專利名稱：一種市政污泥穩(wěn)定化和減量化的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬固體廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種市政污泥穩(wěn)定化和減量化 的處理方法。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)模的日益擴(kuò)大及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市污泥的產(chǎn)出量不斷增加并給城 市的環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害。城市污泥量的劇增給城市建設(shè)帶來了障礙，巨大的城市垃圾山 中城市污泥占了很大的比例。近年來，由于多年的積累和一直沒有有效地處理方法，污泥正 嚴(yán)重地污染著環(huán)境，已成為一大公害。目前國內(nèi)外處理污泥的辦法主要有填埋法、焚燒法和 堆肥法。填埋法占地面積大，須作放滲處理，還要建設(shè)沼氣回收系統(tǒng)及滲濾水處理廠，容易 對地下水及周圍空氣造成污染，資源也不能回收利用；對于人口眾多，耕地資源日益緊張的 我國來說，越來越難以施行。焚燒法需專用焚燒爐，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。堆肥法占地面積 大，時(shí)間長，容易滋生蚊蠅，散發(fā)惡臭，很難形成大規(guī)模生產(chǎn)，而且施肥時(shí)容易造成污泥對環(huán) 境的二次污染，污泥中的重金屬隨施肥過程一起進(jìn)入到生態(tài)環(huán)境中，這對土壤、植物、地下 水，甚至大氣造成二次污染。目前各國正致力于尋找新的穩(wěn)定化、減量化、無害化和資源化 污泥處理方法。中國專利01108478. 2 (公開號CN1318435A)公開了 一種湖泊和城市污泥無害化 綜合利用的工藝，它是將湖泊及城市污泥經(jīng)打撈、收集和干燥，加入固硫劑、固氯劑配料 后進(jìn)入熔融爐進(jìn)行無害化處理，熔融渣可制成建材，但是該發(fā)明在制備過程中采用了污 泥焚燒處理，爐膛溫度高于1400°C以上，成本高，環(huán)保要求高，應(yīng)用受到限制。中國專利 01115480. 2 (公開號 CN1382652A)和中國專利 200710070477. 7 (CN 101139158A)也報(bào)道 了一種采用先造粒(條)，然后烘干、焚燒的工藝，對污泥進(jìn)行無害化和減量化處理，還可生 產(chǎn)出顆粒有機(jī)復(fù)合肥，但是在制備過程中仍然采用了污泥焚燒處理和烘干等工藝，成本高， 環(huán)保要求高，應(yīng)用受到限制。中國專利200410071133. 4(CN 1727292A)公開了一種污泥干 化與高溫好氧堆肥發(fā)酵技術(shù)集成方法，該工藝方法先利用干化技術(shù)對含水率<80%的污 泥進(jìn)行半干化處理，再對處理后的污泥做高溫好氧堆肥發(fā)酵處理，實(shí)現(xiàn)污泥無害化和資源 化處理，但是由于高溫好氧堆肥技術(shù)存在一定缺陷，目前國內(nèi)外在市政污泥處置中還多以 干化技術(shù)為主。中國專利200510044557. 6 (CN 1765771A)公開了一種利用兩段式生物反 應(yīng)器實(shí)現(xiàn)污泥減量化的工藝，它設(shè)置序批式好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器和膜生物反應(yīng)器兩個(gè) 生物反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)對污泥中有機(jī)物的進(jìn)一步降解，同時(shí)原、后生生物大量捕食細(xì)菌，實(shí)現(xiàn)剩 余污泥減量化。但是由于該工藝存在著膜造價(jià)高，一次性投入遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)污水處理工藝， 另外膜污染容易出現(xiàn)，給操作管理帶來不便，和能耗高等缺陷，其應(yīng)用受到限制。中國專利 200610047281. 1(CN 101108751A)公開了一種城市污泥減量化的處理方法，該方法先將絮 凝劑A投加到污泥中，經(jīng)破乳反應(yīng)后，再加入絮凝劑B進(jìn)一步反應(yīng)。絮凝劑A和B是不同成分 的陽離子聚合物，經(jīng)該方法處理后的城市污泥，體積大大減少，泥餅結(jié)實(shí)、含水率低，可以滿 足后續(xù)填埋、堆肥、焚燒處理的需要，實(shí)現(xiàn)污泥的綜合利用。