專利名稱：一種處理污泥的方法
技術領域：
本發明涉及環境保護技術領域，尤其涉及一種處理污泥方法。
背景技術：
污水經過處理，會產出大量的剩余污泥。剩余污泥的處理處置是污水生化處理的一大難題。現有技術中，污水廠污水二級生化處理基本原理是微生物將污水中有機物作為自身新陳代謝的營養物質，將其分解掉，轉化為 C02、H2O和代謝分泌物。經微生物新陳代謝產生的殘留分泌物就形成了過剩污泥，過剩污泥與污水中浮渣、及微生物菌團聚合而成了污水廠剩余污泥，是污水廠污水生化處理后的二次產物，也成為了城鎮固體廢棄物。眾所周知，污泥中含有大量的病菌體、寄生蟲卵等有害微生物體，還含有大量砷、銅、汞、鉻等有毒重金屬及二噁英等致癌性物質。由于污泥的菌膠體聚合物親水性強，導致污泥脫水率難，常規脫水后污泥體積龐大，給出廠污泥運輸帶來極大的困難。若城鎮污水廠污泥處理處置不當或者處理處置不規范，將會引起一系列環境問題。如由于高含水率，填埋時導致大量的有害滲透液，嚴重時會出現“井噴”現象，這將對生態環境造成新的潛在威脅。因此污泥處理處置不僅是環境領域一棘手課題，也是環保領域當前的熱點課題之一。目前對剩余污泥的處理方法主要有衛生填埋、土地綜合利用、熱處理、污泥堆肥、超聲波消解污泥法等。現有技術公開了多種處理剩余污泥的方法，如公開號為CN 102145974A的中國專利公開了一種常態下處理污泥的方法，其方法為在污泥中加入氧化導向劑和調節劑CaO，攪拌，并通入臭氧，然后加入聚沉劑，最后將污泥壓濾。由于加入了 CaO，CaO在水中形成Ca(OH)2，上清液pH值較高，該發明專利公開的方法獲得的上清液pH值大于8. 5。pH值較高使得污泥的后處理較為困難，需要先進行中和才能達到排放標準，且容易造成二次污染；而且CaO的加入還會引入新的固體物質，增加污泥的量，為后續的運輸、填埋、后利用帶來不便；為了降低污泥處理后濾液的PH值，公開號為CN101717174B的中國專利公開了一種可控濕法氧化聚沉法處理污水廠污泥的方法，其方法為在污泥中加入氧化引發劑，攪拌，并通入氧化劑，然后加入聚沉劑，最后將污泥壓濾。該專利公開的方法在污泥處理過程向污泥中加入活性炭作為氧化引發劑，加入臭氧作為氧化劑。然而該方法在對剩余污泥進行處理時的處理效率較低。
發明內容
本發明的目的在于提供一種處理污泥的方法，本發明提供的方法降低了污泥的含水率，從而提高了對污泥的處理效率及資源化應用；降低污泥處理成本。本發明提供了一種處理污泥的方法，包括以下步驟將待處理污泥與氧化劑和氧化導向催化劑混合，將得到的混合物進行重力沉降，導出得到的上層清液，所述待處理污泥的含水率大于等于98% ；所述氧化導向催化劑包括以下組分
5wt% 45wt%的金屬化合物；55wt% ％wt% 的吸附劑。優選的，所述金屬化合物為金屬鹽和金屬氧化物中的一種或兩種。優選的，所述金屬鹽為金屬甲酸鹽、金屬乙酸鹽、金屬氯化物、金屬硫酸鹽和金屬硝酸鹽中的一種或多種。優選的,所述氧化導向催化劑包括10wt°/T30wt%的金屬化合物。優選的,所述氧化導向催化劑包括70wt°/T90wt%的吸附劑。優選的，所述金屬化合物中的金屬為Fe、Mn、Al、V和Ti中的一種或多種。
優選的，所述吸附劑為碳粉類吸附劑、海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、粉煤灰、珍珠巖粉、膨潤土粉、火山灰粉和聞嶺土中的一種或多種。優選的，所述氧化導向催化劑與所述待處理污泥的干基的質量比為(39Γ8%) :1。優選的，所述重力沉降的時間為30分鐘以上。優選的，所述重力沉降的時間為30分鐘飛O分鐘。優選的，所述氧化劑為臭氧和過氧化氫中的一種或兩種。本發明提供了一種處理污泥的方法，包括以下步驟將待處理污泥與氧化劑和氧化導向催化劑混合，將得到的混合物進行重力沉降，導出得到的上層清液，所述待處理污泥的含水率大于等于98% ;所述氧化導向催化劑包括以下組分5Wt9T45Wt%的金屬化合物；55被% 95被％的吸附劑。