一种厌氧消化污泥脱水的方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108358429 A(43)申请公布日 2018.08.03

(21)申请号 201810178594.3(22)申请日 2018.03.05

(71)申请人 北京环球中科水务科技有限公司

地址 100083 北京市海淀区学清路10号院1

号楼A座12层1205（东升地区）(72)发明人 虞红波　杨招艺　张伟军　和娟娟　(51)Int.Cl.

C02F 11/14(2006.01)C02F 11/12(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

CN 108358429 A()发明名称

一种厌氧消化污泥脱水的方法(57)摘要

本发明公开了一种厌氧消化污泥的脱水方法，可以将污泥二次利用，首先将污泥制成污泥活性炭材料，采用污泥活性炭和生物絮凝剂组合调理，实现污泥或者厌氧消化污泥的深度脱水。污泥活性炭作为骨架结构物质，通过疏水作用增强污泥的絮体结构强度，同步去除厌氧消化污泥液相中腐殖酸和蛋白质等粘性的大分子有机物，改善污泥的过滤性能，降低后续回流生化处理的有机负荷，然后进一步利用生物絮凝剂进行凝聚，促进泥水分离，实现厌氧消化污泥的高效深度脱水。本发明所述的脱水方法为绿色、环境友好型的调理方法，可以专门针对厌氧消化污泥颗粒小、溶解性微生物代谢产物浓度高，过滤性能差等特点，改善厌氧消化污泥的过滤脱水效能。

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权　利　要　求　书

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1.一种厌氧消化污泥的脱水方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将污泥经过一些列的物理化学过程制作成污泥活性炭；2)投加一定量的污泥活性炭到厌氧消化污泥中，边加边搅拌，并放置一段时间；3)再投加一定量生物絮凝剂加入到上述反应体系中，继续快速搅拌一段时间。4)机械脱水，将水和脱水后的污泥分开。

2.根据权利要求1所述的厌氧消化污泥的脱水方法，其特征在于：所述步骤1)中污泥活性炭制作过程包括：

经铝盐调理隔膜压滤脱水后的污泥烘干后，之后进行污泥干化，再进行绝氧高温热解碳化，碳化产物采用3mol/L HCl浸泡活化，再用去离子水洗，105℃烘干，最后将研磨过筛形成污泥活性炭。

3.根据权利要求1所述的厌氧消化污泥的脱水方法，其特征在于：所述步骤2)中，污泥活性炭的投加量为厌氧消化污泥干固体重量的10％-30％。

4.根据权利要求1所述的厌氧消化污泥的脱水方法，其特征在于：所述步骤2)中活污泥活性炭投加搅拌后的静置时间为30-60min。

5.根据权利要求1所述的厌氧消化污泥的脱水方法，其特征在于：所述步骤3)中的生物絮凝剂为脱乙酰基壳聚糖、季铵盐化壳聚糖、或阳离子淀粉。

6.根据权利要求1所述的厌氧消化污泥的脱水方法，其特征在于：所述步骤3)所述的生物絮凝剂投加量为厌氧消化污泥和污泥活性炭混合体干固体重量的1％-5％。

7.根据权利要求1所述的厌氧消化污泥的脱水方法，其特征在于：所述步骤3)所述快速搅拌时间为1-5min。

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说　明　书

一种厌氧消化污泥脱水的方法

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技术领域

[0001]本发明涉及污水污泥处理领域，更具体的说，涉及一种厌氧消化污泥脱 水的方法。

背景技术

[0002]随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施建设高速发展。在城市污 水处理过程中，污水经过一系列处理得以达标排放，而大量污染物被富集、 浓缩而转移至污泥中。城镇污水处理厂污泥不仅含水量高，易腐烂，有强烈 臭味，并且含有大量病原菌、寄生虫卵以及铬、汞等重金属和多环芳烃等难 以降解的有毒有害及致癌物质，污泥安全处置的压力巨大。污泥未经处理随 意堆放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，易对地下水、土壤等造成二次污染， 直接危害人类身体健康。

[0003]污泥主要由微生物细胞、胞外聚合物和无机矿物组成，同时含有一些有 害污染物。为了便于污泥的后续运输及处置利用，一般会利用化学调理手段 对污泥进行脱水。但一般在污泥处理中会用到厌氧消化工艺，所谓厌氧消化 工艺是一种从污泥中回收能源重要方式，可以有效分解污泥中的大分子有机 物，实现污泥的稳定化，而形成的厌氧消化污泥往往颗粒小、碱度高，常用 的化学调理手段很难实现污泥的高效脱水。发明内容

[0004]有鉴于此，本发明提出一种厌氧消化污泥脱水的方法，将污泥二次利用 制成污泥活性炭材料，采用污泥活性炭和生物絮凝剂组合调理，实现厌氧消 化污泥的深度脱水，便于后续运输及处置利用。

[0005]一种厌氧消化污泥的脱水方法，包括如下步骤：

[0006]1)将污泥经过一些列的物理化学过程制作成污泥活性炭；[0007]2)投加一定量的污泥活性炭到厌氧消化污泥中，边加边搅拌，并放置一 段时间；[0008]3)再投加一定量生物絮凝剂加入到上述反应体系中，继续快速搅拌一段 时间。[0009]4)机械脱水，将水和脱水后的污泥分开。[0010]可选的，所述步骤1)中污泥活性炭制作过程包括：[0011]经铝盐调理隔膜压滤脱水后的污泥烘干后，之后进行污泥干化，再进行 绝氧高温热解碳化，碳化产物采用3mol/L HCl浸泡活化，再用去离子水洗， 105℃烘干，最后将研磨过筛形成污泥活性炭。[0012]可选的，所述步骤2)中，污泥活性炭的投加量为厌氧消化污泥干固体重 量的10％-30％。

