高新利用粉煤灰处置剩余污泥的工艺技术

专利名称:高新利用粉煤灰处置剩余污泥的工艺技术
技术领域
本发明涉及剩余污泥处理和处置领域,特别是一种利用粉煤灰处置剩余污泥的工艺方法。
背景技术
剩余污泥是污水处理过程中产生的固体沉淀物质,含有大量水分、无机灰分和有机挥发物。随着我国社会经济和城市化的发展,城市污水的产生及其数量在不断增长。目前全国已建成运转的城市污水处理厂约500余座,年处理能力为113.6亿m3。根据有关预测, 我国城市污水量在未来二十年还会有较大增长,2010年底污水排放量将达到440X108 m3/ d;2020年污水排放量达到536X108 m3/d。污水处理效率的提高,必然导致剩余污泥数量的增加。据国家环保部门统计,到2010年底,我国城镇污水处理率将达到60%,届时每年全国剩余污泥产生量将达到3000万t(含水率80%)。污水处理中的剩余污泥处理和处置技术在我国还处于起步阶段,全国现有污水处理设施中有剩余污泥稳定处理设施的还不到1/4, 处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10。剩余污泥处理的投资和运行费用巨大,可占整个污水厂投资及运行费用的25% 65%,已成为城市污水处理厂所面临的沉重负担。剩余污泥是污水处理后的附属品,是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。剩余污泥含盐量较高,会明显提高土壤电导率,破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收,甚至对植物根系造成直接的伤害,而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失。污水中的病原体(病原微生物和寄生虫)经过处理会进入污泥中, 新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种。在污水处理过程中,70% 90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到剩余污泥中。一些重金属元素主要来源于工业排放的废水如镉、铬; 一些重金属来源于家庭生活的管道系统如铜、锌等重金属。重金属是限制剩余污泥大规模土地利用的重要因素,因为剩余污泥施用于土壤后,重金属将积累于地表层。另外重金属一般溶解度很小,性质较稳定、难去除,所以其潜在毒性易于在作物和动物以及人类中积累。 在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含N、P等的剩余污泥之后,当有机物分解速度大于植物对N、P的吸收速度时,N、P等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化,进入地下引起地下水的污染。随着社会经济和城市化的快速发展,我国城市污水处理能力不断增强,产生的剩余污泥量急剧增加。若剩余污泥得不到妥善的处理处置,不仅将占用大量的土地,而且将会对环境造成二次污染,成为影响城市环境卫生的一大公害。如何科学、妥善的处理剩余污泥已成为城市发展必须解决的关键问题。

发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的是提出一种可将剩余污泥妥善的处理,避免对环境造成二次污染的利用粉煤灰处置剩余污泥的工艺方法。本发明的技术方案是一种利用粉煤灰处置剩余污泥的工艺方法,具体包括下列
3步骤
1.将待处理的含水率为80%-90%的剩余污泥送入混合搅拌器;
2.将粉煤灰储存在粉煤灰料仓中,通过粉煤灰计量装置按需要输送不同量的粉煤灰到上述混合搅拌反应器中,其中,所述粉煤灰加入量为剩余污泥质量的20%-50% ;
3.将剩余污泥和粉煤灰在混合反应器中充分混合反应5-15min,产生的废水导入废水处理装置处理,散发出的臭气导入废气处理装置处理;
4.将经过步骤3处理过的混合反应的污泥送入板框脱水机进行脱水,得到污泥含水率降为35%-45%,其中,产生的废水导入废水处理装置处理,散发出的臭气导入废气处理装置处理;
5.将上述步骤处理过的送入污泥造粒装置,破碎为粒径为3-5mm的粗颗粒,散发出的臭气导入废气处理装置处理;
