[發(fā)明專利]一種水熱碳化強(qiáng)化印染污泥脫水性能的處理工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811195896.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN109231790A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雪英;徐振佳;周俊;陸宇倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/143
• 分類號(hào): C02F11/143;C02F11/122;C02F101/30;C02F103/30
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 韓朝暉

本發(fā)明公開了一種基于水熱碳化強(qiáng)化印染污泥脫水性能的處理工藝，包括以下步驟：(1)向印染污泥中投加硫酸鐵，在180℃～260℃之間水熱反應(yīng)1h～5h，相對(duì)壓力為0.6～1.7MPa，以印染污泥中固體的質(zhì)量份為1計(jì)，硫酸鐵的加入量為0.1～1份；(2)對(duì)步驟(1)得到的污泥進(jìn)行脫水。采用本發(fā)明的方法處理印染污泥，對(duì)印染污泥中的有機(jī)物去除率高并且污泥的脫水性能更好，顯著減少了印染污泥的含水率，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備要求低，操作方便，為印染污泥的后續(xù)處理與處置提供了重要的前處理技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種印染污泥的處理方法，尤其是涉及一種水熱碳化強(qiáng)化印染污泥脫水性能的處理工藝。

背景技術(shù)

活性污泥法具有處理能力大、適用范圍廣、有機(jī)物去除效率高、運(yùn)行穩(wěn)定和成本較低等經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，一直以來(lái)是污水處理的主流工藝。剩余活性污泥是活性污泥法流程中經(jīng)沉淀后排除的部分活性污泥，活性污泥處理處理廢水的過(guò)程中必然產(chǎn)生大量的剩余活性污泥；據(jù)悉，2016年全國(guó)累計(jì)污泥量已經(jīng)超過(guò)3.2×10⁷噸/年(含水率按80％計(jì))，到2020年預(yù)計(jì)將增加一倍。污泥不僅包括有機(jī)化合物，還包括重金屬，有機(jī)污染物和病原體。同時(shí)，剩余污泥含水量極高(≥95％)，脫水性能差，對(duì)污泥的運(yùn)輸及處理造成了巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境負(fù)擔(dān)。其中印染污泥含有大量的化學(xué)物質(zhì)殘留，內(nèi)在水分比例高極難脫水，經(jīng)過(guò)機(jī)械壓濾后污泥的含水率依然高達(dá)75％-85％。成分非常復(fù)雜、有害物質(zhì)含量高，有一定的黏度等特殊性。目前，大多數(shù)印染污泥處理不當(dāng)，對(duì)環(huán)境的危害及人類健康風(fēng)險(xiǎn)日益增加。如何有效的處理印染污泥，使其減量化是已成為亟待解決的社會(huì)問(wèn)題。

目前，提高污泥脫水性能的常見(jiàn)手段主要有：化學(xué)絮凝劑調(diào)理、熱處理、超聲處理、電解和Fenton氧化法等。現(xiàn)有技術(shù)中的絮凝調(diào)理脫水是采用常規(guī)絮凝劑如鐵鹽、鈣鹽以及聚丙烯酰胺絮凝劑等，絮凝效果不好，結(jié)合常規(guī)機(jī)械脫水，脫水率一般達(dá)80％左右，脫水率較低，如國(guó)內(nèi)污水處理廠廣泛使用的污泥脫水工藝是在污泥中添加調(diào)理劑，如氧化鈣、聚丙烯酰胺等，進(jìn)行預(yù)處理，然后將調(diào)理后的污泥送至機(jī)械脫水，污泥經(jīng)機(jī)械脫水后極限含水率為60％，而實(shí)際含水率約為70％-76％；并由于投加調(diào)理劑的原因，脫水后泥餅的體積將增容0.5-0.8倍，不利于后續(xù)的處置，反而由于絮凝劑的使用增加了環(huán)境威脅和健康風(fēng)險(xiǎn)。聚丙烯酰胺作為最常見(jiàn)的化學(xué)絮凝劑，已經(jīng)被證實(shí)對(duì)環(huán)境有害并存在致癌的風(fēng)險(xiǎn)。不但如此，由于鋁鹽的使用，還有可能導(dǎo)致包括阿爾茲海默病在內(nèi)的人類健康問(wèn)題。污泥在熱處理的過(guò)程中，容易產(chǎn)生惡臭，并且得到的污泥發(fā)熱量低。超聲波處理及電解法處理污泥時(shí)雖然不會(huì)產(chǎn)生惡臭，但對(duì)設(shè)備的要求高，能耗高，維護(hù)費(fèi)用高。而Fenton氧化法處理污泥的過(guò)程中一些低分子化合物(如乙酸、丙酸,甲醇,乙醇和乙醛)不斷在液相累積,不能完全礦化。并且由于Fenton氧化工藝需要在高溫高壓條件下操作,對(duì)設(shè)備材料要求嚴(yán)苛,能耗高,成本高,限制了該工藝的實(shí)際工程運(yùn)用。

水熱碳化技術(shù)是一種新興的物理水熱改性技術(shù)，通過(guò)將污泥加熱，在一定溫度和壓力下促進(jìn)污泥中微生物細(xì)胞裂解，釋放細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)到液相中，從而達(dá)到破壞污泥絮體結(jié)構(gòu)，改善污泥脫水性能的效果的一種方法。一般情況下，隨著污泥溫度的提高，污泥溶胞效果越好，但有研究表明當(dāng)污泥溫度達(dá)到200℃時(shí)，污泥易產(chǎn)生一種難溶性物質(zhì)，影響污泥的脫水性能，這種現(xiàn)象叫美拉德反應(yīng)。

目前國(guó)內(nèi)關(guān)于污泥水熱溶胞改性促進(jìn)污泥脫水的研究很少，中國(guó)專利CN103880266A涉及一種水熱法污泥脫水方法及裝置，該方法是通過(guò)兩級(jí)水熱反應(yīng)對(duì)預(yù)熱后的濕污泥進(jìn)行脫水，一級(jí)水熱反應(yīng)溫度為220～280℃,反應(yīng)時(shí)間5～15min,二級(jí)反應(yīng)160～200℃,反應(yīng)時(shí)間為20～60min,水熱反應(yīng)后污泥含水率在50％～6 0％之間，該發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)在于兩級(jí)水熱反應(yīng)過(guò)程中，采用降溫產(chǎn)生的熱量對(duì)污泥預(yù)熱實(shí)現(xiàn)了能量再利用，但由于溫度高，壓力大，存在安全及大氣污染的隱患，加之溫度超過(guò)200℃時(shí)易產(chǎn)生美拉德現(xiàn)象，影響污泥的脫水性能，因此有待改進(jìn)。