CN104529104A - 一种污泥预处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种污泥预处理方法，涉及污泥处理技术领域，为解决现有技术中的污泥粘度大、流动性差和运输困难的问题而发明。一种污泥预处理方法，该方法包括以下步骤：使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃；使所述污泥发生剪切运动。本发明用于污泥的预处理。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥预处理方法。
背景技术
城市污水的处理主要采用活性污泥法，在污水处理过程中，每万吨污水产生含水80％的污泥8吨，我国每年污泥的产量超过3000万吨(含水80％)。随着人们对环境问题的重视程度提高，清洁高效处理成为污泥处理技术的根本目标。
污泥处理是污水处理过程中为了便于沉淀及压滤工序顺利完成的必经步骤，通常，在污泥中添加聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺是一种高分子絮凝剂，能够加速污泥及其他微生物的沉降。
由于在污泥中增加聚丙烯酰胺，沉降并压滤后的污泥的粘度大，流动性差，从而导致污泥的储存和运输困难。
发明内容
本发明的实施例提供一种污泥预处理方法，为了解决现有技术中的污泥粘度大、流动性差和运输困难的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种污泥预处理方法，包括以下步骤：
使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃；
使所述污泥发生剪切运动。
优选地，在所述使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃步骤之前还包括步骤：
在所述污泥中加入外加剂，使所述污泥流动性提高。
其中，所述外加剂为水或者中水。
优选地，所述外加剂包括碱类、碳酸盐类或者过硫酸盐类中的一种或多种。
优选地，所述使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃的方式包括：对污泥外加热、向污泥中加入热水、向污泥中通入高温蒸汽等方式中的任意一种或多种。
其中，所述热水的温度在60-250℃范围，压力在常压-4.5MPa范围。
优选地，所述高温蒸汽的温度在100-350℃范围，压力在常压-8MPa范围。
优选地，所述使所述污泥发生剪切运动的步骤包括：通过搅拌的方式使所述污泥发生剪切运动。
其中，所述通过搅拌的方式使所述污泥发生剪切运动的步骤包括：在所述污泥中设置一个或多个搅拌装置，每个所述搅拌装置具有单层或多层桨叶，使用所述搅拌装置搅拌污泥，使所述污泥发生剪切运动。
优选地，通过搅拌装置低速搅拌和/或高速搅拌的方式使所述污泥发生剪切运动。
其中，所述搅拌装置低速搅拌时的转速为10-200转/分钟，搅拌时间为1-3.5小时；所述搅拌装置高速搅拌时的转速为201-2000转/分钟，搅拌时间为0.5-3.5小时；所述搅拌装置低速搅拌和高速搅拌相结合时的转速为10-2000转/分钟，搅拌时间为0.5-3.5小时。
其中，所述碱类包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙；所述碳酸盐类包括碳酸钠和碳酸钙；所述过硫酸盐类包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钙。
本发明实施例提供的污泥预处理方法中，本发明实施例提供的污泥预处理方法中，首先将污泥温度提升到45-95℃，再使污泥发生剪切运动。具体地，可以通过初步预处理使不具有流动性的污泥温度提升到45-95℃，再利用剪切手段使污泥发生剪切运动，从而降低污泥的粘度，提高污泥的流动性，更加便于污泥的运输。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种污泥预处理方法；
图2为本发明实施例提供的另一种污泥预处理方法；
图3为本发明实施例提供的又一种污泥预处理方法；
图4为本发明实施例提供的再一种污泥预处理方法；
图5为本发明实施例提供的一种污泥预处理装置；
图6为本发明实施例提供的另一种污泥预处理装置；
图7为本发明实施例提供的再一种污泥预处理装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
参见图1，本发明实施例提供了一种污泥预处理方法，包括以下步骤：
101：使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃；102：使污泥发生剪切运动。
