一种污泥处置方法与流程

1.本技术涉及污泥处置技术领域，更具体地说，涉及一种污泥处置方法。


背景技术：

2.当前污水处理厂处理污水的主要原理和方法是活性污泥法和生物膜法，采用活性污泥法和生物膜法处理污水都会产生剩余污泥，剩余污泥传统的处置流程为污泥浓缩-污泥脱水-干污泥贮存-污泥外运-污泥的利用或焚烧。污泥脱水主要采用带式压滤机脱水或板框压滤机脱水的方式。
3.但是，在现有技术中，污泥脱水以后污泥的含水率仍然很高，带式压滤机为80％左右，板框压滤机为60％左右，由此，会产生一系列后继的处置程序，造成处置成本过高、处置过程复杂、产生二次污染等问题。


技术实现要素：

4.为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种污泥处置方法，其在污泥处置后含水率低，可以避免处置成本过高、处置过程复杂、产生二次污染的问题。本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.本技术提供了一种污泥处置方法，包括：
6.初步干化，将污泥静置于干化池，直至污泥呈现固体性质，其中，干化池的池壁具有透水性，可使污泥内的水分渗出；
7.深度干化，将初步干化的污泥制作成块状，并将块状的污泥静置风干；
8.优选地，所述干化池包括：
9.第一池体，采用透水性材质制成，用于容纳污泥；
10.第二池体，采用隔水性材质制成，且设置有排水口；
11.其中，所述第一池体位于所述第二池体内。
12.优选地，所述干化池沿竖直方向设置有多层，且所述干化池设置有用于辅助操作人员将污泥排出的辅助设施。
13.优选地，根据第一因素调配初步干化的时间，其中，所述第一因素包括：
14.污泥的亲水性能；
15.所述干化池的透水性；
16.当地的气候环境，包括气温、空气湿度、通风条件、昼夜温差。
17.优选地，根据污泥的来源成分和絮凝剂的含量，来确定所述初步干化后污泥的含水率，其中，所述污泥的来源成分包括预处理污泥、生化污泥、纯生活污水产生的污泥、工业污水处理的污泥。
18.优选地，所述深度干化包括：
19.将初步干化后的污泥输入制砖机的进料口；
20.将所述制砖机挤压成块的污泥输送至风干场；
21.将块状的污泥间隔、镂空码放于所述风干场。
22.优选地，根据第二因素调配深度干化的时间，其中，所述第二因素包括：
23.风干场的位置选择，包括当地的气温、空气湿度、通风条件、昼夜温差；
24.风干场的建设样式；
25.块状的污泥的形状大小；
26.块状的污泥的码放方式；
27.块状的污泥的间隔大小。
28.优选地，还包括：
29.将深度干化后的块状的污泥沿焚烧炉的炉底码放至炉顶；
30.在所述焚烧炉的炉底点燃块状的污泥；
31.将块状的污泥燃烧产生的残渣再利用或者掩埋。
32.优选地，所述残渣的再利用包括：
33.根据残渣中的无机磷对土壤进行增肥；
34.根据残渣中的二氧化硅来生产水泥。
35.优选地，当污泥为纯生活污水产生的污泥时，将深度干化后的污泥作为植物的根部土壤。
36.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
37.将一定含水率的污泥排入干化池内，利用干化池的池底和池壁的透水性将污泥内的水渗透出，使得干化池内的污泥含水率降低；同时，由于可以长时间贮存和放置，经历风吹、日晒、白天和夜晚温差变异、四季温差变化等自然现象，污泥中的水分会不断的蒸发，达到干化的目的。当污泥的物理特性呈现固体性质达到深度干化的要求时，将干化池内的污泥通过污泥安全通道输送到地面，运用机械的方式将污泥制作成块状，并将块状污泥在能挡雨通风的环境中静置风干，直至污泥的含水率至接近0％。如此设置，采用本污泥处置方法可以直接将污泥的含水率降至0％，大幅降降处置成本，可以实现污泥的自焚，大幅降低处置过程中的二次污染，污泥的贮存、运输、利用、和焚烧将变得更为灵活。
38.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
39.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
