污水处理厂污泥调理脱水的方法与流程

本发明涉及污水处理，具体涉及污水处理厂污泥调理脱水的方法。

背景技术：

1、随着我国城镇化进程持续加快，污水处理率不断提高，污水处理厂在运行过程中产生了大量剩余污泥。剩余污泥是生物处理系统的必然副产物，通常含水率极高（一般为97%~99%），其中含有大量胞外聚合物、微生物细胞及结合水，脱水性能差，若不能对其进行无害化与资源化处理，极易造成二次污染，给生态环境带来沉重压力。

2、目前，针对剩余污泥脱水，常规工艺多采用“厌氧消化+调理+机械脱水”等方式，即先通过厌氧消化实现污泥减量化和稳定化，再经化学调理改善污泥脱水性能，最后利用板框压滤机、带式压滤机或离心脱水机等设备进行机械脱水。然而，该工艺对污泥内部结合水的脱除能力有限，脱水后泥饼含水率通常仍高达75%~85%，难以满足后续焚烧、填埋或资源化利用的严格要求。

3、因此，本发明提出一种污水处理厂污泥调理脱水的方法，通过对剩余污泥进行调理，高效破除污泥胶体结构，释放内部结合水，并结合厌氧消化以及原位构建刚性骨架的方式，有效提升污泥脱水效率，从而降低处理处置成本，并推动污泥处理向减量化、无害化和资源化方向发展。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供污水处理厂污泥调理脱水的方法，以解决现有污泥脱水工艺效率低、药剂消耗大、多类市政废弃物料无法协同利用、污泥减量化效果差的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：污水处理厂污泥调理脱水的方法，包括以下步骤：

3、s1、将市政污水处理厂剩余污泥与餐厨废水混合，得第一混合料液，向第一混合料液中投加铁粉，搅拌条件下，通过臭氧微孔曝气联合超声对第一混合料液进行处理，处理完成后静置，取一次浓缩液；

4、s2、对s1一次浓缩液进行厌氧消化，得消化液；

5、s3、将s2消化液与市政污水处理厂高效沉淀池化学污泥相混合，得第二混合料液，向第二混合料液中投加硝酸浸渍改性活性焦微粉，搅拌条件下，缓慢调节ph至碱性，使得第二混合料液中的成盐离子以活性焦微粉为核原位生长；

6、s4、s3处理完毕后，向所得料液中投加混凝剂与絮凝剂，而后静置，取二次浓缩液，将二次浓缩液去往污泥脱水设备进行脱水。

7、进一步地，所述的s1中，市政污水处理厂剩余污泥含水率为97%~99%，餐厨废水为预处理后去除浮油、大颗粒杂质的餐厨废液，cod浓度为8000~15000mg/l；剩余污泥与餐厨废水的体积比为5:1~4；铁粉粒径为200~500目，相对于第一混合料液的投加量为5~15mg/l。

8、进一步地，所述的s1中，搅拌转速为150~300r/min；臭氧通过微孔曝气盘通入，微孔曝气盘孔径为20~50μm；臭氧浓度为80~120mg/l，臭氧通入流量为3~8m3/h；超声处理功率为200~400w，超声频率为20~40khz；联合处理时间为30~60min，静置沉淀时间为20~40min。

9、进一步地，所述s2中，厌氧消化温度为35~38℃，为中温厌氧消化，消化停留时间为15~25d，搅拌间隔为4~6h/次，每次搅拌时长为10~15min，厌氧消化体系ph维持在6.8~7.5。

10、进一步地，所述s3中，消化液与高效沉淀池化学污泥的体积比为3:1~2；浓硝酸浸渍改性活性焦微粉粒径为300~600目，相对于第二混合料液的投加量为20~50mg/l；浸渍改性过程中，活性焦微粉与浓硝酸的质量体积比为1:4~10，温度为40~60℃，时间为2~4h。

