[發明專利]一種污泥資源化處理的方法和應用

有效

• 申請號: 201710083865.2
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106746430B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 孫偉;胡岳華;韓海生
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02;C02F11/10;C02F11/00
• 代理公司: 43114 長沙市融智專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 張偉;魏娟

本發明公開了一種污泥資源化處理的方法和應用，該方法是將污泥采用生物酶處理后與磁性介質混合，轉入污泥細胞破壁裝置內進行破壁處理；破壁處理所得污泥通過磁選回收磁性介質后，進行固液分離；固液分離所得溶液組分經過濃縮、醇沉、干燥，得到有機質組分；固液分離所得固體組分經過炭化，得到碳化顆粒，有機質組分作為礦物浮選表面改性劑，碳化顆粒作為燃料或吸附材料使用，真正實現為污泥資源化利用；該方法能快速、高效，低成本實現污泥細胞破壁，從污泥中提取有用組分，過程簡單、操作方便，滿足工業化生產要求。

技術領域

本發明涉及一種污泥處理方法，特別涉及一種污泥破壁技術以及從污泥中提取有機質組分和碳化顆粒實現污泥資源化處理的方法，屬于污水資源綜合利用技術領域。

背景技術

自從2007年國家發改委提出節能減排的法案以后，越來越多的人們提出了節能減排的金點子。加上近年來頻頻發生的自然災害和氣候變化大的現象，國家又于2008年提出了“低碳”的概念，到了今年也越來越多的人宣揚低碳生活了。隨著經濟的快速發展，我國的城市污水和工業廢水的處理率也在逐年地提高，同時也伴隨著處理污廢水中也產生了大量的污泥，據了解，2009年，我國城鎮污水處理廠統計有1992座，全年污水處理量達280億m³，相比“十五”初期增加一倍，產生含水率80％的污泥約2005萬噸。我國各城市污水處理廠產生的濕污泥將達3000多萬噸，占我國年總固體廢棄物排放量的5％以上。如果污泥處置不當，不但占用大量的有限耕地，還會對地表環境和地下水造成嚴重的污染。據統計，現階段我國的城市生活污泥和工業污泥的處理利用率不足10％，距發達國家如美國的處理利用率60％～70％相差甚遠。在污水處理總投資中，污泥處理設施的成本占到50％～75％。而且國家每年用于污泥填埋的費用大約為50～100元/噸左右，由上面知，2009年我國產生2500萬噸的污泥，那么總費用大約為125000～250000萬元，計12億～25億元。所以開發新的、先進的技術，對污泥有效地處理處置，使之變廢為寶，又不損害環境，危害人體健康，開辟環境友好道路，走上良性發展的軌道是我們持之以恒的目標。

活性污泥法是目前世界上應用最廣泛的污水生物處理技術，但其弊端是會產生大量的剰余活性污泥。這些剩余活性污泥通常含有一定量的有毒有害物質(如寄生蟲卵、病原微生物、重金屬)及未穩定化的有機物，如果不進行妥善的處理與處置，將會對環境造成直接或潛在的污染。活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機物質和無機物質的總稱。微生物群體主要包括細菌，原生動物和藻類等。其中，細菌和原生動物是主要的兩大類。活性污泥從外觀上看，似絮絨顆粒，統稱生物絮凝體，其粒徑一般介于0.02-0.2MM之間。城市污水生物處理廠剩余污泥的處理與處置是一個較為棘手的問題。其處理費用占到污水處理廠總運行費用的25％40％，甚至高達60％；通常采用的污泥中溫厭氧消化工藝，存在著反應速度慢，污泥在池內的停留時間過長，池體體積龐大，操作管理復雜，產氣中甲烷含量低等缺點。污泥厭氧消化過程中，污泥水解是限速步驟。采用一定的預處理方式，可以使細胞壁破裂，細胞內含物溶出，加速污泥的水解過程。從而達到縮短消化時間，減少消化池容積，提高甲烷產量的目的。目前，國內外關于污泥細胞破壁技術的方法有物理法和化學法，物理法有熱處理法、高壓噴射法、超聲波處理法、冷凍處理法、輻照法；化學法有堿處理法、臭氧氧化法等。采用不同的破壁技木，可以促進污泥中細胞的分解和胞內有機質的釋放，提高污泥的消化性能，加快消化速率，提高產氣量。在工程應用中，根據實際需要，開發新型的剩余污泥細胞破壁技術仍是今后重點研究的方向。