热水解厌氧消化污泥的脱水方法与流程

1.本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种热水解厌氧消化污泥的脱水方法。


背景技术：

2.在城市污水处理过程中，往往会产生大量的污泥，包括初沉池污泥、二沉池剩余污泥及消化污泥，其体积约占总处理水量的0.3％～0.5％。这些污泥含水量高达95％～99.5％，因此必须进行脱水处理，以减少污泥的质量和体积，为后续处理处置打下良好基础。
3.污水处理工艺中，热水解厌氧消化作为一种污泥减量化、资源化、无害化的处理新技术，凭借其占地面积小、消化效率高、产气量大等优点，逐渐受到各方关注。具体而言，热水解厌氧消化工艺先采用高温(155℃～170℃)、高压(6bar)对污泥进行热水解与闪蒸处理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有机物发生水解、并破解污泥中微生物的细胞壁，然后加水稀释降温，再送入厌氧消化系统中，进行消化处理。由于其消化后的污泥絮体明显减小，碱度及氨氮含量大幅提升，污泥的絮凝性能大幅下降，导致其过滤行为明显恶化，不易于脱水，因此需要对其消化污泥调理后再送入后续工序中。
4.传统调理方案多是向消化污泥中添加混凝剂。但采用传统方案对其进行调理时，所需投药量高、产能不足、泥饼含水率偏高且氨气释放量大；此外，热水解厌氧消化处理后的污泥需要送入厌氧氨氧化系统和再生水车间进行后续处理，然而，目前常用的混凝剂中多含有钙、镁、铁等离子，这些离子容易造成厌氧氨氧化系统结垢及再生水车间超滤膜堵塞，严重影响厌氧氨氧化系统及再生水系统的正常运行。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提出一种热水解厌氧消化污泥的脱水方法，旨在解决传统调理方案易造成后续工序设备堵塞的问题。
6.为实现上述目的，本发明提出一种热水解厌氧消化污泥的脱水方法，所述热水解厌氧消化污泥的脱水方法包括以下步骤：
7.向经热水解厌氧消化处理后的消化污泥中投加钛盐，搅匀，得到ph6.5
‑
7.0的污泥；
8.向所述ph6.5
‑
7.0的污泥中加入有机聚合物，搅拌使絮凝，得到混合液；
9.对所述混合液进行脱水处理。
10.可选地，所述钛盐包括四氯化钛或硫酸钛。
11.可选地，向经热水解厌氧消化处理后的消化污泥中投加钛盐，搅匀，得到ph6.5
‑
7.0的污泥的步骤中，搅拌时间为3
‑
5min。
12.可选地，向经热水解厌氧消化处理后的消化污泥中投加钛盐，搅匀，得到ph6.5
‑
7.0的污泥的步骤中，得到的所述污泥的ph为6.5
‑
6.8。
13.可选地，所述有机聚合物包括阳离子絮凝剂或壳聚糖。
14.可选地，向所述ph6.5
‑
7.0的污泥中加入有机聚合物，搅拌使絮凝，得到混合液的步骤中，所述有机聚合物的加入量为所述消化污泥的1.5％
‑
2.0％。
15.可选地，向所述ph6.5
‑
7.0的污泥中加入有机聚合物，搅拌使絮凝，得到混合液的步骤中，搅拌时间为3
‑
5min。
16.可选地，对所述混合液进行脱水处理的步骤中，采用隔膜板框压滤机进行所述脱水处理。
17.可选地，脱水处理后的泥饼的含水量不高于60％。
18.可选地，向经热水解厌氧消化处理后的消化污泥中投加钛盐，搅匀，得到ph6.5
‑
7.0的污泥的步骤之前，还包括：
19.搅拌经热水解厌氧消化处理后的消化污泥。
20.本发明提供的技术方案中，利用钛盐对消化污泥进行预调理，利用钛盐的压缩双电层和电中和作用，促进污泥中胶体颗粒脱稳并发生初步凝聚，在此基础上，投加有机聚合物，利用有机聚合物的吸附架桥和网捕卷扫作用，使得污泥联结成大的絮凝体，有助于实现消化污泥的深度脱水。本发明方法药剂投加量少、调理过程简单、生产过程无恶臭、泥饼含水率低，且不引入易造成厌氧氨氧化管路结垢及再生水车间超滤膜堵塞的钙、镁、铁等离子，便于泥饼后续资源化处置和滤液的厌氧氨氧化处理，在热水解厌氧消化污泥深度脱水领域具有良好的应用前景。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为本发明提供的热水解厌氧消化污泥的脱水方法的一实施例的流程示意图。