本發明采用氧化導向催化劑包括金屬化合物，其可以作為氧化引發齊U，促進羥基自由基的生成，利于對污泥中有機質的消解；本發明提供的氧化導向催化劑包括吸附劑，其具有較大的比表面積和強烈的吸附能力，能夠有效地從氣體或液體中吸附污泥中的固體顆粒物質，提高了對污泥的脫水率，減少了污泥的體積；本發明將得到的混合物進行重力沉降，排出得到的上層清液，進一步降低了污泥的含水率，提高了污泥的濃度，減少污泥體積，提高處理速度，而且能夠降低處理費用。
具體實施例方式本發明提供了一種處理污泥的方法，包括以下步驟將待處理污泥與氧化劑和氧化導向催化劑混合，將得到的混合物進行重力沉降，導出得到的上層清液，所述待處理污泥的含水率大于等于98% ；所述氧化導向催化劑包括以下組分5wt% 45wt%的金屬化合物；55wt% ％wt% 的吸附劑。傳統的活性污泥法處理工藝所排出的剩余污泥含水率在99. 59Γ99. 8%，因此，剩余污泥的體積非常大；本發明研究表明，當污泥大含水率在99%以下時，在絕干剩余污泥量相同的情況下，剩余污泥的總量可減少409Γ50%。本發明提供了一種含水率大于等于99. 2%污泥的處理方法，通過使其在重力作用下進行30min以上的沉降，并將上層清液排除，得到含水率降低的污泥，以提高污泥濃度，減少污泥體積，提高處理速度，降低費用。本發明首先將待處理的污泥與氧化劑和氧化導向催化劑混合，進行反應。本發明對所述待處理的污泥的來源沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的污泥即可。如，本發明提供的方法可以處理剩余污泥，也可以用來處理淤泥。在本發明中，所述剩余污泥為污水經過處理產生的污泥，包括浮渣、微生物菌團，是污水廠污水生化處理后的二次產物；所述淤泥為湖泊、河道沉積得到的污泥；在本發明中，所述待處理污泥的含水率大于等于98% ；在本發明中，待處理的污泥在氧化導向催化劑的作用下與氧化劑進行氧化反應，有利于微生物胞外聚合物(EPS)的破膜和分解，EPS中的有機質分解后，降低了污泥中還原物質的含量，從而降低了處理后污泥的化學需氧量(C0D)。在本發明中，微生物胞外聚合物(EPS)是剩余污泥的主要組成物質。剩余污泥絮體主要是由微生物胞外聚合物(EPS)包裹并連接成的成分極其復雜的物質。EPS主要由多糖和蛋白質組成，帶負電荷，高含水；化學需氧量(C0D)，是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機物。因此，COD又往往作為衡量水中有機物質含量多少的指標。化學需氧量越大，說明水體受有機物的污染 越嚴重。在本發明中，所述氧化劑優選為過氧化氫或臭氧，更優選為雙氧水或臭氧。本發明對所述雙氧水的質量濃度沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的作為氧化劑的雙氧水即可；本發明對所述臭氧的來源沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的制備臭氧的技術方案即可，如可以采用臭氧發生器來制備得到本發明所需的臭氧；本發明對所述臭氧發生器沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的臭氧發生器即可；在本發明中，所述雙氧水的質量濃度優選為30%飛0%，更優選為35°/Γ55% ;所述氧化劑占所述待處理的污泥中干基的質量比優選為(O. Γ1. O) g/kg，更優選為(O. Γ0. 5) g/kg ;在本發明中，所述干基為污泥干燥至恒重得到的固體物質，優選為103°C 105°C的溫度下干燥至恒重得到的固體物質，本發明對所述干燥的設備沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的干燥設備即可，如可以采用烘箱；在本發明中，所述氧化導向催化劑包括以下組分5wt% 45wt%的金屬化合物；55wt%"95wt% 的吸附劑。