污水厂剩余污泥处置方法及其污泥和应用与流程

本发明涉及废水、污水处理领域，具体涉及污水厂剩余污泥处置方法及其污泥和应用。
背景技术：
：污泥处理处置是对污泥进行减量化、稳定化和无害化处理的过程。污水处理程度越高，就会产生越多的污泥残余物需要加以处理。对于当前城市污水处理厂而言，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分，而且传统污泥处理处置技术有很大的弊端，在具体实施过程中带来大量的环境问题和社会问题，对环境造成极大的危害，并严重影响我国节能减排战略政策的实施。污泥作为一种固体废弃物，已经成为继城市垃圾污染的第二大固体废物污染源。传统的污泥的主要处置方式有填埋、焚烧、排海、农用等。但是传统的处理方法也存在一些弊端，无法对污泥进行资源化利用，不能满足现在对污泥处理的技术要求，因此对污泥处理资源化利用新技术的研发具有重要的现实意义。污泥的处理处置应从环境污染、卫生安全和经济效益等多方面综合考虑，具备能源回收利用的污泥处理新技术将在污泥处理处置中发挥着不可替代的作用。针对目前污泥处理处置传统技术的局限及各省市每年大量污泥有待处理的严峻情况，如何使污泥稳定化、减量化、无害化、资源化，是亟需要解决的重要问题。技术实现要素：本发明的一个目的是提供一种污水厂剩余污泥的处置方法，通过该处理方法可以将污泥稳定化、减量化、无害化，进而将污泥资源化。本发明的另一个目的是将无害化的污泥进行资源化：一是作为植物种植用泥质；二是将污泥处理为生物质碳棒，用作发电厂燃料，以实现循环经济。为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：污水厂剩余污泥处置方法，包括如下步骤：(1)搅拌工序，搅拌装置中，剩余污泥加入凝集剂，其中凝集剂主要由硫酸铝、硫酸钙、碳酸钠构成的主剂与ph调节剂、比重增加剂混合而制成；(2)固液分离，静置分离出步骤(1)处理后污泥的清液；(3)机械脱水，采用压滤装置脱水自步骤(2)处理后的污泥。通过本发明的方法，剩余污泥在凝集剂作用下凝集同时有效去除污泥中的重金属类，并且后续脱水简单，处理后污泥减量化、稳定化及多途径资源化，整个工艺工序短、操作简单，降低了企业的成本，凝集剂的具体成分及原理公开于发明专利：长彰德.用于净化处理污浊水或污染水的凝集剂.中国：cn1740099a。所述步骤(1)中凝集剂还包括螯合促进剂，同上公开于发明专利：长彰德.用于净化处理污浊水或污染水的凝集剂.中国：cn1740099a。进一步，所述剩余污泥含水率为99％，添加凝集剂形成800ppm混液，针对含水率99％的剩余污泥，添加凝集剂形成800ppm混液，整个工序中，此量比最终效果突出。所述步骤(1)中的搅拌装置为三联物化反应器。所述三联物化反应器中，前两个反应器搅拌速率150r/min，后一个反应器搅拌速率75r/min，常温。连续搅拌反应，使凝集剂充分与剩余污泥混合，完全断链、破壁、凝聚反应，最大程度凝集污泥以及去除水中的重金属类物质，改善污泥状态，简化工序。所述步骤(3)中包括对压滤装置脱水后泥板的破碎，泥板破碎成块或粒后，只需短时间风化，即可大幅降低含水率，减容减量。所述步骤(3)中压滤装置为板框压滤机，将搅拌沉淀后的污泥压滤脱水，能耗低，进一步降低成本。本发明还提供了由本发明所述的方法制备的污泥，本处置方法制备的污泥具有多途径资源化的优点，进一步降低成本。本发明还提供了本发明制备的污泥在植物种植中的应用。本发明还提供了本发明制备的污泥在制作生物质碳棒中的应用，其制作工艺如下：a、将秸秆在粉碎机上进行粉碎，经过小孔筛网控制粉碎的长度在3mm之内；b、将步骤a中粉碎的秸秆进行风干和烘干，使其水分低于15％；c、搅拌机中，按照与粉碎的秸秆1:1的比例添加本发明制备的风干或烘干后的污泥，污泥自板框压滤机压制成板后，破碎成块后在晾晒场风化或直接经烘干机烘干，含水率在18％左右，经输送带输送至搅拌机中，充分均匀混合得到混合物；d、将步骤c中的混合物置于无氧碳化炉中进行碳化；e、将步骤d中碳化后的混合物添加干粉粘合剂，干粉粘合剂成分：腐殖酸钠20份、钠基膨润土20份、预糊化淀粉40份、电石渣粉20份，搅拌混合均匀；f、将步骤e中最终混合物置于成型机中压制成型呈棒状；g、将步骤f中成型后碳棒烘干。。