40.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是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的附图。
41.图1是根据一些示例性实施例示出的本污泥处置方法的流程图；
42.图2是根据一些示例性实施例示出的干化池的结构图。
43.图中：1、第一池体；2、第二池体；3、排水口。
具体实施方式
44.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本技术的一些方面相一致的装置或方法的例子。
45.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
46.以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
47.参考图1-2，本具体实施方式提供了一种污泥处置方法，包括初步干化和深度干化。
48.初步干化包括：将污泥静置于干化池，直至污泥呈现固体性质，其中，干化池的池壁具有透水性，可使污泥内的水分渗出。
49.具体工作流程是将一定含水率的污泥排入干化池内，利用干化池的池底和池壁的透水性将污泥内的水渗透出，使得干化池内的污泥含水率降低；同时，由于可以长时间贮存和放置，经历风吹、日晒、白天和夜晚温差变异、四季温差变化等自然现象，污泥中的水分会不断的蒸发，达到干化的目的。比如，将含水率90％的污泥排入干化池，干化池的池壁和池底会迅速的将污泥的水分渗透出去，一般2-3天污泥的含水率就会降到80％，15天左右降至70％， 2个月左右降至60％，在这之后由于污泥外部的水分基本己排得差不多了，依靠水分的蒸发来降低污泥的含水率就会变得非常缓慢，所以要想进一步快速降低污泥的含水率，需要进行下一步深度干化。在这一阶段主要依靠渗滤来完成污泥含水率的降低，水分蒸发发挥的作用较小，如按照两个月干化至60％，三个月差不多一个轮回的初步干化周期。
50.这里，初步干化的目的是降低污泥的含水率及通过降低污泥的含水率改变污泥的物理特性，为后继污泥的深度干化做准备。排入干化池的污泥由于含水率高，是流体性质的，而当含水率降低至60％后逐渐呈现固体性质。
51.深度干化包括：将初步干化的污泥制作成块状，并将块状的污泥静置风干。
52.具体地，当污泥的物理特性呈现固体性质达到深度干化的要求时，将干化池内的污泥通过污泥安全通道输送到地面，运用机械的方式将污泥制作成块状，并将块状污泥在能挡雨通风的环境中静置风干，直至污泥的含水率至接近0％。其过程相当于砖厂制作砖坯并风干的过程，当然也可以直接用现有的制作砖坯的设备将污泥制作成砖坯的形状，并使用阴干砖坯的方式使砖块状的污泥干化。传统的制砖过程中砖坯完全干化时间为1-2个月时间。
53.原有的污泥脱水方式为机械脱水，通过外加压力挤压的方式，污泥中相当多的水分是和污泥中的物质完全结合在一起的，所以达到多低的污泥含水率是有限制的，而本污泥处置方法主要是采用渗滤和风干的方式，在渗滤和风干的过程中污泥内部的、和污泥结合在一起的水分会慢慢流失，慢慢改变污泥内部物质的结构，而深度干化将污泥制作成块
状的根本目的就是为了增大污泥蒸发水分的面积，减少风干污泥的时间。打个比方，一个葡萄无论如何挤压，哪怕挤烂了，也不可能将水分完全挤干，但是将葡萄采用晾晒阴干的方法，过一段时间就会变成葡萄干。
54.危废必须送到有相关资质的单位焚烧，最根本的原因是原有污泥脱水方式脱水后仍有大量的水分包含在污泥中，在焚烧过程中需加外加大量的热量 (一般是烧煤)先将污泥中的水分完全蒸发，再燃烧污泥，这也是污泥的燃烧成本高昂的根本原因。而本污泥处置方法可以将污泥中的水分近乎完全去除，同时污泥含有大量的有机物，能够实现污泥自焚；而且污泥的自焚可以避免燃烧大量的煤，避免大量的二氧化碳排放。
