一种资源化低能耗污泥处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污泥处理技术领域，尤其是涉及一种资源化低能耗污泥处理方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速发展与城镇化进程的不断推进，城市污水处理总量不断提高，污水处理厂产生的剩余污泥量也不断增加。污泥主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的复杂的非均质体，其主要特性是含水率高，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，呈胶状液态。由于污泥细胞所形成的菌胶团的存在，通过机械脱水很难将污泥含水率降低到70%以下；同时由于菌胶团的聚合作用也很难将无机颗粒与有机物分离，事实上如果将污泥中的有机物颗粒完全分离出来并进行彻底干化，其热值可以达到3500kcal/kg以上，是很好的生物质燃料，分离出的无机物颗粒也可以作建材使用。
[0003]现有技术的污泥处置方法有:1、污泥发酵制肥，存在占地大、肥料出路受限的问题；2、污泥深度脱水填埋，变相降低了污泥的含水率，并没有实现污泥中污染物质减量；3、污泥干化焚烧，存在投资成本高、运行费用高等问题；4、污泥厌氧消化减量，传统的污泥厌氧消化工艺存在投资规模大、厌氧消化停留时间长、污泥产沼率低的问题，虽然近年来在厌氧消化工艺前增加了破壁预处理工艺，污泥全部经过预处理进行破壁后再进入厌氧消化，一定程度提高了厌氧消化的效率，但处理成本高、厌氧消化投资规模大、污泥中无机颗粒对厌氧消化设备磨损严重、污泥经厌氧消化后仍存在后续产物处理难题等问题。因此以上四种污泥处理方式均不能很好地实现污泥的减量化、无害化、资源化和稳定化处理。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明旨在提出一种资源化低能耗污泥处理方法，以解决现有污泥处理方法成本高，不能实现污泥的减量化、无害化、资源化和稳定化处理。
[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0006]一种资源化低能耗污泥处理方法，包括以下步骤:
[0007]I)将含水率在85% -97%之间的污泥溶液置于细胞灭活装置中，对其进行细胞灭活处理，去除胞外聚合物，使得菌胶团彻底失去聚合作用，便于后续工艺分离污泥中的无机物与有机物，既降低了本环节的停留时间和运行成本，而且也减少了后续有机污泥热值的流失，从而提高了资源化利用效率；
[0008]2)采用机械或曝气搅拌的方式对步骤I)细胞灭活后的污泥溶液进行菌胶团破碎，持续时间15_30min，破坏污泥的胶体结构和毛细结构，不仅有利于污泥中有机质和无机质污泥的分离，同时也提高了后续污泥脱水环节对于污泥中毛细水、结合水的去除效率；
[0009]3)将步骤2)经菌胶团破碎后的污泥溶液进行洗砂分离，得有机质污泥溶液与无机质污泥溶液；
[0010]4)将步骤3)洗砂分离得到的有机质污泥溶液进行脱水、干化与生物质燃料造粒，制成生物质燃料，其热值可以达到3500kcal/kg以上；
[0011]5)将步骤3)洗砂分离得到的无机质污泥溶液置于脱水装置内进行脱水处理，然后添加固化剂制成建筑材料；
[0012]6)收集步骤4)与5)中脱水处理所产生的污水，并对其进行生化处理，直至达标排放。
[0013]进一步，所述步骤3)中的洗砂分离方式为淘洗、旋流或曝气沉砂。
[0014]进一步，步骤6)收集的污水经污水处理装置进行生化处理，处理合格后达标排放；或者向其投加氢氧化镁或氢氧化钙溶液并搅拌，混合后溶液PH值为8.5-9.0，停留时间为20-30min，形成含磷沉淀物实现除磷，然后将除磷后的污水排入污水处理厂进行处理。
[0015]进一步，对步骤4)与5)中脱水处理所产生的污水先进行厌氧处理，厌氧设备采用UASB、IC、ABR等形式的厌氧反应器等去除COD并产生沼气，将厌氧处理装置的出水进行污水处理，使得污水中的COD、BOD、氨氮、磷、SS等各类污染物质得到有效去除，污水处理后最终达标排放，将厌氧得到的沼气收集后进行脱硫、除湿等预处理，然后进行沼气热能利用，该装置产生的热能供给污泥干化装置和厌氧处理装置使用。