经本处置方法制备的污泥去除了重金属物质，保留了有机质氮、磷、钾等元素，可进一步资源化。综上，本发明的技术效果是：1、高效无害化，通过处理后的剩余污泥，污染物八项重金属(镉、汞、铜、铅、铬、镍、锌、砷)、污染物硼、矿物油、总氰化物、苯并(a)芘、多环芳烃、挥发酚、多氯联苯等污染物残留量符合国家农业标准；卫生指标蛔虫死亡率、大肠杆菌指数、种子发芽指数等各项指标满足《城镇污水处理厂污泥处置-农用泥质》cj/t309-2009a级标准，并且处理过的污泥无臭味；2、水质被优化，通过处理后的剩余污泥，有60％左右为上清液水体，40％左右为机械脱水，其水质污染指标都均被降解，各项指标符合标准，且该水体回流到系统后，可降低现污水厂处理系统的运行负荷；3、减量化，当天出泥含水率远低于现工艺出泥含水率及减容减量指标，且风化后进一步降低；4、稳定化：处理后的泥饼结构稳定，不返溶、不产生有害气体；治理后的泥饼在自然堆放的条件下，可自然风化，遇水不返溶；5、多途径资源化，经处理后的污泥，有机质氮、磷、钾等元素都未流失，部分自行种植消化，部分外运作为市政绿化用土，因此可以作为园林花卉、橡胶树等用泥质，另外处理后的污泥具有较高热值，炭化加工成炭棒后可以用于作为生物质燃料使用，以实现循环经济；7、另外经过本工艺处理过的污泥由于无害、吴污染，可以用于路基中的垫层使用。附图说明图1是本发明的工艺示意图；以上各图中：药剂罐1，备泥池2，三联物化反应器3，沉淀池,4，备泥池5，板框压滤机6，晾晒场7，输送带8，搅拌机9,碳化炉10，成型机11，清洗系统h，配气系统q。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的不当限定。实施1如图1所示，污水厂剩余污泥处置方法，具体包括如下步骤：本实施例中采用污水厂污水处理后的剩余污泥作为主体，具体而言为污水处理工序中生物池工序处理后的剩余污泥，其含水率为99％，在一些实施例中，针对含水率低于99％d，采取加水稀释至99％含水率，首先将剩余污泥置于备泥池2储存，然后进入搅拌工序，进行物化反应；(1)搅拌工序，通过泵将备泥池污泥提升至三联物化反应器3，三联物化反应器上方安装喷液头，药剂罐1中通过喷液头以喷发凝集剂，添加凝集剂至污泥形成800ppm混液，凝集剂采用40重量份硫酸铝、30重量份硫酸钙、10重量份的碳酸钠、10重量份的水泥粉、10重量份的铁氧体粉、5重量份硫代氧化钠、5重量份甲壳素、5重量份柠檬酸均匀分散混合生成，具体而言，前两个反应器搅拌速率150r/min，后一个反应器搅拌速率75r/min，常温，即保持20℃以上，运行时间，并采集每个反应器反应后的样本，进行沉降数据分析，优选地，本工序中配置有空压机配气系统q；(2)固液分离，沉淀池4中静置分离，本实施例中因三联物化反应器高于沉淀池，故三联物化反应器中污泥以重力自流的方式进入沉淀池，重力自流不破坏污泥凝集状态，通过静置，使固液分离，静置时间保持30min以上，然后排出上清液，之后通过泵将沉淀池剩下的污泥提至备泥池5储存；(3)机械脱水，采用压滤装置脱水自步骤(2)处理后的污泥，本实施例中采用板框压滤机6压滤自备泥池输送的污泥，经进料出水、压榨出水后形成泥饼，再破碎成块，其中进料时间20min，压榨时间90min，最大压力16kg，最小5kg，压榨方式采用隔膜压榨，优选地，板框压滤机安装有清洗系统h，便于连续作业。凝集剂的具体成分及原理公开于发明专利：长彰德.用于净化处理污浊水或污染水的凝集剂.中国：cn1740099a。