6.将步骤5得到的污泥颗粒送入太阳能干燥间在温度为40°C以上,湿度15%以下,经过M-48h的干燥处理,污泥含水率降至8-15%,散发出的臭气导入废气处理装置处理;
7.经过干燥后的污泥颗粒送入污泥造粉设备进一步处理,采用气流高速碰撞技术,以污泥脱水造粉设备内吸进的大量自然空气为介质,从污泥中解离出大量间隙水、外表水,促使泥粉内部水分快速渗出,处理后污泥粉粒径为150目 300目,含水率为5%-10%。本发明有益效果是由于采用上述技术方案,本发明工艺利用粉煤灰质地疏松, 孔隙发达,堆积密度小,吸水量大,且粉煤灰具有无塑性、渗透系数及内摩擦角大,粘结力小等性质,其主要是玻璃体,膨胀小,其化学组成和颗粒形态决定了粉煤灰具有较高的渗透系数。因此可以改变剩余污泥的胶态结构,将剩余污泥中的间隙水、吸附水、毛细结合水吸收到粉煤灰中,又由于粉煤灰渗透系数高的特点,很容易将粉煤灰中的水排出,将剩余污泥妥善的处理,避免对环境造成二次污染。

图1为本发明原理示意图。
具体实施例方式如图1所示,本发明提出的技术方案所包含的剩余污泥处置装置组合,包括粉煤灰料仓、计量装置、混合反应器、板框压滤机、污泥造粒装置、太阳能干燥间、污泥造粉装置、 废气处理装置、废水处理装置。流程包括
脱硫石灰储存在脱硫石灰料仓中,通过计量装置按一定比例和剩余污泥一起加入到混合反应器中进行混合反应。混合反应器通过搅拌或翻抛作用将剩余污泥打散,并在疏松的状态下与粉煤灰充分混合。剩余污泥与粉煤灰充分混合反应后进入板框压滤机中,将污泥中的游离水分挤压出来,制成含水率35%-45%的半干化污泥饼。半干化污泥饼通过泥饼输送机进入污泥造粒装置,制成粒径3-5mm的污泥颗粒。污泥颗粒送入太阳能干燥间进行进一步干化,太阳能干燥间采用密闭保温结构,向阳面及干燥间顶部采用双层中空玻璃结构, 其内部设有摊铺机、翻料机、空气搅动装置、换气装置和温湿度控制装置,干燥间内部干燥台采用多层结构,增大容积负荷,提高空间利用率。干燥间温度在40°C以上,湿度15%以下, 经过M-48h的干燥处理,污泥含水率可降至15%以下。再将污泥颗粒送入造粉装置进行处理,污泥含水率进一步降低至5%。处理过程中混合反应器、板框压滤机产生的废水收集送入废水处理装置处理;从混合反应器、板框压滤机、污泥造粒装置、太阳能干燥间、污泥造粉装置散发出的臭气送入废气处理装置进行处理。处理后的污泥干粉的无机部分的化学特性与水泥生产所用的原料基本相似,由污泥制造的水泥与普通硅酸盐水泥相比,在颗粒度、比重等方面基本相似,而在稳固性、膨胀密度、固化时间等指标方面较好。可作为烧制水泥的原料进行资源化利用。实施例1:
某污水处理厂的剩余污泥含水率87. 2%,按照质量比粉煤灰剩余污泥=0. 2:1的比例将粉煤灰和剩余污泥输送入混合反应器中,充分混合反应lOmin。混合后的污泥输送入板框压滤机中,液压站为板框压滤机提供30MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼,滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率 40%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置,制成的比表面积更大的污泥颗粒,污泥颗粒平均粒径3. 7mm。室外温度,日间300C,夜间190C ;太阳能干化间温度,日间480C,夜间19°C。污泥颗粒平铺在太阳能干化间中,干化过程中不断用机械翻动污泥颗粒加速干化,利用换气装置排出湿空气抽入干空气,通过湿度计监测热能干化间内湿度,从而可间接监测污泥干化程度。经过Mh的干化,污泥含水率为11%。将污泥颗粒输送入污泥造粉装置,污泥脱水造粉装置吸进的大量自然空气为介质,可从污泥中解离出大量间隙水、外表水,促使泥粉内部水分快速渗出。处理后污泥粉粒径为220目,含水率6%。实施例2:
