本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種污泥調(diào)理裝置及其調(diào)理工藝。
背景技術(shù)：
目前，污水生物處理工藝應(yīng)用日益廣泛，然而在污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢污泥，則成為該技術(shù)進(jìn)一步推廣普及的障礙。因此，污泥的有效處理處置，成為污水處理企業(yè)所必須解決的問(wèn)題?，F(xiàn)有的污泥處理過(guò)程一般包括污泥濃縮，調(diào)理，脫水，處置等步驟。其中污泥調(diào)理是提高污泥脫水性的重要環(huán)節(jié)，為后續(xù)的機(jī)械脫水過(guò)程提供了可能性。
近年以來(lái)，相對(duì)于傳統(tǒng)的熱處理，絮凝法等調(diào)理技術(shù)，氧化調(diào)理工藝逐漸受到重視。污泥氧化調(diào)理技術(shù)可通過(guò)對(duì)于污泥結(jié)構(gòu)的分解，將污泥內(nèi)部的間隙水，吸附水，結(jié)合水等與污泥顆粒緊密結(jié)合的水成分轉(zhuǎn)化為自由水，從而便于污泥與水的分離。污泥氧化調(diào)理法不僅可以有效提高污泥的脫水性能，而且能夠?qū)ξ勰噙M(jìn)行消毒，以提高污泥的資源化能力。然而氧化調(diào)理技術(shù)雖然有諸多優(yōu)勢(shì)，但是仍面臨著一些技術(shù)問(wèn)題，尤其是現(xiàn)有技術(shù)操作不便，常用催化劑如亞鐵鹽等成本較高，不易使用，且用量難以控制等，因此，為了使污泥氧化調(diào)理技術(shù)早日獲得推廣，必須采用一些新工藝，新技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)思路進(jìn)行改良。這對(duì)于污泥氧化調(diào)理工藝的工程化應(yīng)用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種污泥調(diào)理裝置及其調(diào)理工藝，本發(fā)明是一種經(jīng)濟(jì)、高效的污泥氧化調(diào)理工藝，基于高級(jí)氧化技術(shù)，利用沉淀法回收加入到污泥中的鐵鹽，使其重新利用，催化污泥的氧化過(guò)程，從而提高污泥的脫水性能，并減少外加鐵鹽的量，節(jié)約污泥處理成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種污泥調(diào)理裝置，包括調(diào)理反應(yīng)器、攪拌器和沉淀反應(yīng)器，所述攪拌器位于調(diào)理反應(yīng)器的內(nèi)部，所述調(diào)理反應(yīng)器設(shè)有進(jìn)泥口、出泥口和回流口，所述沉淀反應(yīng)器設(shè)有出泥口，所述沉淀反應(yīng)器的出泥口通過(guò)四通閥門(mén)分別與調(diào)理反應(yīng)器的出泥口、回流口、出泥管連通，四通閥門(mén)與調(diào)理反應(yīng)器的回流口之間設(shè)有泵一，四通閥門(mén)與調(diào)理反應(yīng)器的出泥口之間設(shè)有泵二。
進(jìn)一步，所述沉淀反應(yīng)器上部為圓柱形，下部為錐形。
進(jìn)一步，所述沉淀反應(yīng)器的出泥口位于其最下端。
進(jìn)一步，所述調(diào)理反應(yīng)器還設(shè)有加藥口。
進(jìn)一步，所述調(diào)理反應(yīng)器和沉淀反應(yīng)器為有機(jī)玻璃材質(zhì)。
另，本發(fā)明還提供一種利用上述污泥調(diào)理裝置進(jìn)行的污泥調(diào)理工藝，經(jīng)過(guò)調(diào)理反應(yīng)器處理后的污泥進(jìn)入沉淀反應(yīng)器沉淀，沉淀之后的污泥不含鐵鹽部分通過(guò)出泥管排出，含鐵鹽部分回流至調(diào)理反應(yīng)器，與新加入的污泥共同重復(fù)上述過(guò)程。
進(jìn)一步，所述污泥調(diào)理工藝的具體步驟為：
(1)將污泥加入調(diào)理反應(yīng)器中，向污泥中投加氧化劑和催化劑，并調(diào)節(jié)ph值；