本发明实施例提供的污泥预处理方法中，首先将待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃，再使污泥发生剪切运动。具体地，可以通过初步预处理使不具有流动性或流动性较差的污泥温度提升到45-95℃，再利用剪切手段使污泥发生剪切运动，从而降低污泥的粘度，提高污泥的流动性，更加便于污泥的运输。
为了加速污泥温度的提升，可在对污泥温度提升的过程中使污泥发生剪切运动，以加快污泥传质和传热过程，加速污泥温度的传递，加快污泥浆料降粘、提高污泥的流动性。
参见图2，上述实施例中，在使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃步骤101之前还可以包括步骤100：在污泥中加入外加剂，使污泥流动性提高。其中，外加剂可以使水或者中水，还可以是碱类、碳酸盐类或者硫酸盐类中的一种或多种。
具体地，可以根据需要向盛装有污泥预处理装置中添加水或者中水，使得污泥具有流动性，使得不具有流动性的污泥具有流动性。从而更容易发生剪切运动。
或者，可以根据需要向盛装有污泥预处理装置中添加碱类、碳酸盐类或者过硫酸盐类中的一种或多种，例如，所述碱类包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙；所述碳酸盐类包括碳酸钠和碳酸钙；所述过硫酸盐类包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钙。加入上述物质主要是促进污泥浆料中生物细胞的破裂或者内部水分的析出。其中，过硫酸盐的加入主要是促进絮凝剂聚丙烯酰胺的降解，可以从根本上降低污泥浆料的粘度。过硫酸钠的添加量为干污泥质量的0.01‰-5‰，过硫酸钠的加入方式包括溶解在常温或者热水中加入或利用高温蒸汽鼓吹进入。
参见图3，上述实施例中，步骤101：使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃的方式包括：301：对污泥加热、向污泥中加入热水和/或向污泥中通入高温蒸汽等方式中的任意一种或多种。高温可以增加物料即污泥的传质速度，从而使污泥浆料粘度降低；其中，热水的条件为：温度60-250℃，压力：常压～4.5MPa，高温蒸汽的条件为：100-350℃，压力：常压-8MPa。
仍然参见图3，上述实施例中，步骤102：使所述污泥发生剪切运动的步骤包括：步骤302：通过搅拌的方式使所述污泥发生剪切运动。
参见图4，使污泥发生剪切运动的手段主要是指搅拌。步骤302：通过搅拌的方式使污泥发生剪切运动，包括步骤402：在污泥中设置一个或多个搅拌装置，每个搅拌装置具有单层或多层桨叶，使用搅拌装置搅拌污泥，通过搅拌的方式，使污泥发生剪切运动。其中搅拌装置可以为单个或者多个搅拌装置，搅拌装置可以为顶部安装、侧壁安装或顶部和侧壁安装相结合的方式安装在污泥盛装装置上。每个搅拌装置可以具有单层或多层桨叶，搅拌桨叶为桨式、涡轮式、推进式、锯齿圆盘式、锚式、框式中的一种或者多种相结合，主要目的加强污泥浆料间的剪切和流动，减少污泥盛装装置边缘存在污泥浆料挂在内壁的情况。通过高速和持续的剪切运动，使污泥中细胞类物质的组织粉碎或者细胞内水脱除，搅拌装置的低速搅拌桨叶可以为锚式、框式、锯齿圆盘式、桨式、涡轮式、推进式等，转速为10-200转/分钟；高速搅拌桨叶可以为桨式、涡轮式、推进式及锯齿圆盘式等，转速为201-2000转/分钟。操作时，可采取低速搅拌和/或高速搅拌的方式使所述污泥发生剪切运动。当搅拌装置低速搅拌时，转速一般为10-200转/分钟，搅拌时间为1-3.5小时；搅拌装置高速搅拌时，转速为201-2000转/分钟，搅拌时间为0.5-3.5小时；搅拌装置低速搅拌和高速搅拌相结合时的转速为10-2000转/分钟，搅拌时间为0.5-3.5小时。
下面详细介绍几个具体实施例：
实施例一
参见附图5，利用附图5中所示的污泥盛装装置进行污泥预处理。污泥可以通过污泥入口51进入污泥盛装装置，从污泥出口54流出。可以经由热水入口52向所述污泥盛装装置中通入热水，所述的污泥盛装装置可以包括预热夹套53。其中，搅拌装置采用桨式、锯齿圆盘式和框式搅拌相结合的方式，搅拌转速为300转/分钟，污泥盛装装置外部可设置预热夹套53，经由热水入口52向污泥盛装装置中通入热水或热蒸汽。通过热水或热蒸汽进行污泥浆料的预热，使污泥浆料温度达到45～70℃。
具体地，首先将向污泥盛装装置中添加一定量热水，热水从热水入口52通入，开启搅拌装置，搅拌装置开始搅拌，将污泥经由污泥入口51逐渐加入到污泥盛装装置中。以锯齿圆盘式搅拌装置为例，由于锯齿圆盘式搅拌装置搅拌强度大，因此，具有良好的剪切作用；而框式搅拌能够防止污泥浆料在污泥盛装装置外部形成层流或者发生污泥浆料挂在内壁的情况；桨式搅拌桨能够促进污泥浆料的均匀混合。优选地，搅拌装置搅拌时间在1-2个小时范围，之后污泥浆料从不具有流动性，粘度降低到300mPa·s。经过处理后的污泥可由污泥出口54流出。
实施例二
