提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法

提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，属于污水处理领域。该方法如下：在输送脱水污泥前，将气泡与脱水污泥按比例混合搅拌均匀，制得气泡混合脱水污泥；其中，气泡、脱水污泥按照如下重量百分比混合均匀：脱水污泥95%~98%；气泡2%~5%；其中，所述气泡为消泡率为50%所需要的时间大于30min的气泡。该方法安全可靠、简单易行，可大幅提高脱水污泥的流动性，流动度可提高15%~30%，减少利用管道输送时的流动阻力；通过该方法提高脱水污泥流动性效果可持久保持，保持时间 >30min，流动度维持95%以上，满足实际输送需要。
【专利说明】提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法

【技术领域】
[0001]本发明属于污水处理领域，具体涉及一种提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法。

【背景技术】
[0002]脱水污泥作为城市污水处理的最终产物，含有大量有机物、重金属和有毒有害污染物等，需对其进行合理有效的处理处置。在超临界水气化处理中必然会遇到脱水污泥输送的问题。我国脱水污泥一般含水率约为80%，呈现果冻状，流动性差，管道输送困难，一般靠车运或螺杆泵运送，其输送效率低，成本高，因此需要提高脱水污泥流动性。
[0003]如申请号为201110183726.X的中国专利公开了一种污水厂脱水污泥超临界处理资源化利用的方法及其设备，该专利提出通过高速搅拌装置对脱水污泥进行预先搅拌来提高污泥的流动性，但是这需要额外增加高速搅拌设备，增加了能耗和成本，并且该方法较难持久保持脱水污泥的流动性；申请号为200810063091.8的中国专利公开了一种污泥在超临界水中连续催化气化制取富氢气体的方法，该专利通过添加水分与污泥混合搅拌调配成泥浆以提高污泥流动性，但该方法降低了污泥的输送效率，对脱水污泥含水率改变较大；申请号为201210205415.3的中国专利公开了一种低含水率脱水污泥直接超临界水气化处理装置及其方法，该专利提出对低含水率脱水污泥进行预液化处理提高污泥流动性，实现脱水污泥的输送，其权利要求书中限定“液化装置的操作参数为:温度160~180°C，压力
1.2MPa，液化时间30~60min”，该专利虽然是通过反应后高温产物的热交换方式进行加热，但同时也增加了热交换装置，降低了热利用效率；申请号为201110084483.4的中国专利公开了一种提高管道中剩余污泥流动性的方法，该专利提出将消化污泥与剩余污泥混合，拓宽污泥固体颗粒的粒径级配以提高剩余污泥流动性，但脱水污泥与剩余污泥的含水率相差较大，该方法在实际应用中不可适用。目前现有的提高污泥流动性的措施或增加了能耗，或对污泥含水率改变较大，缺少一种方便有效持久的提高脱水污泥流动性的措施。
[0004]脱水污泥在输送过程中，如何提高脱水污泥流动性是关键，流动性提高可降低脱水污泥流动阻力，节省大量的输送动力消耗，解决高含固率流体的输送难题。


【发明内容】

[0005]解决的技术问题:本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，该方法可以降低脱水污泥输送能耗，推动脱水污泥管道输送技术在工程领域的应用。
[0006]本发明的技术方案:
提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法如下:在输送脱水污泥前，将气泡与脱水污泥按比例混合搅拌均匀，制得气泡混合脱水污泥；其中，气泡、脱水污泥按照如下重量百分比混合均匀:
脱水污泥95%~98% ；气泡2%~5% ；
其中，所述气泡为消泡率为50%所需要的时间大于30min的气泡。
[0007]气泡混合脱水污泥按如下工艺步骤依次进行:
1)采用申请人:先前已授权专利(03113372.X)中所用的发泡剂、稳泡剂和助剂按一定比例混合搅拌均匀，调配好待发泡溶液；
2)采用申请人:先前已授权专利(03221635.1，一种土工实用的气泡发泡装置)中所用的发泡装置，添加已调配好的发泡溶液，利用空压机作为推动力产生所需的高质量气泡。
[0008]3)再将气泡投入到混合器中与脱水污泥进行混合搅拌，得到气泡混合脱水污泥，再用泵将混合有气泡的脱水污泥运送至超临界水气化处理装置内。
[0009]以上所述的提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，所述脱水污泥的含水率为74.2-86.1%。
[0010]以上任一项所述的提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，所述搅拌的搅拌速度为55~125r/min,搅拌时间为3~5min。
[0011]以上所述的提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，所述气泡的发泡倍率> 50倍。
[0012]以上所述的提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，所述搅拌的搅拌速度为90r/min,搅拌时间为5min。
[0013]在本发明中，气泡消泡率为50%时所需时间可评价气泡的稳定性，即产生的气泡消泡率为50%时所需要的时间，时间越久，证明气泡越稳定，越不容易破。
[0014]本发明的原理是将适当比例的均质细小气泡与低含水率的脱水污泥进行混合，利用均质细小的气泡与污泥固体颗粒相互掺杂，减少污泥颗粒之间的相互碰撞摩擦；同时由于气泡的介入，可使混合的污泥与同等含水率的脱水污泥相比具有较小的黏性，与管道及及污泥颗粒间的摩擦阻力减小，从而提高脱水污泥在管道中的流动性，减小流动阻力。
[0015]有益效果
本发明与现有技术相比，优点如下:
第一:该方法安全可靠、简单易行，可大幅提高脱水污泥的流动性，流动度可提高15%~30%，减少利用管道输送时的流动阻力；
第二:通过该方法提高脱水污泥流动性效果可持久保持，保持时间>30min，流动度维持95%以上，满足实际输送需要；
第三:该方法对材料掺入量低，提高流动性效果好，具有价廉易实现的特点，操作成本低。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1为气泡混合脱水污泥混合装置结构示意图；
其中，I是发泡溶液储存罐，2是计量泵，3是单向阀，4是空压机，5是调压阀，6是气体流量计，7是发泡枪，8是搅拌电机，9是污泥储存罐，10是输送泵。