11、进一步地，所述s3中，高效沉淀池化学污泥含水率为95%~98%，活性焦微粉为煤质活性焦微粉，比表面积≥800m2/g。

12、进一步地，所述s3中，采用氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液调节ph，调节后体系ph为8.5~10.0，当ph≤7时，ph变化速率控制为0.15~0.30min-1；当ph＞7时，ph变化速率控制为0.03~0.08min-1；搅拌转速为80~150r/min，调节完成后，碱性条件下搅拌反应时间为40~70min。

13、进一步地，所述s4中，混凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁中的任意一种；絮凝剂为阴离子型聚丙烯酰胺。

14、进一步地，所述s4中，混凝剂投加量为30~60mg/l，絮凝剂投加量为3~8mg/l，先投加混凝剂搅拌反应5~10min，再投加絮凝剂搅拌反应10~15min，搅拌转速为100~200r/min，静置沉降时间为30~50min。

15、进一步地，所述s4中，污泥脱水设备为板框压滤机或带式压滤机，脱水压力为0.4~0.8mpa，脱水后污泥含水率降至60%以下。

16、本发明的有益效果：

17、1.本发明方法耦合市政剩余污泥、餐厨废水、沉淀池化学污泥三类市政废弃物料协同处置，以餐厨废水补充有机碳源，以化学污泥和剩余污泥为处理主体，实现多类市政污泥废液一体化减量处置，资源化利用率显著提升，解决单一污泥调理效率低、辅料消耗大的问题。

18、2.本发明体系中铁粉在臭氧、超声耦合作用下发生原位氧化，生成铁系羟基氧化物，可作为天然絮凝核心，吸附捕捉污泥胶体颗粒、细小悬浮物。同时铁粉活化超声体系形成类芬顿反应，产生大量强氧化性羟基自由基，高效破除污泥胞外聚合物、裂解微生物细胞壁，释放污泥内部结合水，从根源改善污泥亲水特性，破解污泥胶体稳定体系。

19、3.臭氧微孔曝气形成微纳米气泡，增大气液接触比表面积，配合超声空化效应，可击碎臭氧气泡、延长臭氧停留时间、增强局部剪切力，强化臭氧氧化降解能力；超声空化产生的高温高压环境，可激活铁粉氧化活性，提升类芬顿反应速率；同时铁粉可催化臭氧分解，提升臭氧利用率，三者形成多维协同体系，相较于单一臭氧、超声或铁粉处理，污泥破壁、杂质降解效率大幅提升，处理耗时更短、能耗更低。

20、4.剩余污泥与餐厨废水混合调理后，污泥有机质含量、碳氮比得到优化，臭氧-超声-铁粉协同预处理可破碎污泥絮体，释放可溶性有机质，大幅提升厌氧消化底物可降解性。稳定的中温厌氧体系配合间歇搅拌工艺，可维持微生物活性，有效提升厌氧发酵产甲烷率，提高污泥资源化能源化收益，同时缩短有效消化周期，提升污泥处置效率。

21、5.以浓硝酸浸渍改性活性焦微粉为原位成核载体，让体系成盐离子原位生长形成稳定刚性骨架，增大污泥孔隙率，有效避免污泥压滤堵膜问题。后续耦合双层混凝絮凝体系，精准聚并细小污泥颗粒，形成密实大颗粒絮体，大幅释放自由水与间隙水。最终污泥经压滤脱水后含水率稳定降至60%以下，脱水速率显著提升，压滤压力需求降低，有效减少脱水设备能耗与运行时长，降低运维成本。

22、6.本发明调碱过程采用分段ph变化速率控制，中性前采用相对较快的ph上升速率保证调碱效率；ph超过7后大幅降低ph上升速率，抑制局部过碱，使成盐离子在改性活性焦微粉表面缓慢、均匀地原位析出生长，提升污泥刚性骨架成型质量与孔隙结构，进一步优化污泥压滤脱水性能，有利于降低泥饼含水率。