随后的运输和处理处置费用。在污水处理的各个阶段，都 会产生大量不同性质的污泥，这些污泥的含水率通常在95-99. 9%之间，体积庞大。为便于 后续的处理处置，大部分污水处理厂都设有污泥浓缩脱水设施，常用的脱水方法包括：机械 脱水、自然干化、冷冻-溶解技术、及热干化技术等。其中，机械脱水技术包括板框压滤、带 式压滤、真空过滤及离心脱水等，该方法主要通过对污泥施加一定的机械压力，使污泥中的 水分通过过滤介质，污泥颗粒则被截留，因此实现了污泥中泥水的分离，脱水后污泥含水率 通常在75-85%之间。其次，自然干化、冷冻-溶解及热干化技术虽能将剩余污泥含水率将 至60%以下，甚至能够达到30%，但是受天气等外界因素影响比较大，而且劳动费用或能耗 也较高。
[0004] 随着污泥处置国家标准的颁布，对需处置污泥的含水率等性质的要求也越来越 高，所以必须对机械脱水后的污泥进行深度脱水，使污泥的含水率降低至60%以下。因此， 需要开发一种合适的脱水技术，以便在节省投资的情况下能够有效地对污泥进行深度脱 水。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提供一种新型的、高效的城市污水厂剩余污泥脱水的方法，以便在节 省投资和人力的情况下有效地对污泥进行深度脱水(含水率低于50%)。
[0006] 本发明提供城市污水厂剩余污泥的深度脱水方法，具体步骤如下： (1) 首先，取城市污水处理厂的两种剩余污泥，分别为二沉池污泥斗内浓缩污泥，含水 率范围在90-99% ;经机械脱水后的初步脱水污泥，含水率范围在75-85%之间； (2) 然后，分别对二沉池浓缩污泥及初步脱水污泥，用有机溶液进行预处理，所述有机 溶液的溶剂选自甲醛、丙酮、乙醇及正丁醇，有机溶液浓度为30-100% ; (3) 最后，将预处理后的剩余污泥于室温条件（25±3°C)下进行自然晾晒或真空抽滤， 或者利用循环加热的方式，进行深度脱水，直至污泥含水率不再变化为止。
[0007] 本发明中，所述预处理的步骤为：首先，分别配置浓度为30-100%的甲醛、乙醇、丙 酮或正丁醇溶液，把有机溶液100mL装入容器(如三角瓶）中；然后，分别取30±5g二沉池 浓缩污泥及机械脱水后污泥，分别装入放有上述不同浓度的有机溶液容器中，于室温条件 (25±3°C)下置于摇床中，120±5rpm条件下混合30_40min。
[0008] 本发明中，所述室温条件（25±3°C)下自然晾晒脱水的具体步骤为： 采用定性滤纸过滤混匀后的污泥混合液，过滤完成后，将污泥样品摊平，于室温条件 (25±3°C)下晾晒，直至含水率不再变化即完成深度脱水过程。
[0009] 本发明中，所述室温条件下（25±3°C)真空抽滤脱水的具体步骤为： 将污泥混合液倒入真空抽滤装置内，室温条件（25±3°C)下于100-400mmHg压力下进 行真空抽滤，直至含水率不再变化即完成深度脱水过程。
[0010] 本发明中，所述利用循环加热方式深度脱水的具体步骤为： 采用定性滤纸过滤混匀后的污泥混合液，过滤完成后，将污泥样品摊平，置于恒温在 65-120°C干化箱中，直至含水率不再变化即完成深度脱水过程。
[0011] 本发明方法可以在节省投资和人力的情况下，高效地对污泥进行深度脱水(含水 率低于50%)。
【具体实施方式】
[0012] 本发明以两种不同待脱水污泥为研究对象，分别为二沉池污泥斗内浓缩污泥及机 械脱水后污泥，其含水率范围分别为90-99%及75-85%。下面通过具体实施例，进一步描述 本发明。
[0013] 实施例1: 分别取30mL、50mL、70mL甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇，与70mL、50mL、30mL纯水混合配置 浓度为30%、50%、70%的甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇溶液，另取100mL浓度为100%的各溶液备 用，并将上述溶液l〇〇mL装入250mL三角瓶中。
