[發明專利]城鎮污水污泥的熱處理－脫水－制肥方法

無效

• 申請號: 200710302014.9
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN101186423A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 金宜英;李歡;聶永豐
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12;C02F11/18;C05F7/00
• 代理公司: 北京市德恒律師事務所
• 代理人: 馬佑平

技術領域

本發明涉及城鎮污水污泥經熱處理后脫水、制肥的一種方法，屬于固體廢棄物處理領域。

背景技術

我國大多數城市生活污水采用活性污泥法進行處理，每年產生大量的剩余污泥，按2006年生活污水排放量300億噸，處理率40％，污泥(含水率99％)產生量為污水處理量的1％計，則產生剩余污泥約1.2億噸，折算為脫水泥餅(含水率80％)約為600萬噸。隨著我國城市生活污水排放量的增加和處理率的提高，污泥產生量還將不斷增長。脫水泥餅不僅產生量大，而且含水率和有機質含量很高，難以滿足后續填埋、堆肥、焚燒等處理的要求，也給污泥的輸送和二次污染控制帶來了難題。

為了降低脫水泥餅含水率，可以在污泥脫水前引入預處理方法，提高污泥的脫水程度。最常用的預處理方法是熱處理，首先將剩余污泥加熱至135～165℃(低溫熱處理法，需充氧)或180～220℃(高溫熱處理法)，利用熱作用破壞污泥膠體結構，釋放結合水，使部分絮體凝聚，處理后直接進行脫水，泥餅含水率可達60％以下。由于污泥含水率的下降和實際水分的去除量并不成比例(含水率從80％降低至60％時，水分即去除63％)，因此熱處理+脫水的處理模式可以有效降低污泥后續處理處置的費用，而且含水率60％的脫水泥餅也可以直接進行填埋或堆肥，滿足后續處理的技術要求。

雖然熱處理經過了數十年的發展，技術不斷加以改進，但其本身固有的一些問題制約了它在污泥脫水領域的廣泛應用。一方面，無論是高溫熱處理，還是低溫熱處理，都需要在高壓下將剩余污泥(含水率95％以上)中的大量水分加熱至相應溫度，能量消耗很大，處理費用很高。另一方面，污泥熱處理還會產生高濃度的脫出液，由于污泥中的大部分有機物被溶化，脫出液BOD、COD濃度很高，會增加廢水處理系統的負荷，而且脫出液含有大量不易生物降解的腐殖酸類物質，呈茶褐色，常規生物處理過程難于滿足脫出液脫色的要求。脫出液中的腐殖酸來源于兩部分，一部分是污泥中本身含有的腐殖酸，污泥中有機質含量一般占干固體的60％以上，其中以蛋白質(約46-52％)、腐殖酸(約18-23％)、多糖(約7％)、核酸和脂肪等大分子有機物為主；另一部分是污泥有機質在熱處理過程中形成的，在大分子有機物分解為小分子有機物的同時，也有部分小分子聚合生成腐殖酸類有機物。

發明內容

本發明針對污泥現有熱處理技術存在的問題，提出了一種新的污泥熱處理方法，一方面將脫水泥餅作為熱處理對象，大幅減少污泥水分加熱所需的能耗；另一方面利用膜分離技術提取脫出液中的腐殖酸制取液態有機肥，解決高濃度脫出液的處理難題。該方法可以同步實現污泥的強化脫水和制肥利用。

城鎮污水污泥的熱處理—脫水—制肥方法，該方法包括以下步驟：

(1)在脫水泥餅(含水率80％)中加入0.08～0.16wt％的NaOH，以降低熱處理溫度，促進污泥中腐殖酸的溶出和重金屬的沉淀；

(2)將該污泥輸送到臥式螺旋熱處理器內進行攪拌，同時輸入高壓蒸汽(250℃，4MPa以上，無氧或低氧)，將污泥加熱至120～140℃，停留時間40～100min，使污泥得到有效破解，有機質溶出進入液相；

(3)反應后的污泥進入水冷器，降溫至100℃以下(防止污泥減壓后汽化，帶走熱量)；

(4)冷卻后的污泥進入脫水機脫水，得到減量后的脫水泥餅；

(5)脫出液經砂濾(1～2mm石英砂)和微濾(耐堿無機膜，孔徑0.1～1μm，膜壓差0.3MPa)處理，去除懸浮顆粒，然后進行全過濾，即加水后進行超濾濃縮，總加水3～5倍，采用截留分子量2500的無機超濾膜，操作壓力0.5MPa，總濃縮倍數3～6倍，獲得含腐殖酸3wt％以上的濃縮液。

(6)濃縮液為腐殖酸原液，加入不同的添加劑后可制成不同種類的腐殖酸液態肥。

所述添加劑為氮、磷、鉀(視原污泥性質而定)。

(7)超濾產生的透過液采用普通活性污泥法處理或回流至污水處理廠進水端。

本發明具有以下優點：

(1)以脫水泥餅為處理對象，適應我國大多數城市集中處理脫水泥餅的現狀。