在本發明中，所述氧化導向催化劑包括5wt°/T45wt%的金屬化合物，優選為10wt% 30wt%，更優選為15wt% 25wt%，最優選為18wt% 22wt%。在本發明中，所述金屬化合物能夠促進氧化劑產生羥基自由基，從而促進對污泥中有機質的分解；所述金屬化合物優選為金屬鹽和金屬氧化物中的一種或兩種；在本發明中，所述金屬鹽可以為金屬無機鹽，也可以為金屬有機鹽，優選為金屬甲酸鹽、金屬乙酸鹽、金屬氯化物、金屬硫酸鹽和金屬硝酸鹽中的一種或多種，更優選為金屬甲酸鹽、金屬乙酸鹽和金屬氯化物中的一種或多種；所述金屬化合物中的金屬優選包括Fe、Mn、Al、V和Ti中的一種或者幾種，更優選包括Fe、Al、Ti和V中的一種或多種，最優選為Fe、Ti和Al中的一種或多種；在本發明中，所述氧化導向催化劑包括55Wt9T95wt%的吸附劑，優選為70wt% 90wt%，更優選為75wt% 85wt%，最優選為78wt% 82wt%。在本發明中，所述吸附劑具有較大的比表面積和較高的吸附能力，從而能夠吸附大量的如重金屬類的固體物質，提高了對污泥的處理效果。在本發明中，所述吸附劑優選為碳類吸附劑、海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、粉煤灰、珍珠巖粉、膨潤土粉、火山灰粉和高嶺土中的一種或者幾種，更優選為碳粉、活性炭、木炭、粉煤灰、硅藻土、珍珠巖粉、高嶺土中的一種或多種，最優選為碳粉、活性炭、粉煤灰中的一種或多種；在本發明中，所述吸附劑的粒度的目數優選為100目以上，更優選為150目以上；在本發明中，所述氧化導向催化劑的加入量根據待處理的污泥的種類不同而不同，在本發明中，所述待處理的污泥優選為剩余污泥或淤泥。當所述待處理的污泥為剩余污泥時，所述氧化導向催化劑與所述剩余污泥中干基的質量比優選為(39Γ8%):1，更優選為(4%>/ο) :1 ;當所述待處理的污泥為淤泥時，所述氧化導向催化劑與所述淤泥中干基的質量比優選為(O. 1% 0· 5%) : 1，更優選為(O. 2% 0· 4%) :1 ；本發明對所述待處理污泥、氧化劑和氧化導向催化劑在混合時的加料順序沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的加料順序即可。本發明優選先向待處理污泥中加入氧化導向催化劑，將得到的混合物進行攪拌，并在攪拌的過程中向其中加入氧化劑，進行氧化反應。本發明對所述攪拌的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的攪拌的技術方案即可；在本發明中，所述氧化反應的溫度優選為室溫；所述氧化反應的時間根據待處理污泥的質量不同而不同，待處理污泥的質量越多，氧化反應的時間也要隨之延長，使氧 化反應能夠更加完全和徹底的進行，本發明對此沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的時間調整技術方案即可。完成上述氧化反應后，本發明將得到的混合物進行重力沉降，將污泥進行固液分離，降低污泥中的含水率，從而提高污泥的濃度，減小污泥的體積，從而減少污泥的貯存和進一步的處理費用，投資和運行費用也可以相應大幅下降；另一方面，由于污泥的體積減少了，也可以提高污泥的處理效率；對于過濾設備而言，入料的濃度越高，壓濾設備單位面積的泥餅產量就越多，濾速衰減越慢，因而提高入料的固體物濃度，有助于提高設備的處理能力，縮小處理設備的規模。在本發明中，所述重力沉降優選為重力分流沉降或重力旋流沉降；所述重力沉降的時間優選為30分鐘以上，更優選為30分鐘飛O分鐘，最優選為40分鐘 50分鐘。