[0014] 分别取30±5g二沉池浓缩污泥及机械脱水后污泥装入不同浓度的有机溶液中， 于室温条件（25±3°C)下置于摇床中，120±5rpm条件下混合30min; 采用定性滤纸过滤混匀后的污泥混合液，过滤完成后，将污泥样品摊平，于室温条件 (25±3°C)下晾晒，直至含水率不再变化即完成深度脱水过程。
[0015]结果表明，脱水剂浓度越高，脱水后污泥样品的含水率就越低，即深度脱水效果 越好，同时脱水剂脱水效果依次为：甲醛〉丙酮〉乙醇〉正丁醇。其中，对二沉池浓缩污 泥而言，经100%甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇处理后，脱水后污泥含水率为：17.2±2. 5%、 22. 3±2. 4%、31. 1±2. 2%、49. 7±1. 5% ;对初步脱水污泥而言，经100%甲醛、乙醇、丙酮及正 丁醇处理后，脱水后污泥含水率为：20. 3±1. 5%、25. 8±2. 7%、29. 7±1. 6%、46. 2±1. 6%。
[0016] 实施例2: 分别取30mL、50mL、70mL甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇，与70mL、50mL、30mL纯水混合配置 浓度为30%、50%、70%的甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇溶液，另取100mL浓度为100%的各溶液备 用，并将上述溶液l〇〇mL装入250mL三角瓶中。
[0017] 分别取30±5g二沉池浓缩污泥及机械脱水后污泥装入不同浓度的有机溶液中， 于室温条件（25±3°C)下置于摇床中，120±5rpm条件下混合30min; 将0.45ym滤膜放入真空抽滤装置内，再将污泥混合液倒入装置内，室温条件 (25±3°C)下于100-400mmHg压力下进行真空抽滤，直至含水率不再变化即完成深度脱水 过程。
[0018] 结果表明，脱水剂浓度越高，脱水后污泥样品的含水率就越低，即深度脱水效果 越好，同时脱水剂脱水效果依次为：甲醛〉丙酮〉乙醇〉正丁醇。其中，对二沉池浓缩污 泥而言，经100%甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇处理后，脱水后污泥含水率为：12.2±2. 6%、 16. 3±2. 0%、21. 1±1. 2%、22. 7±1. 5% ;对初步脱水污泥而言，经100%甲醛、乙醇、丙酮及正 丁醇处理后，脱水后污泥含水率为：17. 4±1. 7%、21. 7±1. 6%、27. 7±2. 4%、28. 9±0. 9%。
[0019] 实施例3: 分别取30mL、50mL、70mL甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇，与70mL、50mL、30mL纯水混合配置 浓度为30%、50%、70%的甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇溶液，另取100mL浓度为100%的各溶液备 用，并将上述溶液l〇〇mL装入250mL三角瓶中。
[0020] 分别取30±5g二沉池浓缩污泥及机械脱水后污泥装入不同浓度的有机溶液中， 于室温条件（25±3°C)下置于摇床中，120±5rpm条件下混合30min; 采用定性滤纸过滤混匀后的污泥混合液，过滤完成后，将污泥样品摊平，分别置于恒温 在65、80、120°C干化箱中，直至含水率不再变化即完成深度脱水过程。