[0016]进一步，采用超声、微波、紫外线、射线、酸解、碱解、氧化药剂、臭氧氧化、二氧化氯氧化、电催化氧化或热处理方式实现步骤I)中的细胞灭活。
[0017]进一步，所述步骤I)中细胞灭活热处理方式的温度为60-110°C，时间15-45min。
[0018]进一步，所述步骤I)中细胞灭活的氧化药剂处理方式的氧化药剂添加量为l-6mg/g干泥，反应时间20_40min。
[0019]进一步，所述步骤I)中细胞灭活的二氧化氯氧化处理方式中二氧化氯的添加量为5_15mg/g干泥，反应时间20_40min。
[0020]进一步，所述步骤I)中细胞灭活的电催化氧化处理方式中的电流密度30_100mA/cm2，反应时间 20_40min。
[0021]进一步，当污泥中含重金属，需在步骤I)细胞灭活处理时进行复合碱解处理，反应Ph值为9-11，时间为10-30min，使重金属离子与氢氧根结合形成沉淀。
[0022]相对于现有技术，本发明所述的一种资源化低能耗污泥处理方法，具有以下优势:本发明将污泥溶液的菌体细胞全部灭活，并将污泥溶液分离成有机污泥溶液与无机污泥溶液，然后分别进行处理，无机污泥制成建筑材料，有机物污泥制成生物质燃料，污水经生化处理后达标排放，从而全面实现了污泥的减量化、无害化、资源化和稳定化处理。
【附图说明】
[0023]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024]图1为本发明实施例所述的污水处理厂内污泥处理方法流程图；
[0025]图2为本发明实施例所述的机械脱水后污泥处理方法流程图。
【具体实施方式】
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0028]实施例1:
[0029]如附图1所示，一种资源化低能耗污泥处理方法，该方法包括以下步骤:
[0030]I)将浓缩池内含水率在85% -97%之间的污泥溶液置于细胞灭活装置中，采用氧化药剂处理方式进行细胞灭活，去除胞外聚合物，氧化药剂处理的添加量为l_6mg/g干泥，反应时间20-40min ；
[0031]2)采用机械搅拌的方式对步骤I)细胞灭活后的污泥进行菌胶团破碎，持续时间为15-30min，破坏污泥的胶体结构和毛细结构，有利于污泥中有机质和无机质污泥溶液的分离；
[0032]3)采用淘洗的方式将步骤2)中经菌胶团破碎后的污泥溶液进行洗砂分离，得有机质污泥溶液与无机质污泥溶液；
[0033]4)将步骤3)洗砂分离得到的有机质污泥溶液进行脱水、干化与生物质燃料造粒，制成生物质燃料，其热值可以达到3500kcal/kg以上；
[0034]5)当洗砂分离得到的无机质污泥内含有重金属，则添加重金属螯合剂，然后进行脱水处理，当不含重金属，则直接进行脱水处理，然后添加固化剂制成建筑材料，比如做成路基材料或空心砖等粗骨料；
[0035]6)收集步骤4)与5)中脱水处理所产生的污水，并向其投加氢氧化镁或氢氧化钙溶液并搅拌，PH值为8.5-9.0，停留时间为20-30min，形成含磷沉淀物实现除磷，然后将除磷后的污水排入污水处理厂进行处理。
[0036]实施例2:
[0037]如附图1所示，一种资源化低能耗污泥处理方法，该方法包括以下步骤:
[0038]I)将浓缩池内含水率在85% -97%之间的污泥溶液置于细胞灭活装置中，采用二氧化氯氧化对细胞灭活处理，去除胞外聚合物，从而破坏菌胶团的聚合作用，便于分离污泥中的无机物与有机物。二氧化氯氧化处理的添加量为5-15mg/g干泥，反应时间20-40min，当污泥中含有重金属，则同时要进行复合碱解处理，ph值在9_11之间，反应时间为10-30min，使重金属离子与氢氧根结合形成沉淀；
[0039]2)采用曝气搅拌的方式对步骤I)细胞灭活后的污泥进行菌胶团破碎，持续时间为15-30min，破坏污泥的胶体结构和毛细结构；
[0040]3)采用旋流方式对步骤2)中经菌胶团破