[0013]可选的，所述步骤2)中活污泥活性炭投加搅拌后的静置时间为30-60 min。[0014]可选的，所述步骤3)中的生物絮凝剂为脱乙酰基壳聚糖、季铵盐化壳聚 糖、或阳离子淀粉。

[0015]可选的，所述步骤3)所述的生物絮凝剂投加量为厌氧消化污泥和污泥活 性炭混

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合体干固体重量的1％-5％。[0016]可选的，所述步骤3)所述快速搅拌时间为1-5min。[0017]与现有技术相比，本发明之技术方案具有以下优点：本发明可以将污泥 二次利用，首先将污泥制成污泥活性炭材料，采用污泥活性炭和生物絮凝剂 组合调理，实现污泥或者厌氧消化污泥的深度脱水。本发明的污泥脱水方式 为绿色调理方案，污泥含水率可降至50％以下，可以大幅提高压脱水设备的 减量效果，便于后续处置与利用；同步去除污泥液相中高色度、难降解、粘 性的大分子有机物，降低后续回流生化系统的有机负荷；采用可生物降解的 生物絮凝剂，属于环境友好型的调理技术，脱水后的泥饼适宜于土地利用方 向。

附图说明

[0018]图1本发明厌氧消化污泥的脱水方法的工艺流程示意图；

具体实施方式

[0019]以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅 限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、 等效方法以及方案。[0020]为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说 明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全 理解本发明。[0021]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是， 附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅 助说明本发明实施例的目的。

[0022]本发明对于污泥进行二次利用，先利用污泥制成污泥活性炭，而后利用 污泥活性炭和生物絮凝剂组合调理，实现污泥或者厌氧消化污泥的深度脱水。 采用的污泥活性炭依照常用的催化活化法进行制备，即：经铝盐调理高压压 榨脱水后的市政污泥首先进行污泥干化处理，而后进行绝氧高温碳化，碳化 后产品采用3mol/L HCl浸泡，再用去离子水洗，105℃烘干，最后将研磨过 筛后的污泥活性炭干燥保存。

[0023]图1示意了本发明厌氧消化污泥的脱水方法的工艺流程示意图，所示的 厌氧消化污泥的绿色脱水方法的调理方法，具体包括以下步骤：[0024]1)制作污泥活性炭；[0025]2)投加10％-30％g/g TSS的污泥活性炭到厌氧消化污泥中，边加边搅 拌1-2min，反应30-60min；

[0026]3)然后投加1～2％g/g TSS生物絮凝剂加入到上述反应体系中，继续快速 搅拌1-5min。

[0027]4)机械脱水，将水和脱水后的污泥分开。[0028]其中，步骤3)中的生物絮凝剂为生物絮凝剂为脱乙酰基壳聚糖、季铵盐 化壳聚糖、或阳离子淀粉或者其它高分子有机絮凝剂。

[0029]本发明的实验过程的参数均进行了实验验证，如：污泥活性炭的投放量 选择如下。取某污水处理厂的厌氧消化污泥按照如下过程进行处理：首先在 厌氧消化污泥体系中加入污泥炭，分别为5％、10％、20％、30％、40％g/g TSS， 边加边搅拌1-2min，反应30min。

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然后继续投加生物絮凝剂——1％g/g TSS 壳聚糖，快速搅拌1-5min。反应结束后厌氧消化污泥的物化指标见表1所示。 其中，厌氧消化污泥基本性质如下：含水率为95.65％，pH＝7.48，污泥有机质 含量45.56％，污泥颗粒粒径d0.5＝17.8μm，Zeta电势为-22.4mV，CST＝1716.2 s。

[0030]表1污泥炭的投加量对厌氧消化污泥脱水性能的影响

[0031]

污泥炭(g/g TSS) 5％ 10％ 20％ 30％ 40％ Zeta电势(mV) -20.0 -19.3 -18.9 -12.5 -12.9 d0.5(μm) 30.2 170.1 175.4 178.2 180.6 CST(s·g/L) 30 14.6 12.5 10.1 12 泥饼含水率(％) 62 55 46 48 51 [0032]从表1可见，随污泥炭投加量增大，Zeta电势逐渐升高，污泥颗粒粒径 显著变大，CST逐渐下降，因此污泥活性炭投加量为10％-30g/g TSS。[0033]这里仅给出了一个样本，实际中每一个参数的选择都经过多个样本的验 证。[0034]在高温炭化过程中，污泥的大分子聚合物和有机污染物会同步会转化为 污泥生物炭，它是一种比表面积较大且孔道结构发达的多孔碳吸附材料。本 发明采用污泥炭基材料和生物絮凝剂联合调理厌氧消化污泥，首先将污泥活 性炭作为骨架结构物质，增强污泥的絮体结构强度，同步去除污泥液相中粘 性的大分子有机物，降低后续回流生化处理的有机负荷，改善其过滤性能， 然后进一步利用生物大分子絮凝剂进行凝聚，促进泥水分离，实现污泥的深 度脱水，利用该方法将污泥变废为宝，达到“以废治废”的目的。[0035]以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在 上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含 在该技术方案的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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