23.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.热水解厌氧消化工艺先采用高温(155℃～170℃)、高压(6bar)对污泥进行热水解与闪蒸处理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有机物发生水解、并破解污泥中微生物的细胞壁，然后加水稀释降温，再送入厌氧消化系统中，进行消化处理。由于其消化后的污泥絮
体明显减小，碱度及氨氮含量大幅提升，污泥的絮凝性能大幅下降，导致其过滤行为明显恶化，不易于脱水，因此需要对其消化污泥调理后再送入后续工序中。
26.传统调理方案多是向消化污泥中添加混凝剂。但采用传统方案对其进行调理时，所需投药量高、产能不足、泥饼含水率偏高且氨气释放量大；此外，热水解厌氧消化处理后的污泥需要送入厌氧氨氧化系统和再生水车间进行后续处理，然而，目前常用的混凝剂中多含有钙、镁、铁等离子，这些离子容易造成厌氧氨氧化系统结垢及再生水车间超滤膜堵塞，严重影响厌氧氨氧化系统及再生水系统的正常运行。
27.鉴于此，本发明提出一种热水解厌氧消化污泥的脱水方法，图1为本发明提出的热水解厌氧消化污泥的脱水方法的具体实施例。
28.参阅图1，所述热水解厌氧消化污泥的脱水方法包括以下步骤：
29.步骤s10，向经热水解厌氧消化处理后的消化污泥中投加钛盐，搅匀，得到ph6.5
‑
7.0的污泥。
30.本发明向消化污泥中投加钛盐，将消化污泥的ph由碱性调整到中性至弱酸性，同时通过压缩双电层和电中和作用，促进污泥中胶体颗粒脱稳并发生初步凝聚。其中，钛盐的具体种类本发明不做限制，可以是任何一种钛盐；钛盐的添加量以处理后的污泥的ph为准，具体地，投加钛盐并搅拌污泥直至污泥的ph为6.5
‑
7.0即可，当污泥的ph在此范围内时，有助于后续聚集絮凝。进一步地，钛盐优选为四氯化钛或者硫酸钛；处理后的污泥的ph优选为6.5
‑
6.8。
31.为促使钛盐充分混匀并发挥作用，搅拌时间优选为3
‑
5min。
32.此外，本发明方法适用于经过热水解厌氧消化处理后的消化污泥，即适用于含固率为15％
‑
20％的污泥经高温高压热水解与闪蒸预处理后，加水稀释降温进入厌氧消化系统中，停留一定时间后排出的污泥，如此，本发明方法能够发挥更好的作用，使得消化污泥深度脱水效果更好。
33.为进一步提高钛盐作用效率，在步骤s10之前还可以包括：
34.步骤s100，搅拌经热水解厌氧消化处理后的消化污泥。
35.通过搅拌消化污泥，使得消化污泥充分混匀，有助于钛盐均匀分布，并发挥作用。本实施例中，搅拌时间优选为2
‑
3min。
36.步骤s20，向所述ph6.5
‑
7.0的污泥中加入有机聚合物，搅拌使絮凝，得到混合液。
37.本发明向经钛盐调理后的污泥中加入有机聚合物，通过吸附架桥和网捕卷扫作用，使得体系中的胶条颗粒进一步聚集形成大颗粒的絮状物，有助于实现消化污泥的深度脱水。
38.其中，所述有机聚合物优选为阳离子絮凝剂或者壳聚糖，相较其他有机聚合物，阳离子絮凝剂和壳聚糖能够发挥更好的絮凝效果。所述有机聚合物的加入量为所述消化污泥的1.5％
‑
2.0％。此外，加入有机聚合物后，需要搅拌使其混匀，以便于发挥吸附架桥和网捕卷扫作用，基于此，搅拌时间优选为3
‑
5min。
39.步骤s30，对所述混合液进行脱水处理。
40.具体实施时，可以采用沉淀、过滤、离心、压滤等多种方法进行脱水处理，出于对脱水效果、以及硬件和运行成本的综合考虑，优选采用隔膜板框压滤机进行所述脱水处理。经上述处理后，本发明方法脱水处理后的泥饼的含水量不高于60％。
