一种污泥脱水固化一体化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥脱水固化一体化处理方法。
【背景技术】
[0002]城市污水生物处理过程产生大量污泥，污泥含水率高、有机质含量高、强度低。污泥经处理后作为填埋场覆盖土或一般回填土利用，是污泥资源化的一种重要途径。污泥用作填埋场覆盖土或回填土材料，须经过脱水、固化处理以提高其土工力学强度。污泥机械脱水是以提高脱水率为目标的，一般工艺是加絮凝剂和助凝剂调理改性后，用压滤机或离心机脱水，目前已有大量应用实践，但由于污泥有机质含量高，即使有较高的污泥脱水率，其土工强度通常很难达到填埋场覆盖土或一般回填土的土工强度要求。污泥固化是以提高污泥土工强度为目标的一种处理技术，一般工艺是在脱水污泥中掺固化材料，使污泥、水、固化材料之间发生化学作用，使松软污泥变成具有一定工程强度的土材料。污泥脱水处理、固化处理通常分二步完成，这种方法的缺点是工艺流程长，固体状的脱水污泥与固化材料的混合过程需要专门的固相混合设备、耗能大，人工拌合劳动强度也很大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种工艺流程简单、脱水率高、固化效果好、脱水固化后的污泥土工力学强度高、耗能低的污泥脱水固化一体化处理方法。
[0004]本发明的污泥脱水固化一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤:将待处理的污水厂浓缩池的污泥加入混合反应器中，然后向混合反应器中加入脱水药剂和固化药剂，经搅拌反应后，进行机械脱水，得到脱水固化的污泥；
[0005]所述的脱水药剂为铁盐或铝盐絮凝剂，其添加量为20?50mg/kg污泥；
[0006]所述的固化药剂为生石灰、高炉炉渣灰和缓凝剂的混合物，其按质量分数100%计，包括生石灰33?66.97%、高炉炉渣灰33?66.94%和缓凝剂0.03?0.06%，其中缓凝剂，按总质量分数100%计，包括焦磷酸纳40?60%和三聚磷酸钠40?60%，所述的固化药剂的添加量为500?1000mg/kg污泥。
[0007]所述的铁盐优选为聚合硫酸铁和/或硫酸铁，所述的铝盐絮凝剂优选为聚合氯化铝和/或三氯化铝。
[0008]所述的搅拌(混合)反应时间优选为10?15分钟。
[0009]所述的机械脱水优选采用板框压滤机进行脱水，压力1.0?1.2M Pa，压滤90分钟。
[0010]所述的高炉炉渣灰为钢铁厂冶炼生铁时从高炉中排出的废弃物。
[0011]本发明具有以下优点:(I)本发明针对城市污水生物处理过程产生大量污泥，其污泥含水率高、有机质含量高和强度低的特点，通过优选脱水药剂和固化药剂，添加合适的量，同时添加到污泥中，不但将污泥脱水、固化过程结合起来，与通常的污泥先脱水、后固化的二步法工艺相比，实现操作流程便利化，而且经过本发明的方法处理后的污泥，污泥的含水率降至44%以下，无侧限抗压强度可达到大于520kPa，抗剪强度可达到大于50kN/m2，可满足填埋场覆盖土或一般回填土的土工强度要求，克服了传统机械脱水工艺脱水率低、污泥土工力学强度低的缺点；(2)在固化材料方面，本发明利用了钢厂高炉炉渣灰的类水泥性质，代替水泥作为固化材料的主要成分，实现了废物再利用。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的污泥脱水固化一体化处理方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
[0014]本发明的污泥脱水固化一体化处理方法工艺流程如图1所示。其工艺流程是以污水厂浓缩池的高含水率污泥为起点，在混合反应器中分别加入脱水药剂和固化药剂，搅拌反应，然后利用机械脱水装置脱水。在以上流程中通过絮凝、水解、凝结等多重物理化学作用，实现污泥脱水固化一体化处理，以同时达到提高脱水率、增加污泥土工力学强度的目标，经脱水固化处理的污泥用于一般回填土或填埋场覆盖土；排水回流至污水处理系统进水端。
[0015]下列实施例将进一步说明本发明。
[0016]实施例1
[0017]广州某城市污水厂的含水率98%的污水厂浓缩池污泥1000kg，泵入1.5立方的搅拌混合反应器，同时在搅拌混合反应器中分别按比例加入脱水药剂和固化药剂，经过10分钟搅拌反应，泵入板框压滤机，压力1.0M Pa，压滤90分钟，经压滤以后，获得经脱水固化处理的污泥，排水回流至污水处理系统进水端。其中，脱水药剂选用聚合硫酸铁，添加量为20mg/kg污泥。固化药剂为生石灰、高炉炉渣灰、缓凝剂的混合物，其配比(重量比)为:生石灰33%、高炉炉渣灰66.94%和缓凝剂0.06%，将三者混合均匀得到固化药剂；其中缓凝剂为焦磷酸纳和三聚磷酸钠的混合物，其配比(重量比)为:焦磷酸纳40%和三聚磷酸钠60%,将两者混合均匀得到缓凝剂，固化药剂的添加量为1000mg/kg污泥。