但是該方法需要投入大批量和不同種類的聚合物絮凝劑，成本高，反應(yīng)步驟多，經(jīng)濟(jì)效益差。中國專利200510102944. O (CN 1765780A)和200610112790. 8 (CN 1915868A)都公開了一種利用超聲處理污泥使污泥減 量化的方法，但是超聲波處理污泥的技術(shù)，目前國內(nèi)大多處于實(shí)驗(yàn)室研究的階段，離工程化 應(yīng)用還有很長距離，而且該方法仍然需要投入大量的絮凝劑和脫水處理等工藝。中國專利 200710166317. 2 (CN 101428955A)公開了一種污泥機(jī)械深度脫水、生物干化與資源化利用 相結(jié)合的處理工藝，污泥的含水率可降低到30-35%，干污泥可用于制肥和造磚。中國發(fā)明 專利200810035009. 0 (CN 101254996A)公開了一種生活污水處理廠脫水污泥的處理方法， 即將含水率彡80%的脫水污泥，用MgO和MgC12作為固化劑，將脫水污泥和固化劑混合攪 拌處理后得到含水率< 60%，最后將污泥固化體填埋處置。中國發(fā)明專利200910015938. X(CN 101570388A)公開了一種城市污泥無害化資源化處置工藝，它利用電廠現(xiàn)有的煤粉鍋 爐、輸煤、尾氣排放處理系統(tǒng)進(jìn)行城市污泥處置，干化后的污泥進(jìn)入電廠輸煤系統(tǒng)混合燃煤 入爐焚燒發(fā)電。但是上述技術(shù)都普 遍存在技術(shù)不成熟、運(yùn)行費(fèi)用高、投資大等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種市政污泥穩(wěn)定化和減量化 的處理方法。本發(fā)明提出的一種市政污泥穩(wěn)定化和減量化的處理方法，將污水處理廠產(chǎn)生的含 水率高于80%的濃縮污泥先在60-100°C條件下和水性聚氨酯分散體乳液反應(yīng)2-24小時(shí)， 再在轉(zhuǎn)速為3000-10000轉(zhuǎn)/分鐘條件下離心分離15-60分鐘，得到一種穩(wěn)定化和減量化的 脫水污泥。本發(fā)明提出的一種市政污泥穩(wěn)定化和減量化的處理方法，具體步驟如下(1)首先將污水處理廠產(chǎn)生的含水率高于80%的濃縮污泥50_500g和10_150g固 含量為30wt%的水性聚氨酯分散體乳液攪勻調(diào)成污泥混合液；(2)向步驟(1)所得污泥混合液中加入5_50g三乙胺和0. 5_25g固含量為30wt% 的乙二醛水溶液，在60-100°C下攪拌反應(yīng)2-24小時(shí)，得處理污泥；(3)將步驟(2)所得處理污泥離心分離，即得所需產(chǎn)物。本發(fā)明中，步驟(3)中所述離心分離轉(zhuǎn)速為3000-10000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為15_60分鐘。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的市政污泥無害化處理方法資金花費(fèi)高、處理污泥的含水率高 (^ 80% )、土地占用大等缺陷，而且本發(fā)明能夠有效去除污泥中的重金屬離子，處理污泥 的含水率低(< 60% )，具有設(shè)備簡單、成本低、無二次污染、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于城 鎮(zhèn)生活污水廠污泥的處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)本發(fā)明采用水性聚氨酯分散體乳液共混改性來引入大量 酰胺基、羧酸基等功能基團(tuán)與污泥中的重金屬離子進(jìn)行充分的化學(xué)反應(yīng)或物理吸附，再選 用常規(guī)的離心脫水機(jī)脫水方式，從而實(shí)現(xiàn)市政污泥的穩(wěn)定化和減量化效果，處理污泥中的 重金屬離子的固化速度快(15 60分鐘)和固化能力強(qiáng)90%重金屬的去除率)，處理 污泥的含水率低； (2)利用本發(fā)明處理的污泥，不僅污泥的含水率能夠達(dá)到60% 以下，而且能夠穩(wěn)定污泥中的絕大多數(shù)重金屬離子，使其不能不再帶來二次污染，從而達(dá)到 真正的無害化、資源化；(3)與常用的無機(jī)穩(wěn)定化藥劑和高分子合成藥劑相比，本發(fā)明采用的水性聚氨酯分散體乳液具有良好的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和可生物降解性；(4)本發(fā)明可減少 污泥的產(chǎn)量40%以上，具有設(shè)備簡單、成本低、無二次污染、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)、運(yùn)行管理方便 等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于城鎮(zhèn)生活污水廠污泥的處理。