41.本发明方法药剂投加量少、调理过程简单、生产过程无恶臭、泥饼含水率低，脱水后得到的泥饼含水率低，能够用于矿山修复、林地利用等领域，进行资源化处置；得到的滤液由于未曾引入易造成厌氧氨氧化管路结垢及再生水车间超滤膜堵塞的钙、镁、铁等离子，便于后续的厌氧氨氧化处理。本发明方法在热水解厌氧消化污泥深度脱水领域具有良好的应用前景。
42.以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.以下实施例和对比例均采用同一批消化污泥，该消化污泥是由含固率为15％～20％的污泥经高温高压热水解与闪蒸预处理后，加水稀释降温进入厌氧消化系统中，停留一定时间后排出的消化污泥，消化污泥的含水率为96％。
44.实施例1
45.(1)利用搅拌器将消化污泥搅拌3min。
46.(2)向搅拌后的消化污泥中投加四氯化钛，搅拌4min，使得污泥的ph为6.7。四氯化钛的投加量为消化污泥总重量的1.6％。
47.(3)向步骤(2)处理得到的污泥中投加消化污泥总重量1.8％的阳离子絮凝剂或壳聚糖，搅拌4min，得到分布有大颗粒絮凝体的混合液。
48.(4)采用隔膜板框压滤机对混合液进行压滤，得到含水率为57％的泥饼。
49.实施例2
50.(1)利用搅拌器将消化污泥搅拌3min。
51.(2)向搅拌后的消化污泥中投加四氯化钛，搅拌5min，使得污泥的ph为6.5。四氯化钛的投加量为消化污泥总重量的2.0％。
52.(3)向步骤(2)处理得到的污泥中投加消化污泥总重量1.5％的阳离子絮凝剂或壳聚糖，搅拌5min，得到分布有大颗粒絮凝体的混合液。
53.(4)采用隔膜板框压滤机对混合液进行压滤，得到含水量为55％的泥饼。
54.实施例3
55.(1)利用搅拌器将消化污泥搅拌2min。
56.(2)向搅拌后的消化污泥中投加四氯化钛，搅拌3min，使得污泥的ph为6.6。四氯化钛的投加量为消化污泥总重量的1.8％。
57.(3)向步骤(2)处理得到的污泥中投加消化污泥总重量1.6％的阳离子絮凝剂或壳聚糖，搅拌3min，得到分布有大颗粒絮凝体的混合液。
58.(4)采用隔膜板框压滤机对混合液进行压滤，得到含水量为56％的泥饼。
59.实施例4
60.(1)利用搅拌器将消化污泥搅拌2.5min。
61.(2)向搅拌后的消化污泥中投加硫酸钛，搅拌5min，使得污泥的ph为6.8。硫酸钛的投加量为消化污泥总重量的1.8％。
62.(3)向步骤(2)处理得到的污泥中投加消化污泥总重量1.9％的阳离子絮凝剂或壳聚糖，搅拌5min，得到分布有大颗粒絮凝体的混合液。
63.(4)采用隔膜板框压滤机对混合液进行压滤，得到含水量为55％的泥饼。
64.实施例5
65.(1)利用搅拌器将消化污泥搅拌3min。
66.(2)向搅拌后的消化污泥中投加硫酸钛，搅拌5min，使得污泥的ph为7.0。硫酸钛的投加量为消化污泥总重量的1.4％。
67.(3)向步骤(2)处理得到的污泥中投加消化污泥总重量2.0％的阳离子絮凝剂或壳聚糖，搅拌5min，得到分布有大颗粒絮凝体的混合液。
68.(4)采用隔膜板框压滤机对混合液进行压滤，得到含水量为56％的泥饼。
69.对比例1
70.除去除步骤(2)外，其他步骤与实施例1相同。本对比例得到的泥饼的含水量为83％。
71.对比例2
72.除去除步骤(3)外，其他步骤与实施例1相同。本对比例得到的泥饼的含水量为85％。
73.对比例3
74.除将步骤(3)中的阳离子絮凝剂换成硫酸铁外，其他步骤与实施例1相同。本对比例中，硫酸铁的投加量为消化污泥总重量的2％，得到的泥饼的含水量为65％。
75.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。