[0018]经测定，污泥经处理以后所得的经脱水固化处理的污泥的含水率降至35%。按照土工试验标准制样、检测，无侧限抗压强度达到590kPa，剪切强度达到66kN/m2，可满足填埋场覆盖土或一般回填土的土工强度要求。
[0019]实施例2
[0020]佛山某城市污水厂含水率97%的污水厂浓缩池污泥1000kg，泵入搅拌混合反应器，同时在搅拌混合反应器中分别按比例加入脱水药剂和固化药剂，经过15分钟搅拌反应，泵入板框压滤机，压力1.1M Pa，压滤90分钟，经压滤以后，获得经脱水固化处理的污泥，排水回流至污水处理系统进水端。其中，脱水药剂选用聚合氯化铝，添加量为50mg/kg污泥。固化药剂为生石灰、高炉炉渣灰和缓凝剂的混合物；其配比(重量比)为:生石灰66.97%、高炉炉渣灰33%和缓凝剂0.03%，将三者混合均匀得到固化药剂；其中缓凝剂为焦磷酸纳和三聚磷酸钠的混合物，其配比(重量比)为:焦磷酸纳60%和三聚磷酸钠40%，将两者混合均匀得到缓凝剂；固化药剂的添加量为500mg/kg污泥。
[0021]经测定，污泥经处理以后所得的经脱水固化处理的污泥的含水率降至43%。按照土工试验标准制样、检测，无侧限抗压强度达到520kPa，剪切强度达到50kN/m2，可满足填埋场覆盖土或一般回填土的土工强度要求。
[0022]实施例3
[0023]佛山某印染废水处理站含水率97%的浓缩池污泥1000kg，泵入搅拌混合反应器，同时在搅拌混合反应器中分别按比例加入脱水药剂和固化药剂，经过10分钟搅拌反应，泵入板框压滤机，压力1.2M Pa，压滤90分钟，经压滤以后，获得经脱水固化处理的污泥，排水回流至污水处理系统进水端。其中，脱水药剂选用三氯化铝，添加量为40mg/kg污泥。固化药剂为生石灰、高炉炉渣灰和缓凝剂的混合物；其配比(重量比)为:生石灰50%、高炉炉渣灰49.97%和缓凝剂0.03%，将三者混合均匀得到固化药剂；其中缓凝剂为焦磷酸纳和三聚磷酸钠的混合物，其配比(重量比)为:焦磷酸纳60%和三聚磷酸钠40%，将两者混合均匀得到缓凝剂；固化药剂的添加量为1000mg/kg污泥。
[0024]经测定，污泥经处理以后所得的经脱水固化处理的污泥的含水率降至44%。按照土工试验标准制样、检测，无侧限抗压强度达到538kPa，剪切强度达到59kN/m2，可满足填埋场覆盖土或一般回填土的土工强度要求。
【主权项】
1.一种污泥脱水固化一体化处理方法，其特征在于，包括以下步骤:将待处理的污水厂浓缩池的污泥加入混合反应器中，然后向混合反应器中加入脱水药剂和固化药剂，经搅拌反应后，进行机械脱水，得到脱水固化的污泥； 所述的脱水药剂为铁盐或铝盐絮凝剂，其添加量为20?50mg/kg污泥； 所述的固化药剂为生石灰、高炉炉渣灰和缓凝剂的混合物，其按质量分数100%计，包括生石灰33?66.97%、高炉炉渣灰33?66.94%和缓凝剂0.03?0.06%，其中缓凝剂，按总质量分数100%计，包括焦磷酸纳40?60%和三聚磷酸钠40?60%，所述的固化药剂的添加量为500?1000mg/kg污泥。2.根据权利要求1所述的污泥脱水固化一体化处理方法，其特征在于，所述的铁盐为聚合硫酸铁和/或硫酸铁，所述的铝盐絮凝剂为聚合氯化铝和/或三氯化铝。3.根据权利要求1所述的污泥脱水固化一体化处理方法，其特征在于，所述的搅拌反应时间为10?15分钟。4.根据权利要求1所述的污泥脱水固化一体化处理方法，其特征在于，所述的机械脱水是采用板框压滤机进行脱水，压力1.0?1.2M Pa。5.根据权利要求4所述的污泥脱水固化一体化处理方法，其特征在于，所述的采用板框压滤机进行脱水，其是在压力1.0?1.2M Pa下，压滤时间为90分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种污泥脱水固化一体化处理方法。通过将待处理的污水厂浓缩池的污泥加入混合反应器中，然后向其中加入脱水药剂、固化药剂，经搅拌反应后，进行机械脱水，得到脱水固化的污泥；其中，脱水药剂为铁盐或铝盐絮凝剂，固化药剂为生石灰、高炉炉渣灰和缓凝剂的组合物。高含水率污泥经本方法处理后，污泥的含水率降至44％以下，无侧限抗压强度可达到大于520kPa，抗剪强度可达到大于50kN/m2，可满足填埋场覆盖土或一般回填土的土工强度要求。本方法具有工艺流程简单、脱水率高、固化效果好、耗能低等优点，具有较高的推广应用价值。
【IPC分类】C02F11/14
【公开号】CN104944736
【申请号】CN201510320879
【发明人】陈繁忠, 彭丽思, 罗衍强, 叶挺进
【申请人】中国科学院广州地球化学研究所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月11日