某污水处理厂的剩余污泥含水率81. 5%,按照质量比粉煤灰剩余污泥=0. 35:1的比例将粉煤灰和剩余污泥输送入混合反应器中,充分混合反应15min。混合后的污泥输送入板框压滤机中,液压站为板框压滤机提供35MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼,滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率 38%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置,制成的比表面积更大的污泥颗粒,污泥颗粒平均粒径3. 3mm。室外温度,日间33°C,夜间21°C ;太阳能干化间温度,日间50°C,夜间21°C。污泥颗粒平铺在太阳能干化间中,干化过程中不断用机械翻动污泥颗粒加速干化,利用换气装置排出湿空气抽入干空气,通过湿度计监测热能干化间内湿度,从而可间接监测污泥干化程度。经过36h的干化,污泥含水率为8%。将污泥颗粒输送入污泥造粉装置,污泥脱水造粉装置吸进的大量自然空气为介质,可从污泥中解离出大量间隙水、外表水,促使泥粉内部水分快速渗出。处理后污泥粉粒径为300目,含水率5%。实施例3:
某污水处理厂的剩余污泥含水率90%,按照质量比粉煤灰剩余污泥=0. 5:1的比例将粉煤灰和剩余污泥输送入混合反应器中,充分混合反应5min。混合后的污泥输送入板框压滤机中,液压站为板框压滤机提供35MPa的紧压压力。污泥颗粒被截留在滤室中形成半干化污泥饼,滤液通过收集装置收集回送至污水处理系统。所得到的半干化污泥饼含水率 45%。半干化污泥饼通过泥饼输送机输送入污泥造粒装置,制成的比表面积更大的污泥颗粒,污泥颗粒平均粒径5mm。室外温度,日间330C,夜间21°C ;太阳能干化间温度,日间500C,夜间21°C。污泥颗粒平铺在太阳能干化间中,干化过程中不断用机械翻动污泥颗粒加速干化,利用换气装置排出湿空气抽入干空气,通过湿度计监测热能干化间内湿度,从而可间接监测污泥干化程度。经过48h的干化,污泥含水率为15%。将污泥颗粒输送入污泥造粉装置,污泥脱水造粉装置吸进的大量自然空气为介质,可从污泥中解离出大量间隙水、外表水,促使泥粉内部水分快速渗出。处理后污泥粉粒径为150目,含水率10%。
权利要求
1. 一种利用粉煤灰处置剩余污泥的工艺方法,其特征在于,具体包括下列步骤1.将待处理的含水率为80%-90%的剩余污泥送入混合搅拌器;
2.将粉煤灰储存在粉煤灰料仓中,通过粉煤灰计量装置按需要输送不同量的粉煤灰到上述混合搅拌反应器中,其中,所述粉煤灰加入量为剩余污泥质量的20%-50% ;
3.将剩余污泥和粉煤灰在混合反应器中充分混合反应5-15min,产生的废水导入废水处理装置处理,散发出的臭气导入废气处理装置处理;
4.将经过步骤3处理过的混合反应的污泥送入板框脱水机进行脱水,得到污泥含水率降为35%-45%,其中,产生的废水导入废水处理装置处理,散发出的臭气导入废气处理装置处理;
5.将上述步骤处理过的送入污泥造粒装置,破碎为粒径为3-5mm的粗颗粒,散发出的臭气导入废气处理装置处理;
6.将步骤5得到的污泥颗粒送入太阳能干燥间在温度为40°C以上,湿度15%以下,经过对-481!的干燥处理,污泥含水率降至8-15%,散发出的臭气导入废气处理装置处理;
7.经过干燥后的污泥颗粒送入污泥造粉设备进一步处理,采用气流高速碰撞技术,以污泥脱水造粉设备内吸进的大量自然空气为介质,从污泥中解离出大量间隙水、外表水,促使泥粉内部水分快速渗出,处理后污泥粉粒径为150目 300目,含水率为5%-10%。
全文摘要
本发明涉及一种利用粉煤灰处置剩余污泥的工艺方法,该方法具体包括以下步骤1.将待处理的含水率为80%-90%的剩余污泥和占剩余污泥质量的20%-50%得送入混合搅拌器;充分混合反应5-15min后,送入板框脱水机进行脱水,得到含水率降为35%-45%的污泥,污泥造粒装置将污泥破碎为粒径为3-5mm的粗颗粒后,污泥颗粒送入太阳能干燥间在温度为40℃以上,湿度15%以下,经过24-48h的干燥处理,污泥含水率降至8-15%,经污泥造粉设备采用气流高速碰撞技术处理,处理后污泥粉粒径为150目~300目,含水率为5%-10%。本发明的有益效果是将剩余污泥中的间隙水、吸附水、毛细结合水吸收到粉煤灰中,又由于粉煤灰渗透系数高的特点,很容易将粉煤灰中的水排出,将剩余污泥妥善的处理,避免对环境造成二次污染。
文档编号C02F11/14GK102161562SQ20111005742
公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者何永峰, 姜长禄, 徐贵林, 段旭琴, 洪晨, 邢奕 申请人:北京科技大学

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