[發明專利]一種選擇性氧化的濃泥固結深度脫水方法

在審

• 申請號: 201710711098.5
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107285604A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 朱偉;林乃喜;黃俊杰;蘇瑛;范惜輝;陳懷民;王辰宇
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F11/14
• 分類號: C02F11/14;C02F11/12
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于市政脫水污泥和污泥坑老污泥處理領域，具體涉及一種選擇性氧化的濃泥固結深度脫水方法。

背景技術

近年來，隨著我國經濟的快速發展，城市污水的排放量持續增加，水處理設施建設力度加大，導致水處理過程中的必然產物-污泥的產生量不斷增加。據《住房城鄉建設部關于2016年第一季度全國城鎮污水處理設施建設和運行情況的通報》數據顯示，截至2016年3月底，全國城鎮累計建成污水處理廠3910座，污水處理能力達1.67億m³/d，污水處理量的提高必然帶來污泥量增大，污水處理本質上是污染物質在水中降解轉化后遷移至污泥中的過程，且行業內仍存留“重水輕泥”思想。根據國家統計局公布的《2015 年國民經濟和社會發展統計公報》顯示，截至2015年底，污泥產量達到3500萬噸(含水率以80%計)，預計2020年，我國的市政污泥產量將達到6000-9000萬噸，因此污水廠污泥的減量化就成為一個焦點。

長期以來，我國很大一部分脫水污泥采取填埋方式進行處置，因此，全國各地也就普遍存在著大大小小的污泥坑和臨時堆放場，這些污泥坑老污泥基本就是污水廠的脫水污泥，其含水率為78-82%，含水率高，體積大，質地軟，難壓實，且容易造成填埋時壓實機械的凹陷打滑和填埋體的滑坡。此外，隨著土地利用日趨緊張，污泥坑老污泥的減量化也日趨受到大家的關注。

脫水污泥的妥善處置方法主要有填埋、焚燒、堆肥和建材化等手段，目前影響這些手段順利實施的最大障礙為出廠后的污泥含水率仍然過高。剩余污泥產生后含水率高達96-98%，為類似絨毛分支與絮網結構，含有大量親水性有機質，極難脫水。目前，較成熟的污泥脫水技術主要是將剩余污泥經鐵鹽、鋁鹽、PAM等絮凝劑或經電解質調理后進入板框壓濾機、離心脫水機或帶式壓濾機等設備進行脫水，含水率降至78-82%，幾乎無法達到60%以下；此外，還有熱調理、凍融循環和超聲調理等方式，但由于剩余污泥的主要成分仍為水且要求迅速完成脫水，使得這些調理手段難以推廣。近年來，逐漸出現了在剩余污泥中添加鐵離子和石灰或粉煤灰等脫水方法，并經過大型高壓板框壓濾可將污泥含水率降至60%以下，但缺點是處理量大且脫水后污泥量增大明顯，始終無法擺脫通過加入干物質來調整含水率的嫌疑，并沒有實現真正意義上的深度脫水，只有能夠達到降低含水率和減容的雙重效果才可以稱為深度脫水。

Fenton試劑作為一種簡單易得價廉的高級氧化劑在降解難降解有機質、破壞EPS和細胞壁等方面具有其特有的優勢，可應用于高濃度有機廢水處理、垃圾滲濾液處理以及微生物難降解物質處理前的預處理等方面。近年來，在實現污水處理廠污泥脫水減量化方面也出現了一些嘗試，如申請號為201110087907.2公布了含水率95%以上的剩余污泥濃縮酸化后，先后采用“Fenton試劑氧化+CPAM絮凝”調理，經離心脫水使得最終含水率由87.7%降至79.3%；申請號為201610135493.9公布了先將脫水污泥調稀、酸化至含水率為96%-99%，相當于剩余污泥或濃縮污泥，再利用Fenton進行氧化調理可以提高污泥的脫水效率；申請號為201010000269.1公布了一種利用生物法酸化后再經Fenton試劑氧化改善剩余污泥脫水性能的方法，污泥比阻低于4×108 s²/g，脫水后污泥含水率降至65-75%；申請號為201210449383.1公布了一種在濃縮污泥中先后經“Fenton+表面活性劑+PAM”聯合調理后進行機械脫水，最終含水率可由87.7%降至78.2%；申請號為201110300223.6公布了在當污泥含水率在95%以上先后采用“Fenton/類Fenton試劑+骨架構建物”調理，前期破壞有機物改變水分形態，后期降低污泥可壓縮性能充分防止排水通道堵塞，調理后污泥比阻降低率超過80%，經板框脫水后含水率可降至30-60%，可是該方法污泥量的增加十分明顯，后續處理量大，成本高。

綜上所述，現有Fenton氧化后脫水工藝均是針對含水率96-98%的剩余污泥，存在著藥劑摻量大、需要前期進行酸化、脫水設備體型較大、產生大量的酸性污泥水等缺點，因此難以大范圍推廣。此外，目前大部分污水廠采用先絮凝后脫水的工藝，如采用上述方式提升脫水效率可能要對原有脫水系統做出較大改動，且脫水設備負荷高、能耗大、Fenton試劑對設備腐蝕嚴重，且應用于污泥坑老污泥進行深度脫水時，前期需要再次使用大量水調稀污泥使得含水率重新調回95%以上，可實施難度較大。

發明內容