本發明提供了一種處理污泥的方法，包括以下步驟將待處理污泥與氧化劑和氧化導向催化劑混合，將得到的混合物進行重力沉降，導出得到的上層清液，所述待處理污泥的含水率大于等于98% ;所述氧化導向催化劑包括以下組分5Wt9T45Wt%的金屬化合物；55被% 95被％的吸附劑。本發明采用氧化導向催化劑包括金屬化合物，其可以作為氧化引發齊U，促進羥基自由基的生成，利于對污泥中有機質的消解；本發明提供的氧化導向催化劑包括吸附劑，其具有較大的比表面積和強烈的吸附能力，能夠有效地從氣體或液體中吸附污泥中的固體顆粒物質，提高了對污泥的脫水率，減少了污泥的體積；本發明將得到的混合物進行重力沉降，排出得到的上層清液，進一步降低了污泥的含水率，提高了污泥的濃度，減少污泥體積，提高處理速度，而且能夠降低處理費用。為了更進一步說明本發明，下面結合實施例對本發明提供的處理污泥的方法進行詳細的描述，但不能將它們理解為對本發明保護范圍的限定。下面實施例中的剩余污泥來自污水廠污水生化處理后的二次產物。實施例1按照質量比為75:25的將碳粉和FeCl3混合，混合均勻后得到氧化導向催化劑；向含Ikg干基的剩余污泥中加入50g本實施例制備的氧化導向催化劑后，在攪拌的條件下，向其中通入O. 5g臭氧，將得到的混合物進行重力沉降30分鐘，然后將上層清液導出。本發明檢測得到處理后的剩余污泥的含水率為50% ；本發明檢測得到的上清液的COD為120mg/L。實施例2將質量比為40:40:10:10的活性炭粉、粉煤灰、甲酸鐵和甲酸鋁混合，混合均勻后得到氧化導向催化劑；向含IOkg干基的剩余污泥中加入O. 35kg本實施例制備的氧化導向催化劑后，在 攪拌的條件下向其中通入Sg臭氧，將得到的混合物進行重力沉降60分鐘，然后將上層清液導出，完成對剩余污泥的處理。本發明檢測得到處理后的剩余污泥的含水率為48% ；本發明檢測得到的上清液的COD為85mg/L。實施例3將質量比為82:14:14的碳粉、FeCljP乙酸鐵混合，混合均勻后得到氧化導向催化劑；向含50kg干基的剩余污泥中加入3. 25kg本實施例制備的氧化導向催化劑后，在攪拌的條件下向其中通入15g臭氧，將得到的混合物進行重力沉降45分鐘，然后將上層清液導出，完成對剩余污泥的處理。本發明檢測得到處理后的剩余污泥的含水率為30% ；本發明檢測得到的上清液的COD為100mg/L。實施例4將質量比為72:28的碳粉和FeCl3混合，混合均勻后得到氧化導向催化劑；向含80kg干基的淤泥中加入O. 24kg本實施例得到的氧化導向催化劑后，在攪拌的條件下向其中通入40g臭氧，將得到的混合物進行重力沉降50分鐘，然后將上層清液導出，完成對淤泥的處理。本發明檢測得到處理后的淤泥的含水率為40% ；本發明檢測得到的上清液的COD為80mg/L。實施例5將質量比為30:45:10:15的活性炭粉、粉煤灰、三氧化鐵和乙酸鋁混合，混合均勻后得到氧化導向催化劑；向含IOOkg干基的淤泥中加入O. 5kg本實施例得到的氧化導向催化劑后，在攪拌的條件下向其中通入80g臭氧，將得到的混合物進行重力沉降40分鐘，然后將上層清液導出，完成對淤泥的處理。本發明檢測得到處理后的剩余污泥的含水率為38% ；本發明檢測得到的濾液的COD為90mg/L。由以上實施例可知，本發明提供了一種處理污泥的方法，包括以下步驟將待處理污泥與氧化劑和氧化導向催化劑混合，將得到的混合物進行重力沉降，導出得到的上層清液，所述待處理污泥的含水率大于等于98%;所述氧化導向催化劑包括以下組分5wt% 45wt%的金屬化合物；55wt% 95wt%的吸附劑。