(2)打開(kāi)攪拌器，促進(jìn)自由基在污泥中的擴(kuò)散，加快反應(yīng)進(jìn)度；
(3)調(diào)理過(guò)程完成以后，將處理后的污泥導(dǎo)入沉淀反應(yīng)器進(jìn)行沉淀，沉淀之后排出不含鐵鹽部分，含鐵鹽部分作為回流污泥；
(4)加入新的待處理污泥，同時(shí)導(dǎo)入沉淀反應(yīng)器中的回流污泥，然后加入氧化劑和催化劑，調(diào)節(jié)ph值，再重復(fù)步驟(2)-(4)。
進(jìn)一步，調(diào)理過(guò)程中，保持調(diào)理反應(yīng)器溫度為20-35℃，ph為3-7.5，優(yōu)選地，ph為3-7.2。
進(jìn)一步，在調(diào)理反應(yīng)器中，污泥停留時(shí)間為1小時(shí)。
進(jìn)一步，在沉淀反應(yīng)器中，污泥停留時(shí)間為2小時(shí)。
本發(fā)明中所采用的利用污泥當(dāng)中亞鐵鹽催化過(guò)氧化氫以及過(guò)硫酸鹽的工藝原理如式(1)、(2)所示。首先，二價(jià)鐵離子催化過(guò)氧化氫以及過(guò)硫酸根離子，生成具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基或者硫酸根自由基，隨后這些自由基即破壞分解污泥中的胞外聚合物和污泥細(xì)胞，由此將污泥中的束縛水轉(zhuǎn)化為自由水，從而將污泥中的水分分離出去，改變污泥的結(jié)構(gòu)，并提高污泥的脫水性。
fe(ii)+h2o2→fe(iii)+·oh+oh-(1)
fe(ii)+s2o82-→fe(iii)+so42-+·so4-(2)
以上各式所示反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能均小于零，即均可自發(fā)進(jìn)行。
本發(fā)明的有益效果如下：
(1)處理效率高，能迅速提高污泥的脫水性能(以污泥毛細(xì)吸水時(shí)間cst作為衡量指標(biāo))達(dá)50％以上。
(2)運(yùn)行費(fèi)用低廉，相比傳統(tǒng)的直接添加亞鐵鹽進(jìn)行催化的方式，本工藝由于添加了沉淀過(guò)程，可以充分利用已經(jīng)添加的亞鐵鹽，節(jié)約了成本。
(3)操作簡(jiǎn)便，本工藝結(jié)構(gòu)合理，便于操作，將沉淀部分和污泥調(diào)理部分分開(kāi)，也利于控制和維修。
(4)本發(fā)明既可作為一個(gè)處理單元應(yīng)用于污泥處理處置過(guò)程，也可單獨(dú)運(yùn)行以提高污泥的脫水性，具有處理效率高、無(wú)二次污染、占地面積省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1—調(diào)理反應(yīng)器，11—攪拌器，12—進(jìn)泥口，13—加藥口，14—出泥口，15—回流口，2—沉淀反應(yīng)器，21—出泥口，3—泵一，4—泵二，5—四通閥門(mén)，6—出泥管。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合本發(fā)明的附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其它類(lèi)同實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
實(shí)施例一：
如圖1所示，一種污泥調(diào)理裝置，包括調(diào)理反應(yīng)器1、攪拌器11和沉淀反應(yīng)器2，攪拌器11位于調(diào)理反應(yīng)器1的內(nèi)部，調(diào)理反應(yīng)器1設(shè)有進(jìn)泥口12、出泥口14、回流口15和加藥口13，沉淀反應(yīng)器2設(shè)有出泥口21，沉淀反應(yīng)器2的出泥口21通過(guò)四通閥門(mén)5分別與調(diào)理反應(yīng)器1的出泥口14、回流口15、出泥管6連通，四通閥門(mén)5與調(diào)理反應(yīng)器1的回流口15之間設(shè)有泵一3，四通閥門(mén)5與調(diào)理反應(yīng)器1的出泥口14之間設(shè)有泵二4。沉淀反應(yīng)器2上部為圓柱形，下部為錐形，出泥口21位于其最下端，該種形狀的沉淀反應(yīng)器2有利于沉淀后污泥的分步排出。調(diào)理反應(yīng)器1由有機(jī)玻璃制成，內(nèi)徑10cm，高20cm，總?cè)莘e為1.6l。沉淀反應(yīng)器2由有機(jī)玻璃制成，內(nèi)徑20cm，高20cm，其中上半部分為圓柱形，下半部分為圓錐形，總?cè)莘e為4.2l。
