一种污泥闭环处理的方法

本发明涉及污泥处理，尤其涉及一种污泥的闭环处理方法。

背景技术：

1、随着我国社会和城市化的发展，污水处理量呈现不断增长的趋势。但由于污泥含水率高、脱水性能差、容易造成二次污染等诸多问题，其处理成本往往占整个污水厂处理成本的50％以上。开发高效、低成本、环境友好的污泥处理技术是该领域需要攻克的重要课题。

2、污泥属于一种生物固体，其所含的污泥菌胶团结构非常稳定。污泥菌胶团中包含有大量的胞外聚合物(eps)和结合水。胞外聚合物，主要包括具有强亲水性和强粘性的蛋白质、多聚糖、核酸、脂质以及dna等高分子物质。胞外聚合物分布在细菌细胞壁周围，它的存在增加了污泥脱水的难度。同时，细菌细胞壁的半刚性结构起着保护微生物细胞的作用，使细胞壁的破解难度较大，导致了一般脱水过程机械作用都不能破坏污泥的菌胶团，导致污泥脱水的效果很难再进一步改善。此外，污泥有着较高的可压缩性时，其受到外力挤压时会发生形变，从而降低了孔隙，最终导致污泥中的水分难以流出。

3、目前，污水处理厂主要通过物理/化学调理技术+填埋/焚烧的方式实现污泥处置。其中物理化学调理主要通过添加不同种类的化学试剂实现污泥的减量化处理，但在调理的过程中往往会引入新的污染物质，而从进一步的加大了污泥的处置难度；污泥填埋的操作简单、成本低廉、处理量大，但占用土地资源大、处置周期长、极易造成土壤与地下水的二次污染；污泥焚烧可以将污泥中大部分有机物碳化，重金属转化为氧化态，彻底杀灭寄生虫和病原菌，显著减少体积，处理时间短，可以回收余热用于发电，但对污泥中的污染物质有较高要求，同时排放大量温室气体。此外，污泥的调理与处置技术往往相互限制，加大了污泥的处理难度。因此，开发一种高效、经济、环保的污泥调理与处置技术成为污泥处理技术领域的研究热点。

4、杨艳坤团队研究了一种竹粉作为骨架构建体替代石灰，以阳离子型聚丙烯酰胺和fecl3为协同化学药剂调理污泥，虽然调理效果良好，但大量无机离子的引入会腐蚀后续设备，而且聚丙烯酰胺中的丙烯酰胺单体会导致污泥毒性的累积，引起二次污染。杨亚红等人研究了一种超声-絮凝-骨架联合强化的污泥脱水技术，虽然实现了污泥的高效脱水，但其处理过程过于复杂，锌离子在污泥中的积累也会导致污泥利用价值的降低。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，本发明提供了一种污泥闭环处理方法，通过改性、碳化、回用的方式实现了活性污泥的闭环处理，在有效改善污泥脱水性能的同时，实现污泥对外零排放，大幅度降低了污泥的调理与处理成本。