55.在原有的污泥脱水过程中，污泥中需加入絮凝剂，加入的絮凝剂会污染污泥和滤水。脱水好的污泥需要用吨袋包装存放在仓库中，在相对密闭的空间中且有大量的水分存在，污泥会发生厌氧反应，产生出大量的有毒有害气体如硫化氢(剧毒)、甲烷(温室气体)和难闻的气味，在运输过程中和焚烧点存放过程中同样会不断的从污泥中散发出来，对污泥操作人员的伤害尤为巨大。而采用本污泥处置方法则要好得多，整个过程中不需要投加絮凝剂，唯一可能产生厌氧气体的过程就是初步干化阶段后期，但是干化池上口留有1 米左右的通风口，即使能够产生厌氧气体，产生的量也会少很多。
56.原有方法进行污泥脱水后，污泥存放在仓库，由于会不断的产生有毒有害气体，隔一段时间就必须把仓库内的污泥全部清理干净，以防有毒有害气体累积到一定程度，造成安全事故。采用本污泥处置方法，污泥深度干化好了以后，性质会非常稳定，污泥不需要包装，只要不受潮，想存放多长时间都可以，可以在需要的时候运输和利用，也可以在适当的时机进行焚烧处置。打个比方，葡萄干可以存放很长时间，而葡萄不能。
57.如此设置，采用本污泥处置方法可以直接将污泥的含水率降至0％，大幅降降处置成本，可以实现污泥的自焚，大幅降低处置过程中的二次污染，污泥的贮存、运输、利用、和焚烧将变得更为灵活。
58.一些优选方案中，干化池包括：
59.第一池体1，采用透水性材质制成，用于容纳污泥；
60.第二池体2，采用隔水性材质制成，且设置有排水口3；
61.其中，第一池体1位于第二池体2内。
62.具体地，干化池设置为双层池体结构，其中，第一池体1采用透水性材料制成，如普通砖、滤布型材料、透水混凝土等能过滤流体介质的材料，作用是把污泥中的水分通过池壁和池底渗透出来，把污泥挡在池内，但池底和池壁的要求有区别，池壁要求强度不要太高，透水性强，能把污泥挡在池内就行，而池底由于在清理污泥的过程中会有人在上面走动及清理干污泥，甚至会有小型设备辅助设施，所以透水性能不要求高，但强度一定要达到相关要求。
63.第二池体2采用不透水的钢筋混凝土结构或其它不透水的材料制成，这里，第二池体2用钢筋混凝土浇筑而成，构成了干化池的骨架，起到整个干化池的支撑作用，同时起到防止污水外溢的作用。
64.实施过程中有一注意项，就是内外池壁的夹道内不能积水，有水需及时排出，否则会对运行效果产生不利影响。
65.而且，干化池设置有辅助设施，用于辅助操作人员将污泥排出。
66.同时干化池也可以将做成像商品房一样的多层池，即干化池沿竖直方向设置有多层，会成倍的增加处理能力，所以做成多层后，污泥的清理工作就需要辅助设施，辅助设施的作用就是便于清理污泥的人员，工具等能自由上下，干污泥能安全的输送到地面，辅助设施可以是楼梯、小型工程电梯，干污泥安全通道等。
67.再具体实施过程中，可以建一个长40米、宽30米的干化池，干化池的有效自干化面积估计1000平，其它200平算楼梯、工程电梯、干污泥通道以及其它一些面积，整个建筑建10层，每层有效高度2米，另外留1米高的空间通风，那么整个建筑可以一次性容纳20000立方的污泥。
68.根据第一因素调配初步干化的时间，由于后期静置渗水效果较差，可以最大程度上减少初步干化的有效静置的时间。
69.其中，第一因素包括：
70.污泥的亲水性能；
71.干化池的透水性；
72.当地的气候环境，包括气温、空气湿度、通风条件、昼夜温差。
73.在污泥的初步干化过程中，污泥的干化速度由以下几个因素的影响。1、污泥本身的性质，主要是亲水性能2、内部池体的性能，主要是滤水性，3、当地的气候环境，气候变化等诸多因素。在干化过程中内部池壁的孔隙隙越高，外部的空气温度越高，通风条件越好，白天夜晚温差变化越大，污泥中的水分越容易从污泥中分离出来，则污泥的干化速度就越快。
74.一些实施例中，深度干化包括：
75.将初步干化后的污泥输入制砖机的进料口；
76.将制砖机挤压成块的污泥输送至风干场；
77.将块状的污泥间隔、镂空码放于风干场。
78.具体地，将污泥制成块状的制砖机可以直接使用现成的制作砖坯的设备，成熟、可靠、简单易得、价格便宜，比如直接采用北京瑞图生产的rts6型自动砌砖生产线，生产240*115*53的标准砖，将初步干化好的污泥放入设备的进料口，挤压成块状污泥后输送至风干场。输送到风干场后，块状污泥需整齐镂空码放，也就是在码放的过程中泥块与泥块之间要留有一定的间隙，以保证从泥块中蒸发出来的水分能轻易的被风带走。污泥风干场地要能够保持良好的自然通风，不能被雨淋到，最好能有良好的光照，最能影响污泥干化速度的是整个外部环境的气温。