利用上述調(diào)理裝置進(jìn)行污泥調(diào)理的工藝為：
(1)將污泥加入調(diào)理反應(yīng)器1中，向污泥中投加氧化劑和催化劑，并調(diào)節(jié)ph值，氧化劑為過(guò)氧化氫或過(guò)硫酸鹽，催化劑為二價(jià)鐵鹽；
(2)打開(kāi)攪拌器11，使污泥和氧化劑、催化劑充分混合，促進(jìn)自由基在污泥中的擴(kuò)散，加快反應(yīng)進(jìn)度；
(3)調(diào)理過(guò)程完成以后，將處理后的污泥通過(guò)泵二4導(dǎo)入沉淀反應(yīng)器2進(jìn)行沉淀，在沉淀反應(yīng)器中，污泥停留時(shí)間為2小時(shí)，沉淀之后排出上清液(不含鐵鹽部分)；所沉淀的污泥，也就是含有鐵鹽的污泥作為回流污泥；
(4)向調(diào)理反應(yīng)器1加入新的待處理污泥，同時(shí)通過(guò)泵一3導(dǎo)入沉淀反應(yīng)器2中的回流污泥，然后加入氧化劑和催化劑，調(diào)節(jié)ph值，再重復(fù)步驟(2)-(4)。
調(diào)理反應(yīng)器1啟動(dòng)以后，以二沉池污泥為進(jìn)泥，其揮發(fā)固體物質(zhì)(ss)為16.1g/l，揮發(fā)性懸浮固體物質(zhì)(vss)為12.8g/l，ph為7.1，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間為45.3s。調(diào)理反應(yīng)器1運(yùn)行條件為：溫度20℃，ph＝3，污泥處理時(shí)間為1小時(shí)，加入0.03gfe(ii)/gss，0.05g過(guò)氧化氫/gss，并加入硫酸調(diào)整ph至3。經(jīng)過(guò)處理以后，測(cè)得其污泥毛細(xì)吸水時(shí)間(cst)及降低率見(jiàn)表1。
實(shí)施例二
調(diào)理反應(yīng)器1啟動(dòng)以后，以二沉池污泥為進(jìn)泥，其ss為16.1g/l，vss為12.8g/l，ph為7.1，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間為45.3s。調(diào)理反應(yīng)器1運(yùn)行條件為：溫度20℃，ph＝3，污泥處理時(shí)間為1小時(shí)。加入污泥0.8l，同時(shí)回流0.8l實(shí)施例一沉淀反應(yīng)器2中的污泥，并加入0.02g過(guò)氧化氫/gss，0.01gfe(ii)/gss，并加入硫酸調(diào)整ph至3。經(jīng)過(guò)處理以后，測(cè)得其污泥毛細(xì)吸水時(shí)間及降低率見(jiàn)表1。
實(shí)施例三
調(diào)理反應(yīng)器1啟動(dòng)以后，以二沉池污泥為進(jìn)泥，其ss為16.1g/l，vss為12.8g/l，ph為7.1，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間為45.3s。調(diào)理反應(yīng)器1運(yùn)行條件為：溫度25℃，ph＝3，污泥處理時(shí)間為1小時(shí)。加入污泥0.6l，同時(shí)回流1l實(shí)施例二沉淀反應(yīng)器2中的污泥，并加入0.02g過(guò)氧化氫/gss，0.005gfe(ii)/gss，并加入硫酸調(diào)整ph至3。經(jīng)過(guò)處理以后，其污泥毛細(xì)吸水時(shí)間及降低率見(jiàn)表1。
實(shí)施例四