【具体实施方式】
[0017]以下结合实施例对本发明做进一步详细描述。
[0018]结合图1，气泡混合脱水污泥混合装置，包括发泡溶液储存罐1，计量泵2，单向阀3，空压机4，调压阀5，气体流量计6，发泡枪7，搅拌电机8，污泥储存罐9和输送泵10。其中，发泡溶液储存罐I输出口依次通过计量泵2和单向阀3与发泡枪7第一输入口相连；空压机4输出口依次通过调压阀5和气体流量计6与发泡枪7第二输入口相连。将配制好的发泡溶液加入发泡溶液储存罐I中，通过计量泵2和单向阀3定量控制发泡溶液流量；空压机4通过调压阀5和气体流量计6定量输出稳定气压，在发泡枪7尾部与发泡溶液迅速混合，经过气压推送至发泡枪7前部网层，最后制备出满足要求的稳定均质气泡。
[0019]实施例1
本发明各组分按以下重量百分比混合均匀:
脱水污泥 98%
气泡2%
本实施例中，脱水污泥含水率为86.1%，添加前测定脱水污泥流动度为119mm，混合搅拌均匀后测定脱水污泥流动度为138mm，流动度提高16.0%，30min后测定混合后脱水污泥流动度为135mm，为之前的98%，流动度维持效果好，其中，气泡消泡率为50%时所需时间为64min,搅拌速度为55r/min,搅拌时间为3min。
[0020]实施例2
本发明各组分按以下重量百分比混合均匀:
脱水污泥 96%
气泡4%
本实施例中，脱水污泥含水率为77.1%,添加前测定脱水污泥流动度为104mm,混合后测定脱水污泥流动度为130mm，流动度提高25%，30min后测定混合后脱水污泥流动度为127mm，为之前的98%，流动度维持效果好，其中，气泡消泡率为50%时所需时间为64min，搅拌速度为125r/min,搅拌时间为3min。
[0021]实施例3
本发明各组分按以下重量百分比混合均匀:
脱水污泥 95%
气泡5%
本实施例中，脱水污泥含水率为74.2%,添加前测定脱水污泥流动度为99mm,混合后测定脱水污泥流动度为131mm，流动度提高32%，30min后测定混合后脱水污泥流动度为129mm，为之前的98%，流动度维持效果好，其中，气泡消泡率为50%时所需时间为64min，搅拌速度为90r/min,搅拌时间为5min。
【权利要求】
1.提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，其特征在于，在输送脱水污泥前，将气泡与脱水污泥按比例混合搅拌均匀，制得气泡混合脱水污泥；其中，气泡、脱水污泥按照如下重量百分比混合均匀:脱水污泥95%~98% 气泡2%~5% ；其中，所述气泡为消泡率为50%所需要的时间大于30min的气泡。
2.根据权利要求1所述的提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，其特征在于，所述脱水污泥的含水率为74.2-86.1%。
3.根据权利要求1或2所述的提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，其特征在于，所述搅拌的搅拌速度为55~125r/min,搅拌时间为3~5min。
4.根据权利要求1或2所述的提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，其特征在于，所述气泡的发泡倍率> 50倍。
5.根据权利要求3所述的提高超临界处理中低含水率脱水污泥流动性的方法，其特征在于，所述搅拌的搅拌速度为90r/min,搅拌时间为5min。
【文档编号】C02F11/00GK104478180SQ201410779966
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】朱伟, 龚淼, 张会文, 钱勇进, 包建平, 刘青松 申请人:河海大学