本發明采用氧化導向催化劑包括金屬化合物，其可以作為氧化引發劑，促進羥基自由基的生成，利于對污泥中有機質的膠束破膜；本發明提供的氧化導向催化劑包括吸附劑，其具有較大的比表面積和強烈的吸附能力，能夠有效地從氣體或液體中吸附污泥中的固體顆粒物質，提高了對污泥的脫水率，減少了污泥的體積；本發明將得到的混合物進行重力沉降，排出得到的上層清液，進一步降低了污泥的含水率，提高了污泥的濃度，減少污泥體積，從而減少污泥的貯存和進一步的處理費用，投資和運行費用也可以相應大幅下降；另一方面，由于污泥的體積減少了，也可以提高污泥的處理效率；對于過濾設備而言，入料的濃度提高，壓濾設備單位面積的泥餅產量就越多，濾速衰減越慢，因而提高入料的固體物濃度，有助于提高設備的處理能力，縮小處理設備的規模。 以上對本發明所提供的一種污泥處理方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個 例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種處理污泥的方法，包括以下步驟將待處理污泥與氧化劑和氧化導向催化劑混合，將得到的混合物進行重力沉降，導出得到的上層清液，所述待處理污泥的含水率大于等于98% ；所述氧化導向催化劑包括以下組分5wt% 45wt%的金屬化合物；55wt% 95wt%的吸附劑。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬化合物為金屬鹽和金屬氧化物中的一種或兩種。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述金屬鹽為金屬甲酸鹽、金屬乙酸鹽、 金屬氯化物、金屬硫酸鹽和金屬硝酸鹽中的一種或多種。
4.根據權利要求Γ3任意一項所述的方法，其特征在于，所述氧化導向催化劑包括 10wt% 30wt%的金屬化合物。
5.根據權利要求Γ3任意一項所述的方法，其特征在于，所述氧化導向催化劑包括 70wt% 90wt%的吸附劑。
6.根據權利要求f3任意一項所述的方法，其特征在于，所述金屬化合物中的金屬為 Fe、Mn、Al、V和Ti中的一種或多種。
7.根據權利要求Γ3任意一項所述的方法，其特征在于，所述吸附劑為碳粉類吸附劑、 海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、粉煤灰、珍珠巖粉、膨潤土粉、火山灰粉和高嶺土中的一種或多種。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化導向催化劑與所述待處理污泥的干基的質量比為(3% 8%) :1。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述重力沉降的時間為30分鐘以上。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述重力沉降的時間為30分鐘飛O分鐘。
11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化劑為臭氧和過氧化氫中的一種或兩種。
全文摘要
本發明提供了一種處理污泥的方法，包括以下步驟將待處理污泥與氧化劑和氧化導向催化劑混合，將得到的混合物進行重力沉降，導出得到的上層清液，所述待處理污泥的含水率大于等于98%；所述氧化導向催化劑包括以下組分5wt%~45wt%的金屬化合物；55wt%~95wt%的吸附劑。本發明采用氧化導向催化劑促進羥基自由基的生成，利于對污泥中有機質的消解，且能偶吸附污泥中的固體顆粒物質，提高了對污泥的脫水率，減少了污泥的體積；本發明將得到的混合物進行重力沉降，排出得到的上層清液，進一步降低了污泥的含水率，提高了污泥的濃度，減少污泥體積，提高處理速度，而且能夠降低處理費用。
文檔編號C02F11/06GK103011547SQ20121056228
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月21日 優先權日2012年12月21日
發明者李志光, 劉海林, 李明松 申請人:湖南清和污泥資源利用有限公司