2、为解决上述技术问题，提供了一种污泥的处理方法，包括以下步骤：

3、步骤(1)将脱水车间的污泥烘干、粉碎、收集得到污泥样品颗粒；

4、步骤(2)将收集的污泥样品颗粒与活化剂混合、浸渍得到钙改性污泥；

5、步骤(3)将得到的钙改性污泥烘干后放入管式炉热解、冷却至室温后获得钙改性污泥基生物炭；

6、步骤(4)将得到的钙改性污泥基生物炭浸渍在酸性溶液中静置；

7、步骤(5)将浸渍后的钙改性污泥基生物炭烘干、研磨、过筛、收集得到钙/酸改性污泥基生物炭；

8、步骤(6)将得到的钙/酸改性污泥基生物炭与活性污泥混合、搅拌完成污泥的处理；

9、步骤(7)将处理完成的污泥进行机械脱水，得到的脱水后的污泥泥饼；

10、步骤(8)将得到的污泥泥饼作为步骤(1)污泥进行回用得到新的污泥样品颗粒。

11、上述的处理方法，优选的，所述步骤(1)中，所述烘干温度为105℃；

12、上述的处理方法，优选的，所述步骤(2)中，所述活化剂为1～3mol/l cacl2溶液,浸渍比为1：2.5(g/ml)，浸渍时间为24h；

13、上述的处理方法，优选的，所述步骤(3)中，所述热解温度为550～600℃，升温速率为5～10℃/min，热解时间为1～3h；

14、上述的处理方法，优选的，所述步骤(4)中，所述酸性溶液为0.5～2mol/lhcl溶液，浸渍比为1：2.5(g/ml)，浸渍时间为24h；

15、上述的处理方法，优选的，所述步骤(5)中，所述烘干温度为105℃，研磨、过筛得到生物炭颗粒直径为80～180μm；

16、上述的处理方法，优选的，所述混合比例为每克污泥干重投加0.3～0.7克生物炭，搅拌转速为100～200r/min，搅拌时间为2～5min；

17、上述的处理方法，优选的，所述步骤(1)，所诉环境均处于ph＝6～7的环境下。

18、与现有技术相比，本发明的优点在于：

19、(1)本发明提供了一种污泥的处理方法，与其他骨架材料相比，以污泥为原料制备污泥调理剂有效的实现了污泥的闭环处理，不需要引入过多的其他物质，符合以废治废的环保理念，大幅度降低了污泥的运输与处置成本。

20、(2)本发明提供了一种污泥的处理方法，与传统污泥基生物炭相比，通过钙/酸改性的方式，改变了污泥基生物炭的电负性与孔隙结构，大幅度改善了其对污泥脱水性能的影响，使得污泥基生物炭可以作为一种单独的污泥调理剂使用。

21、(3)本发明提供了一种污泥的处理方法，该方法主要通过钙离子的吸附作用与电中和作用完成污泥絮体的聚集，通过生物炭的多结构完成骨架支撑，克服了传统絮凝剂将金属阳离子引入污泥的缺陷，降低了泥饼对焚烧设备、掩埋土壤的腐蚀污染。

技术特征：

1.一种污泥的闭环处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述烘干温度为105～115℃。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述活化剂为1～4mol/lcacl2或ca(oh)2溶液,浸渍比为1:2.5(g/ml)，浸渍时间为24～48h。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述热解温度为600～620℃，升温速率为5～10℃/min，热解时间为2～2.5h。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述酸性溶液为0.5～2mol/lhcl溶液，浸渍比为1:2.5(g/ml)，浸渍时间为24h。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述烘干温度为105℃，研磨、过筛得到生物炭颗粒直径为100～180μm。

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(6)中，所述混合比例为每克污泥干重投加0.5～0.7g生物炭，搅拌转速为150～200r/min，搅拌时间为2.5～3min。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)均处于ph＝6～7的环境下进行。

技术总结
本发明公开了一种活性污泥的闭环处理方法，属于污泥处理技术领域，该方法包括以下步骤：将脱水车间的污泥烘干粉碎收集得到污泥样品颗粒；将污泥样品颗粒与活化剂混合、浸渍得到钙改性污泥；将钙改性污泥烘干后放入管式炉热解碳化获得钙改性污泥基生物炭；冷却至室温后，将钙改性污泥基生物炭在酸性溶液中浸渍；将浸渍后的生物炭烘干、研磨、过筛、收集得到钙/酸改性污泥基生物炭；将钙/酸改性污泥基生物炭与活性污泥混合、搅拌、过滤，完成污泥的处理；处理后的污泥经过脱水、烘干后可作为污泥样品颗粒再次回用，所述该方法通过改性、碳化、回用的方式实现了活性污泥的闭环处理，在有效改善污泥脱水性能的同时，大幅度降低了污泥的调理与处理成本。

技术研发人员：黎一夫,包璞瑞,杜春艳,余建,尹为,彭志金,蔡有鹏,肖晓珍
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15