一种实现高效破壁的污水厂污泥压滤脱水处理方法与流程

本发明属于污水及污泥处理技术领域，涉及一种实现高效破壁的污水厂污泥压滤脱水处理方法。

背景技术：

城市在运行过程中会产生大量的生活污水，这些生活污水中含有各种有机物和微生物等，成分复杂，并在污水处理过程中会产生大量含有生物细胞的污泥。污泥的处理方法主要采用污泥储存、脱水、卫生填埋和综合利用的方法。其中，污泥脱水是污泥处理中非常重要的环节，减少污泥的含水率能有效减少污泥产出量，对节约土地资源、减轻环境压力都具有重要意义。传统的实现高效破壁的污泥压滤脱水处理方法是通过投加石灰和絮凝剂进行絮凝，然后采用压滤机进行机械脱水。然而，由于污泥中含有大量的微生物体，其细胞内的水分很难渗出，因而压滤后的渣土含水率仍高达70％左右。可见，仅依靠机械压滤，对污泥含水率的降低程度非常有限。

为了进一步降低污泥的含水率，研究者不断开发出其他方法，例如：通过投加强氧化剂对细胞膜进行破壁，但由于氧化剂对细胞破壁效果差，导致最终渣土含水率高，处理成本也高；采用超声波、微波处理等其他预处理方法促进破壁，但需要消耗大量的热量，还要增加处理装置，且实际处理效果并不明显，经济性差；采用生物法和流化床干化法进行处理，同样也需要消耗大量的生物制剂和能源。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现高效破壁的污水厂污泥压滤脱水处理方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种实现高效破壁的污水厂污泥压滤脱水处理方法，该方法包括以下步骤：

1)将污泥进行冷冻处理；

2)对冷冻处理后的污泥进行加压破碎处理；

3)对加压破碎处理后的污泥进行碾磨破碎处理；

4)对碾磨破碎处理后的污泥进行解冻处理，之后进行压滤脱水。

进一步地，步骤1)中，所述的冷冻处理的温度为-10℃至-2℃(优选为-8℃至-2℃)，时间为5-6h。将含有生物细胞的高含水率污泥从储存池中抽出，通过密闭管道输入冷冻设备中进行冷冻，使生物细胞膨胀破壁。

进一步地，步骤1)中，将污泥均匀摊铺后进行冷冻处理，摊铺后污泥的厚度为摊铺后污泥的厚度为25-50cm。

进一步地，步骤2)中，所述的加压破碎的压力为1-5mpa，时间为1-10min。

进一步地，步骤3)中，所述的污泥经碾磨破碎处理后，污泥的粒径为0.05-0.075mm。

进一步地，步骤4)中，所述的解冻处理的温度为0-10℃(优选为2-8℃)，时间为1-2h。

进一步地，所述的污泥在进行冷冻处理前，先对污泥的含水率、胶体率或坍落度进行检测。

进一步地，所述的污泥在进行解冻处理后，再次对污泥的含水率、胶体率或坍落度进行检测，并将本次检测结果与冷冻处理前的检测结果进行对比。

进一步地，所述的污泥在进行冷冻处理前，污泥的含水率为70-90％。

进一步地，所述的污泥经压滤脱水后，污泥的含水率≤50％。

与现有技术相比，本发明通过将含有生物细胞的高含水率污泥先进行冷冻，使生物细胞膨胀破壁，之后在冷冻状态下依次对污泥进行加压破碎和碾磨破碎，使生物细胞进一步破碎，然后对污泥进行解冻并进行压滤脱水使泥水分离，从而实现对污泥深度脱水的目的，本方法对污泥中生物细胞的破壁有效可靠，能显著降低污泥的含水率，具有效率高、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

一种实现高效破壁的污水厂污泥压滤脱水处理方法包括以下步骤：

1)污泥抽取。将污泥用泵或挖掘机械通过管道输入冷冻设备中，并对污泥进行检测，了解其含水率、胶体率或坍落度。冷冻设备可设置多套，以便进行连续施工作业。

2)冷冻。将污泥分层均匀摊铺于冷冻设备的容器中，冷冻容器的可分为多层，冷冻最优污泥厚度约20cm。启动冷冻设备，将污泥冷冻温度控制在-10℃至-2℃，冷冻时间为48h，以利用细胞体液与细胞膜冷冻后体积变化的不一致，使细胞膜破裂。