79.根据污泥的来源成分和絮凝剂的含量，来确定初步干化后污泥的含水率，不同的污泥在初步干化后呈固体性质，为了更好的能满足深度干化的要求，需要根据不同的污泥来确定初步干化后的污泥含水率，进而保证深度干化的效果及质量。
80.其中，污泥的来源成分包括预处理污泥、生化污泥、纯生活污水产生的污泥、工业污水处理的污泥。
81.需要说明的是，初步干化好的污泥应当具有一定的含水率使得污泥具有一定的黏性，当污泥在污泥块的制作过程中能挤压成型且在成型以后输送至风干场地码放好的过程中不易变形松散，基本上60％左右的污泥含水率能满足污泥制成块状的要求，但在实际应用中各种污泥的来源成分并不一致(预处理污泥、生化污泥、纯生活污水产生的污泥、工业
污水处理的污泥等)，具体的最佳含水率根据不同的污泥的来源成分二改变。比如，在处理污水的过程中加入了高分子絮凝剂，无机絮凝剂，污泥的黏性更高，含水率就可以相对高一些。
82.其中，根据第二因素调配深度干化的时间，可以根据实际情况对深度干化的时间进行计算，以保证最佳的深度干化时间，保证效率。
83.这里，第二因素包括：
84.风干场的位置选择，包括当地的气温、空气湿度、通风条件、昼夜温差；
85.风干场的建设样式；
86.块状的污泥的形状大小；
87.块状的污泥的码放方式；
88.块状的污泥的间隔大小。
89.具体地，影响污泥深度干化时间的第二因素一般为可以控制的因素。比如，制成块的污泥的形状大小，风干场地位置的选择，污泥风干场的建设样式，码放污泥块的方式，泥块间隙大小等，尽量选择有利于污泥快速干化的方向，同时也需要考虑实际使用的经济性和可行性。在江苏春秋二季正常的温度下和正常的气候条件下，1个半月的时间污泥基本会完全风干，冬天正常会超过两个月，夏天正常35左右的高温20天左右(参照本地240*115*53砖坯阴干的实际情况)。
90.同时也会受到一些不可控的因素的影响，如地域差别、极端天气的影响、污泥风干场地所在位置的风力、风持继时间、频率、空气干燥程度的影响。在这一阶段污泥的干化速度主要依靠的是蒸发水分，所有受温度影响较大。区域的影响，新疆吐鲁番最高气温70多度，最低零下20多度，昼夜温差极大，空气干燥，在这样的环境中，污泥的干化速度非常快，远快于江苏地区，温度正常低于零度维持较长时间，泥块中含有一定的水分，泥块就会松散。极端天气的影响，江苏每年有一个霉雨季，正常20多天持续的阴天下雨，空气潮湿，在这段时间，污泥块的含水率有可能不降反升。同样，其它条件相似，风力较大，持继时间长，频率高、空气相对干燥的地区，污泥干化速度要比常年无风，空气相对潮湿的地区污泥干化速度要快。可以采取一些人为的措施来规避一些不利的自然条件，如气温暂时降到零度以下或长时间阴天下雨，可以把冷空气临时隔绝，气温上升或雨过天晴再恢复原本的通风状态。
91.一些实施例中，本污泥处置方法还包括：
92.将深度干化后的块状的污泥沿焚烧炉的炉底码放至炉顶；
93.在焚烧炉的炉底点燃块状的污泥；
94.将块状的污泥燃烧产生的残渣再利用或者掩埋。
95.这里，污泥的最终处置有两种方式，一种是污泥的利用，一种是污泥的焚烧，污泥的焚烧方式则由原来的用煤焚烧改成了污泥的自焚。污泥的自焚是利用污泥块中自身含有的大量有机物，进行自燃的过程。由于污泥中的有机物含量一般超过50％，比泥碳中的有机物含量还要高，其自燃过程类似于传统的砖坯烧制成砖的过程或类似于煤球炉烧煤球的过程。
96.污泥的自焚分需要用到焚烧炉，焚烧炉相当于一个放大版的煤球炉或烧砖用的砖窑，最主要的部分是炉底和具有隔热功能的炉体，将深度干化好的污泥块整齐码放在炉底上，一层一层往上码，一直码至炉顶，在炉底下面燃烧木柴或其它可燃物，点燃最底层的污
泥块，点燃之后就不需要再燃烧木柴了，相当于一个点火的作用。最底层的污泥块燃烧过程中产生的热量往上又点燃了上面的污泥块，具有隔热功能的炉体把燃烧产生的热量隔绝在炉体内部，直至炉内的污泥块完全燃烧结束。当然也可以不断的把燃烧产生的残碴及时清理出来，同时不断的在炉体的上部把污泥块添加进去，形成一个连续的污泥的自焚过程。经过自焚的污泥块中的有机物在高温下被完全燃烧殆尽，燃烧后的残碴全是无机物，不会对人或自然界动植物产生任何危害，相反，无机物中含有的一些的无机物会对植物的生长起到促进作用，所以可以适当的利用和直接填埋。