本实施例中分组进行试验，同时进行理化指标分析、生物性指标分析，并对剩余污泥进行定性、定量试验及考察，首先s10，备泥后中提取样品，进行含水率测试，如下表：表1试验日期12月9日12月10日12月11日12月12日含水率98.94％98.85％98.93％98.77％表中剩余污泥含水率均在99％上下浮动；s20，沉降比测试，搅拌工序中，对三联物化反应器反应前后提取样品进行沉降比测试，如下表：表2从表中可以看出，反应后污泥沉降比稳定，30min内几乎完全沉降，间接反应出污泥中重金属类去除较完全，另外从外观上看，反应后的污泥呈黄褐色，为活性污泥絮体，且絮体密实，大小均一，上清液清澈，间接看出反应后污泥性质得到极大改进。s30，风化试验，将破碎成块的污泥置于空旷地进行风化，并取样测试含水率，如下表：表312.912.1012.1112.12当天59.42％52.90％51.30％60％24h37.55％44.74％45.10％54.94％48h29.10％18.60％20.20％34.65％72h19.40％18.20％18.10％19.12％从表中可以看出，当天自板框压滤机出来的泥块含水率低于60％，而目前现有工艺在污泥处理完当天含水率普遍在80％左右，本发明方法处理后的污泥含水率远低于现有工艺处理后污泥的含水率，并且本发明方法处理后的污泥在三天风化后，含水率低于20％，而现有工艺处理后污泥进一步脱水困难，需复杂工序，并且泥块无臭味。s40，水质样检测，其中处理后上清液水体占比60％，30％为进料出水，10％为压榨出水，如下表：表4表中：codcr：用重铬酸钾为氧化剂测出的需氧量；nh3-n:水(废水)中氨氮含量指标；tp:总磷量；另外通过第三方检测机构对12.9日的水体进行检测及12.9日、12.12日的泥饼进行检测，如下表所示：表5：泥饼数据分析表表6：水体数据从表中可以得出如下结论：1、其水质污染指标都均被降解,尤其是总磷的降解；2、反应后的水体混合后，远低于其处理前的上清液，该水体回流到系统后，可降低现污水厂处理系统的运行负荷；3、处理后的泥饼，八项重金属、硼、矿物油、总氰化物、苯并(a)芘、多环芳烃、挥发酚、多氯联苯等污染物符合农业a级标准；卫生指标蛔虫死亡率、大肠杆菌指数符合农用a级标准；另外，综上还可以得出，本发明方法还具有减量化、稳定化的优点，处理后的泥饼结构稳定，不返溶，无臭；在整个污泥治理工艺流程中，反应、脱水、出泥，无臭；治理后的泥饼在自然堆放的条件下，可自然风化，雨水不返溶。此外，本发明还提供了由本发明所述的方法制备的污泥，从上述表格可以得出，本处置方法制备的污泥的总养分指标、有机质含量等满足农用a级标准，可以在在植物种植中的应用，尤其是园林花卉等植物的泥质，并以此进行了实验，实验表明，各种子发芽率及生产速率、健康状况等与自然泥态接近等同，符合具有多途径资源化的优点，进一步降低成本。此外，处理后污泥具有大约2000卡的热量，因此本发明还提供了由本发明所述的方法制备的污泥制备生物质碳棒的应用，工艺如下：参考图1，a、将秸秆在粉碎机上进行粉碎，经过小孔筛网控制粉碎的长度在3mm之内；b、将步骤a中粉碎的秸秆进行风干和烘干，使其水分低于15％，烘干温度控制在150℃左右；c、搅拌机中，按照与粉碎的秸秆1:1的比例添加本发明制备的风干或烘干后的污泥，污泥自板框压滤机压制成板后，破碎成块后在晾晒场7风化或直接经烘干机烘干，含水率在18％左右，经输送带8输送至搅拌机9中，充分均匀混合得到混合物；d、将步骤c中的混合物置于无氧碳化炉10中进行碳化，温度600℃；e、将步骤d中碳化后的混合物添加干粉粘合剂，干粉粘合剂成分：腐殖酸钠20份、钠基膨润土20份、预糊化淀粉40份、电石渣粉20份，搅拌混合均匀；f、将步骤e中最终混合物置于成型机11中压制成型呈棒状；g、将步骤f中成型后碳棒烘干。经测试，碳棒燃烧释放的热值与市面上碳棒持平。上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本
技术领域：
的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。当前第1页12