調(diào)理反應(yīng)器1啟動(dòng)以后，以二沉池污泥為進(jìn)泥，其ss為16.1g/l，vss為12.8g/l，ph為7.1，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間為45.3s。調(diào)理反應(yīng)器1運(yùn)行條件為：溫度25℃，ph＝7.1，污泥處理時(shí)間為1小時(shí)。加入污泥0.8l，同時(shí)回流0.8l實(shí)施例三沉淀反應(yīng)器2中的污泥，并加入0.2gs2o82-/gss，0.01gfe(ii)/gss。經(jīng)過(guò)處理以后，其污泥毛細(xì)吸水時(shí)間及降低率見(jiàn)表1。
實(shí)施例五
調(diào)理反應(yīng)器1啟動(dòng)以后，以二沉池污泥為進(jìn)泥，其ss為16.1g/l，vss為12.8g/l，ph為7.1，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間為45.3s。調(diào)理反應(yīng)器1運(yùn)行條件為：溫度30℃，ph＝7.1，污泥處理時(shí)間為1小時(shí)。加入污泥0.6l，同時(shí)回流1l實(shí)施例四沉淀反應(yīng)器2中的污泥，并加入0.1gs2o82-/gss，0.005gfe(ii)/gss。經(jīng)過(guò)處理以后，其污泥毛細(xì)吸水時(shí)間及降低率見(jiàn)表1。
實(shí)施例六
調(diào)理反應(yīng)器1啟動(dòng)，以厭氧消化后污泥為進(jìn)泥，其ss為33g/l，vss為20g/l，ph為7.2，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間為208.2s。調(diào)理反應(yīng)器1運(yùn)行條件為：溫度35℃，ph＝7.2，污泥處理時(shí)間為1小時(shí)，加入0.03gfe(ii)/gss，0.4gs2o82-/gss。經(jīng)過(guò)處理以后，其污泥毛細(xì)吸水時(shí)間及降低率見(jiàn)表1。
實(shí)施例七
調(diào)理反應(yīng)器1啟動(dòng)以后，仍以厭氧消化后污泥為進(jìn)泥，其ss為33g/l，vss為20g/l，ph為7.2，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間為208.2s。調(diào)理反應(yīng)器1運(yùn)行條件為：溫度35℃，ph＝7.2，污泥處理時(shí)間為1小時(shí)，加入污泥0.8l，同時(shí)回流0.8l實(shí)施例七沉淀反應(yīng)器2中的污泥，并加入0.2gs2o82-/gss，0.01gfe(ii)/gss。經(jīng)過(guò)處理以后，其污泥毛細(xì)吸水時(shí)間及降低率見(jiàn)表1。
實(shí)施例八
調(diào)理反應(yīng)器1啟動(dòng)以后，仍以厭氧消化后污泥為進(jìn)泥，其ss為33g/l，vss為20g/l，ph為7.5，污泥毛細(xì)吸水時(shí)間為208.2s。調(diào)理反應(yīng)器1運(yùn)行條件為：溫度35℃，ph＝3，污泥處理時(shí)間為1小時(shí)。加入污泥0.8l，同時(shí)回流0.8l實(shí)施例七沉淀反應(yīng)器2中的污泥，并加入0.02g過(guò)氧化氫/gss，0.01gfe(ii)/gss，并加入硫酸調(diào)整ph至3。經(jīng)過(guò)處理以后，其污泥毛細(xì)吸水時(shí)間及降低率見(jiàn)表1。
表1氧化調(diào)理裝置對(duì)于污泥脫水性的改善程度
改善程度(％)＝(進(jìn)水cst-出水cst)/進(jìn)水cst*100％
以上具體實(shí)施例說(shuō)明，本發(fā)明工藝在處理污泥時(shí)，對(duì)于污泥的脫水性均有顯著的提高，均可達(dá)到50％以上。排出的污泥既可以直接進(jìn)行沉淀，分離其中水分，也可以進(jìn)一步采用機(jī)械脫水等方法進(jìn)行進(jìn)一步處理。實(shí)施例一和實(shí)施例六沒(méi)有回流步驟，其余實(shí)施例均有回流步驟，實(shí)施例二、三、四、五、七、八需要加入的二價(jià)鐵的量明顯低于實(shí)施例一和六，但是對(duì)污泥的脫水性改善效果不次于甚至更優(yōu)于實(shí)施例一和六。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。