3)加压破碎。将冷冻状态的污泥通过传输带送至加压破碎设备，通过机械加压，进行压榨破碎，使细胞体内的冰在外力作用下产生有锐角的冰棱，刺破细胞膜进行破壁。

4)碾磨破碎。加压破碎后的污泥，通过输送带进入碾磨破碎设备中，在冷冻状态下进行碾磨破碎，通过碾磨或高速旋转的刀片切割粉碎，使污泥磨成细小颗粒，进一步强化加压破碎的效果，增加细胞膜破壁的数量。

5)解冻。碾磨破碎后的污泥，通过管道输送至解冻设备中。由于碾磨破碎设备中输出的污泥吸收了机械破碎的能量，已处于部分解冻状态，之后在解冻设备中再吸收制冷设备输出的热量后，污泥重新回到了流塑或者流动状态。

6)解冻后的污泥，检测其含水率、胶体率或坍落度数据，并将检测的结果和最初输入污泥的指标对比，若数据相近，则重新将污泥泵入冷冻设备中进行冷冻、加压破碎、碾磨破碎处理。

7)压滤脱水。充分破壁并解冻后的污泥，通过泵输送到压滤设备进行脱水，分离出的污水进入污水处理系统。压滤后的渣土含水率一般低于50％，渣土根据其含有成分不同可作填埋处理或资源化利用。

其中，冷冻设备包括水冷和风冷机组，冷冻机组的冷凝器通过水体和气体管道与解冻设备相连，使冷凝器产生的热量对解冻设备中的污泥进行加热，同时将被污泥冷却的气体和液体通过管道回流到冷凝器，提高能量的利用率。加压破碎设备为油价千斤顶压缩机械或鳄式破碎机械，也可选用其他将冷冻污泥破碎的机械。碾磨破碎设备为碾磨机或高速粉碎机。压滤设备为板框压滤机、滤带压滤机或叠螺压滤机等。

实施例2：

一种实现高效破壁的污水厂污泥压滤脱水处理方法，该方法包括以下步骤：

1)对污泥的含水率、胶体率或坍落度进行检测，将污泥均匀摊铺至污泥的厚度为25cm，之后在-2℃下进行冷冻处理5h；

2)对冷冻处理后的污泥在5mpa下进行加压破碎处理1min；

3)对加压破碎处理后的污泥进行碾磨破碎处理，使污泥的粒径为0.05mm；

4)对碾磨破碎处理后的污泥在10℃下进行解冻处理1h，并再次对污泥的含水率、胶体率或坍落度进行检测，将本次检测结果与冷冻处理前的检测结果进行对比，若符合要求，则之后进行压滤脱水。脱水后，污泥的含水率由90％降低至50％。

实施例3：

一种实现高效破壁的污水厂污泥压滤脱水处理方法，该方法包括以下步骤：

1)对污泥的含水率、胶体率或坍落度进行检测，将污泥均匀摊铺至污泥的厚度为50cm，之后在-10℃下进行冷冻处理6h；

2)对冷冻处理后的污泥在1mpa下进行加压破碎处理10min；

3)对加压破碎处理后的污泥进行碾磨破碎处理，使污泥的粒径为0.075mm；

4)对碾磨破碎处理后的污泥在0℃下进行解冻处理2h，并再次对污泥的含水率、胶体率或坍落度进行检测，将本次检测结果与冷冻处理前的检测结果进行对比，若符合要求，则之后进行压滤脱水。脱水后，污泥的含水率由70％降低至≤50％。

实施例4：

一种实现高效破壁的污水厂污泥压滤脱水处理方法，该方法包括以下步骤：

1)对污泥的含水率、胶体率或坍落度进行检测，将污泥均匀摊铺至污泥的厚度为35cm，之后在-6℃下进行冷冻处理5.5h；

2)对冷冻处理后的污泥在3mpa下进行加压破碎处理5min；

3)对加压破碎处理后的污泥进行碾磨破碎处理，使污泥的粒径为0.06mm；

4)对碾磨破碎处理后的污泥在5℃下进行解冻处理1.5h，并再次对污泥的含水率、胶体率或坍落度进行检测，将本次检测结果与冷冻处理前的检测结果进行对比，若符合要求，则之后进行压滤脱水。脱水后，污泥的含水率由80％降低至40％。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。