[0021] 结果表明，脱水剂浓度越高，脱水后污泥样品的含水率就越低，即深度脱水效果 越好，同时脱水剂脱水效果依次为：甲醛〉丙酮〉乙醇〉正丁醇。其中，对二沉池浓缩污 泥而言，经100%甲醛、乙醇、丙酮及正丁醇处理后，脱水后污泥含水率为：13.2± 1.5%、 15. 3±2. 0%、20. 1±2. 1%、29. 7±L6% ;对初步脱水污泥而言，经100%甲醛、乙醇、丙酮及正 丁醇处理后，脱水后污泥含水率为：16. 8 ±2. 1%、20. 1±0. 9%、24. 7 ±1. 4%、28. 1±1. 4%。
[0022] 表1为实施例1中不同预处理后剩余污泥经室温自然晾干脱水前/后含水率。
[0023] 表2为实施例2中不同预处理后剩余污泥经室温真空脱水前/后含水率。
[0024] 表3为实施例3中不同预处理后剩余污泥经循环加热脱水前/后含水率。
[0025] 表1不同预处理后剩余污泥经室温自然晾干脱水前/后含水率
表2不同预处理后剩余污泥经室温真空脱水前/后含水率
表3不同预处理后剩余污泥经循环加热脱水前/后含水率
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【主权项】
1. 一种城市污水厂剩余污泥的深度脱水方法，其特征在于具体步骤如下： (1) 首先，取城市污水处理厂的两种剩余污泥，分别为二沉池污泥斗内浓缩污泥，含水 率范围在90-99% ;经机械脱水后的初步脱水污泥，含水率范围在75-85%之间； (2) 然后，分别对二沉池浓缩污泥及初步脱水污泥，用有机溶液进行预处理，所述有机 溶液的溶剂选自甲醛、丙酮、乙醇及正丁醇，有机溶液浓度为30-100% ; (3) 最后，将预处理后的剩余污泥于室温条件下进行自然晾晒或真空抽滤，或者利用循 环加热的方式，进行深度脱水，直至污泥含水率不再变化为止。2. 根据权利要求1所述的城市污水厂剩余污泥的深度脱水方法，其特征在于所述预 处理的步骤为：首先，分别配置浓度为30-100%的甲醛、乙醇、丙酮或正丁醇溶液，把有机溶 液IOOmL装入容器中；然后，分别取30±5g二沉池浓缩污泥及机械脱水后污泥，分别装入 放有上述不同浓度的有机溶液容器中，于室温条件下置于摇床中，120±5rpm条件下混合 30-40min〇3. 根据权利要求2所述的城市污水厂剩余污泥的深度脱水方法，其特征在于所述室温 条件下自然晾晒脱水的具体步骤为： 采用定性滤纸过滤混匀后的污泥混合液，过滤完成后，将污泥样品摊平，于室温条件下 晾晒，直至含水率不再变化即完成深度脱水过程。4. 根据权利要求2所述的城市污水厂剩余污泥的深度脱水方法，其特征在于所述室温 条件下真空抽滤脱水的具体步骤为： 将污泥混合液倒入真空抽滤装置内，室温条件下于100-400mmHg压力下进行真空抽 滤，直至含水率不再变化即完成深度脱水过程。5. 根据权利要求2所述的城市污水厂剩余污泥的深度脱水方法，其特征在于所述利用 循环加热方式深度脱水的具体步骤为： 采用定性滤纸过滤混匀后的污泥混合液，过滤完成后，将污泥样品摊平，置于恒温在 65-120°C干化箱中，直至含水率不再变化即完成深度脱水过程。
【专利摘要】本发明属于环境保护技术领域，具体为一种城市污水厂剩余污泥的深度脱水方法。本发明以城市污水厂二沉池底部的浓缩污泥（含水率在90-99%之间）及机械脱水后的初步脱水污泥（含水率在75-85%之间）为对象，分别采用浓度为30-100%的甲醛、乙醇、丙酮或正丁醇为脱水剂，进行预处理；然后在室温条件下采取自然晾干或真空抽或循环加热的方法进行深度脱水直至含水率不再变化为止。结果表明，脱水剂浓度越高，经处理后污泥样品的含水率就月底，脱水剂脱水效果依次为：甲醛>丙酮>乙醇>正丁醇。浓缩污泥及初步脱水污泥脱水后含水率最低分别为12.2±2.6%（100%甲醇+真空抽滤）及16.8±2.1%（100%甲醇+循环加热）。
【IPC分类】C02F11/14
【公开号】CN105036518
【申请号】CN201510478952
【发明人】温磊, 陈思, 万春黎, 王利, 刘翔
【申请人】复旦大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月3日