97.根据污泥的组成成分是否对人们的日常生产和生活造成危害，污泥又分为一般固废和危险固废(具体的界定需要国家权威机构的鉴定)，一般固废的最终处置一般为农田利用、树林土壤增肥利用、建筑材料利用等。而危险固废则必需要送到具有相关有处理资质的单位进行焚烧处理。一般固废最终处置一般是污泥利用，危险固废最终处置一般是污泥焚烧。而本污泥处置方法中污泥的最终处置采用自焚，与原有的污泥焚烧相比将会节约大量的处置成本。比如，将生活污水和工业废水混合后进行处理，由于污泥中混入了工业污水的污染物，所以经鉴定后认定为危废污泥，危废污泥国家要求的最终处置方法是焚烧，每年产生6000吨左右的污泥，送到有资质相关单位焚烧6000 元左右一吨，一年的焚烧开支就是3600万左右，再加上污泥脱水和污泥运输的费用，一年光污泥的处置费用就超过5000万。而采用污泥自焚处理，自建一套自焚装置，就省去了3600万的污泥焚烧费，另外还省了长途运输费。
98.其中，残渣的再利用包括：
99.根据残渣中的无机磷对土壤进行增肥；
100.根据残渣中的二氧化硅来生产水泥。
101.具体地，污泥残碴中富含有大量的无机磷，而蔬菜种植基地由于长时间种植某种特定的蔬菜，土壤中的磷已经消耗殆尽，那么就可以用这部分残碴去给这片土壤直接增肥，农田的利用和树林的利用也是相同的道理。再比如残碴中含有大量的二氧化硅，而水泥厂生产水泥的过程中刚好需要，那就可以直接利用，可以产生一定的经济效益。当然，如果没有可以直接产生明显有一定经济价值的利用也可以直接填埋，只要污泥残碴中不含重金属，就不会对人、动植物产生任何危害。
102.当污泥为纯生活污水产生的污泥时，将深度干化后的污泥作为植物的根部土壤。
103.经国家权威机构鉴定界定污泥中的没有能够对人们的生活和生产造成危害的成分，或有但量或程度非常小不足以对人们生活和生产造成危害，在处理纯生活污水且干化后不需要焚烧污泥的最终循环利用。这部分污泥的主要成分为有机物，说得具体点就是在处理污水过程中水中的有机物被微生物作为食物并自身繁殖，污泥干化后相当于微生物的干尸集合体。污泥的特点就是有大量无害的有机物和无机物，它的循环利用分两种方式，一种是土地利用，就如上面提到的蔬菜基地、树林和农田的利用，同时因为它富含大量的有机物，它还能为植物提供大量的有机肥料。另处一种方式就是桉树种植，桉树是世界上长得最快的树种，具有生长快、轮伐期短、经济效益好等优点，但同时也有对土壤的肥力消耗巨大，用干化好的污泥作为桉树的根部土壤，就会形成一个互补的良性循环，不断的为桉树补充有机营养物质，桉树的生长成材后又会产生好的经济效益，同时解决了污泥的无害化处置问题。所以最终的污泥处置可以呈现一个循环：人们生活产生污水
→
水中的污染物分离出
来成污泥
→
污泥经处理后用于土地利用及生产利用
→
生产出人们需要的物资如粮食、蔬菜、木材、纸张
→
人们生活产生污水。
104.需要说明的是，本文所表述的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
105.在本文的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
106.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
107.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本技术提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。
108.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，但可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。