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明一種市政污泥的穩(wěn)定化和減量化處理方法進(jìn)行詳細(xì)的 說明。但本發(fā)明并不限于所列出的實(shí)例。實(shí)施例1將150g城市生活污水處理的市政污泥(含水率80% )放入搪瓷或不銹鋼容器中， 加入50g水性聚氨酯分散體乳液(30wt%固含量)后繼續(xù)攪勻調(diào)成污泥混合液。向污泥混 合液中加入7. 5g三乙胺和2. 5g乙二醛水溶液(30%固含量)，在90°C下攪拌反應(yīng)8小時(shí)， 得處理污泥。將處理污泥在轉(zhuǎn)速為6000r/min條件下離心45分鐘，制得一種穩(wěn)定化和減量 化的脫水污泥。實(shí)施例2與實(shí)施例1相同，但是水性聚氨酯分散體乳液(30wt%固含量)的用量由50g變?yōu)?75g。實(shí)施例3與實(shí)施例1相同，但是水性聚氨酯分散體乳液(30wt%固含量)的用量由50g變?yōu)?25g。實(shí)施例4與實(shí)施例1相同，但是三乙胺的用量由7.5g變?yōu)?5g，乙二醛水溶液的用量由 2. 5g 變?yōu)?5. 0g。實(shí)施例5與實(shí)施例1相同，但是反應(yīng)條件改變?yōu)樵?0°C下攪拌反應(yīng)12小時(shí)，得處理污泥。實(shí)施例6與實(shí)施例1相同，但是反應(yīng)條件改變?yōu)樵?5°C下攪拌反應(yīng)24小時(shí)，得處理污泥。實(shí)施例7與實(shí)施例1相同，但是處理污泥在轉(zhuǎn)速為8000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下離心30分鐘。實(shí)施例8與實(shí)施例1相同，但是處理污泥在轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下離心60分鐘。實(shí)施例2-8中獲得的一種穩(wěn)定化和減量化處理的市政污泥與實(shí)施例1的處理污泥 具有類似的性能(見表1)。表1市政污泥穩(wěn)定化和減量化處理后的含水率和重金屬去除率
權(quán)利要求
一種市政污泥穩(wěn)定化和減量化的處理方法，其特征在于具體步驟如下(1)首先將污水處理廠產(chǎn)生的含水率高于80％的濃縮污泥50-500g和10-150g固含量為30wt％的水性聚氨酯分散體乳液攪勻調(diào)成污泥混合液；(2)向步驟(1)所得污泥混合液中加入5-50g三乙胺和0.5-25g固含量為30wt％的乙二醛水溶液，在60-100℃下攪拌反應(yīng)2-24小時(shí)，得處理污泥；(3)將步驟(2)所得處理污泥離心分離，即得所需產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的一種市政污泥定化和減量化的處理方法，其特征在于步驟(3)中 所述離心分離轉(zhuǎn)速為3000-10000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間為15-60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明屬于固體廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種市政污泥穩(wěn)定化和減量化的處理方法。具體步驟為將污水處理廠產(chǎn)生的含水率高于80％的濃縮污泥先在60-100℃條件下和水性聚氨酯分散體乳液反應(yīng)2-24小時(shí)，再在轉(zhuǎn)速為3000-10000轉(zhuǎn)/分鐘條件下離心分離15-60分鐘，得到一種穩(wěn)定化和減量化的脫水污泥。本發(fā)明提供的處理方法利用水性聚氨酯分散體乳液共混改性與離心脫水機(jī)脫水的兩步法處理，處理污泥的含水率低(≤60％)，并且能夠有效去除污泥中的重金屬離子，該處理方法節(jié)約了處理成本，大大提高了無害化質(zhì)量，本發(fā)明可減少污泥的產(chǎn)量40％以上，具有設(shè)備簡單、成本低、無二次污染、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，適合城鎮(zhèn)生活污水廠污泥的處理。
文檔編號C02F11/14GK101870552SQ20101016696
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者楊正龍 申請人:同濟(jì)大學(xué)