参见附图6，利用附图6中所示的污泥盛装装置进行污泥预处理。污泥可以经由污泥入口61进入污泥盛装装置，蒸汽入口62用于通入蒸汽，污泥可以经由污泥出口63流出所述污泥盛装装置。其中，搅拌装置可设置两组，搅拌形式采用桨式、锚式相结合。位于系统轴心的搅拌装置为多层桨式和锚式搅拌相结合，搅拌转速30转/分钟，偏心设置的小型搅拌桨为高速剪切桨叶，搅拌转速800转/分钟，首先将污泥通过污泥入口61加入到污泥盛装装置中，通过蒸汽入口62向污泥中通入150-180℃高温蒸汽，利用偏心设置的高速剪切搅拌桨提高污泥浆的流动性，锚式搅拌防止污泥物料在装置外部形成层流或挂在内壁的情况，轴心设置的搅拌桨叶促进装置内部污泥物料混合，通过调节蒸汽的通入量，使浆料最终温度达到60～95℃。向污泥浆料中加入干基污泥浓度2％的碳酸钠，搅拌1.5～3小时，污泥浆料粘度可降低到300mPa·s。经过处理后的污泥可以经由污泥出口63流出。
实施例三
参见附图7，利用附图7中所示的污泥盛装装置进行污泥预处理。污泥可通过污泥入口71进入污泥盛装装置，经由污泥出口73流出。其中，搅拌装置设置两组，搅拌采用两套桨式搅拌装置，位于系统轴心的搅拌装置为多层不同直径的桨式组合，搅拌转速为80转/分钟，斜插式设置的小型搅拌桨为高速剪切桨叶，转速为1500转/分钟，污泥盛装装置的外部设置伴热夹套72，伴热夹套72通过伴热带首先向污泥盛装装置中加入80～95℃热水，将污泥经由污泥入口71加入到污泥盛装装置中，利用搅拌提高污泥的流动性，向污泥中加入干基污泥质量0.5％的过硫酸钠，以促进聚丙烯酰胺的降解，通过伴热使污泥浆料温度达到55～80℃，搅拌0.6～1.5小时后，污泥浆料粘度降低到300mPa·s。经过处理后的污泥经由污泥出口73流出。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种污泥预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃；
使所述污泥发生剪切运动。
2.根据权利要求1所述的污泥预处理方法，其特征在于，在所述使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃步骤之前还包括步骤：
在所述污泥中加入外加剂，使所述污泥流动性提高。
3.根据权利要求2所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述外加剂为水或者中水。
4.根据权利要求2所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述外加剂包括碱类、碳酸盐类或者过硫酸盐类中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述使待提高流动性的污泥温度提升到45-95℃的方式包括：对污泥外加热、向污泥中加入热水、向污泥中通入高温蒸汽等方式中的任意一种或多种。
6.根据权利要求5所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述热水的温度在60-250℃范围，压力在常压-4.5MPa范围。
7.根据权利要求5所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述高温蒸汽的温度在100-350℃范围，压力在常压-8MPa范围。
8.根据权利要求1-4任一项所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述使所述污泥发生剪切运动的步骤包括：通过搅拌的方式使所述污泥发生剪切运动。
9.根据权利要求8所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述通过搅拌的方式使所述污泥发生剪切运动的步骤包括：在所述污泥中设置一个或多个搅拌装置，每个所述搅拌装置具有单层或多层桨叶，使用所述搅拌装置搅拌污泥，使所述污泥发生剪切运动。
10.根据权利要求8所述的污泥预处理方法，其特征在于，通过搅拌装置低速搅拌和/或高速搅拌的方式使所述污泥发生剪切运动。
11.根据权利要求10所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述搅拌装置低速搅拌时的转速为10-200转/分钟，搅拌时间为1-3.5小时；所述搅拌装置高速搅拌时的转速为201-2000转/分钟，搅拌时间为0.5-3.5小时；所述搅拌装置低速搅拌和高速搅拌相结合时的转速为10-2000转/分钟，搅拌时间为0.5-3.5小时。
12.根据权利要求4所述的污泥预处理方法，其特征在于，所述碱类包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙；所述碳酸盐类包括碳酸钠和碳酸钙；所述过硫酸盐类包括过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸钙。
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