[發明專利]一種連續濃縮有機污泥的方法

在審

• 申請號: 201811548004.8
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109354384A
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 柳榮展;于曉;于夢楠;石寶龍;張賓;潘穎;位恒;張曉東
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C02F11/147
• 分類號: C02F11/147;C02F11/13;C02F101/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種連續濃縮有機污泥的方法，其特征在于，向污泥中添加pH與溫度響應性聚丙烯酸酯共聚物，響應pH變化使其反應析出，再以共聚物分子鏈對溫度的響應通過溫度變化改變其物理狀態，實現污泥的濃縮，并降低污泥比阻，包括以下步驟：

（1）將預濃縮后的有機污泥泵入反應罐中，向反應罐一級混合段中按比例連續投加玻璃化溫度（Tg）高于室溫的pH與溫度響應性聚丙烯酸酯共聚物的胺溶液，攪拌混合均勻；

（2）邊攪拌邊向反應罐二級混合段中連續加入酸，調節污泥pH為3-5，之后進入反應段反應5-20min，使聚丙烯酸酯共聚物的水溶性基團通過離子交換作用脫去銨（胺）基，形成—COOH，降低共聚物的溶解度，使共聚物分子充分析出并與污泥顆粒通過范德華力作用吸附結合；

（3）反應后污泥由污泥泵泵入濃縮罐預熱區，由下向上流動通過熱交換預熱后自流進入濃縮罐濃縮區進行加熱，使溫度升高至聚丙烯酸酯共聚物的Tg以上5-20℃，改變其物理狀態，使共聚物分子鏈運動卷曲，保溫5-20min，利用熱作用使與污泥顆粒吸附的共聚物分子鏈運動卷曲帶動污泥顆粒一起團聚，收縮變形，通過共聚物中的甲基、乙基、酯基等疏水基團提高污泥顆粒的憎水性，提高濃縮效果；

（4）濃縮罐中濃縮區污泥由上部向下流動，經加熱后與濃縮罐濃縮區下部的無機物固體顆粒填料層反應，調控濃縮水pH近中性,并且不斷釋放微氣泡黏附污泥顆粒形成氣、液、固三相界面，并由微氣泡帶動污泥上浮，泥水分層形成污泥層，使污泥濃縮，由濃縮罐濃縮區頂部排泥口排出濃縮污泥；

（5）濃縮糊狀污泥冷卻至溫度低于聚丙烯酸酯共聚物Tg以下5-10℃，使共聚物分子鏈恢復成玻璃態，硬化后形成立體骨架支撐污泥顆粒間孔隙，降低污泥比阻，然后污泥去過濾脫水；

（6）濃縮罐濃縮區中濃縮出的水由底部排放管回流至濃縮罐預熱區用于預熱反應后進入濃縮罐的污泥，回收熱能，然后排入廢水處理系統。

2.一種用于實現權利要求1的污泥濃縮罐，其特征在于：所述的的污泥濃縮罐包括預熱區和濃縮區，中間由罐壁隔開；所述的濃縮區為頂部敞口式筒體，上部設有水平集泥槽和水平穿孔管，下部設有填料層，最底部設有水平集水排水管；所述水平集泥槽為U型槽，一端封閉，另一端穿過濃縮罐罐壁連接濃縮污泥排泥口；所述水平穿孔泥管位于水平集泥槽下部，管口兩末端封閉，管兩側均勻開設直徑20mm的出泥孔，孔間距20cm；所述加熱管位于水平穿孔泥管下方；所述無機顆粒填料層位于加熱管下方，填料層由穿孔支撐板支撐，穿孔支撐板上鋪設100目不銹鋼絲網，不銹鋼絲網上部為承托層，承托層高度10-15cm，承托料粒徑2-5mm，承托層上部為無機顆粒填料層，層厚度20-30cm，顆粒粒徑10-50mm；所述水平集水排水管位于填料層下部，管口末段封閉，管兩側均勻開設直徑20mm的集水孔，孔間距20cm，水平集水排水管另一端穿過濃縮罐罐壁隔板進入污泥濃縮罐預熱區與濃縮出水熱交換管連接，濃縮出水熱交換管連接濃縮出水總排水管，穿過污泥濃縮罐預熱區罐壁連接濃縮出水排水口；所述污泥濃縮罐預熱區為封閉式罐體，底部設有進泥管，進泥管上部設有熱交換管，熱交換管上部設有水平穿孔泥管，通過水平穿孔泥管與污泥濃縮罐濃縮區連通。

3.根據權利要求1所述的一種連續濃縮有機污泥的方法，其特征在于，所述步驟（1）中的pH與溫度響應性聚丙烯酸酯高分子共聚物由丙烯酸酯類軟、硬單體或非丙烯酸類硬單體共聚形成, 通過單體摩爾比控制共聚物的Tg高于室溫。

4.根據權利要求1所述的一種連續濃縮有機污泥的方法，其特征在于，所述步驟（2）中的酸為無機酸或有機酸，若為有機酸其電離度應大于聚丙烯酸酯共聚物中羧酸基的電離度，優選無機酸。

5.根據權利要求1所述的一種連續濃縮有機污泥的方法，其特征在于，所述步驟（3）中的加熱罐加熱采用電加熱、蒸汽加熱、導熱油加熱中的任一間接加熱方式或其聯合加熱方式。

6.根據權利要求1所述的一種連續濃縮有機污泥的方法，其特征在于，所述步驟（4）中的無機物固體顆粒填料層為金屬單質或化合物固體顆粒，優選石灰石或鐵屑。