一種剩余污泥破壁無(wú)害化減量不反溶處理方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及剩余污泥減量處置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)生及數(shù)量在不斷增長(zhǎng)。每年全國(guó)剩 余污泥產(chǎn)生量達(dá)到3000萬(wàn)t(含水率80% )。污水處理中的剩余污泥處理和處置技術(shù)在我國(guó) 還處于起步階段，全國(guó)現(xiàn)有污水處理設(shè)施中有剩余污泥穩(wěn)定處理設(shè)施的還不到1/4,處理工 藝和配套裝置較為完善的還不到1/10。剩余污泥處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用巨大，可占整個(gè)污 水廠投資及運(yùn)行費(fèi)用的25%~65%，已成為城市污水處理廠所面臨的沉重負(fù)擔(dān)。
[0003] 剩余污泥是污水處理后的附屬品，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體 等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。剩余污泥含鹽量較高，會(huì)明顯提高土壤電導(dǎo)率，破壞植物養(yǎng) 分平衡、抑制植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，甚至對(duì)植物根系造成直接的傷害，而且離子間的拮抗作用 會(huì)加速有效養(yǎng)分的淋失。污水中的病原體(病原微生物和寄生蟲(chóng))經(jīng)過(guò)處理會(huì)進(jìn)入污泥中， 新鮮污泥中檢測(cè)得到的病原體多達(dá)千種。在污水處理過(guò)程中，70%~90%的重金屬元素通 過(guò)吸附或沉淀而轉(zhuǎn)移到剩余污泥中。一些重金屬元素主要來(lái)源于工業(yè)排放的廢水如鎘、鉻； 一些重金屬來(lái)源于家庭生活的管道系統(tǒng)如銅、鋅等重金屬。重金屬是限制剩余污泥大規(guī)模 土地利用的重要因素，因?yàn)槭Ｓ辔勰嗍┯糜谕寥篮螅亟饘賹⒎e累于地表層。另外重金屬一 般溶解度很小，性質(zhì)較穩(wěn)定、難去除，所以其潛在毒性易于在作物和動(dòng)物以及人類中積累。
[0004] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展，我國(guó)城市污水處理能力不斷增強(qiáng)，產(chǎn)生的剩 余污泥量急劇增加。若剩余污泥得不到妥善的處理處置，不僅將占用大量的土地，而且將會(huì) 對(duì)環(huán)境造成二次污染，成為影響城市環(huán)境衛(wèi)生的一大公害。如何科學(xué)、妥善的處理剩余污泥 已成為城市發(fā)展必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0005] 污泥減容是通過(guò)降低污泥的含水率來(lái)縮小污泥的體積，而污泥中生物固體量幾乎 得不到減少。減量則是通過(guò)物理、化學(xué)、生物等手段使剩余污泥的生物固體量達(dá)到最少，主 要是依靠降低微生物產(chǎn)率以及利用微生物自身內(nèi)源呼吸進(jìn)行氧化分解等。
[0006] 目前污泥處理有如下技術(shù)方案：
[0007] -、利用石灰進(jìn)行污泥改性干化法，造成填埋后的污泥返溶、破壞土壤環(huán)境、形成 地下水污染的局面;垃圾填埋場(chǎng)對(duì)此不符合要求的污泥填埋的拒絕接收，并造成了垃圾填 埋場(chǎng)的嚴(yán)重超負(fù)荷和滲濾液的增量和處理困難；
[0008] 二、將80 %含水率的污泥送往水泥廠混合焚燒，焚燒中由于含水率太高也帶來(lái)成 本的上升和能源的消耗及空氣的污染，目前由于生產(chǎn)量能的原因水泥廠也無(wú)法接納太多的 污泥焚燒處置；
[0009] 三、使用高額投資建設(shè)的干化項(xiàng)目由于運(yùn)行費(fèi)用的高昂而閑置，對(duì)目前的節(jié)能與 減排也不相適應(yīng)，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用太大的干化項(xiàng)目需要升級(jí)產(chǎn)品替代；
[0010]四、利用厭氧消化或水解等高溫方法處理污泥的量能有限，無(wú)法滿足綠肥及土壤 有機(jī)肥的需求，厭氧消化或水解需要的耗能也造成高企的成本與產(chǎn)出的產(chǎn)品之間巨額相 差，難以彌補(bǔ)收支平衡。
[0011] 以上情況表明：普通的處理方法下利用石灰進(jìn)行改性填埋，但壓榨后的污泥并沒(méi) 有土壤的性質(zhì)，不具有自然風(fēng)化功能，也不具有土壤的鎖水與保水功能。徹底解決剩余污泥 問(wèn)題的水解厭氧及焚燒方法因處理過(guò)程中的環(huán)境污染和處理成本昂貴而無(wú)法推廣和普遍 實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，提出一種常溫常態(tài)下處理的、技 術(shù)可靠、操作簡(jiǎn)單、投資少、無(wú)二次污染、運(yùn)行費(fèi)用低的剩余污泥破壁減量化不返溶處理方 法及裝置，從源頭上減少污泥的干物質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)污水處理廠的活性污泥中的微生物來(lái)源于 大自然，無(wú)害處理后最終也回歸大自然。
[0013] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0014] 本發(fā)明的總體思路是將剩余污泥經(jīng)過(guò)調(diào)理劑在三級(jí)攪拌反應(yīng)器中，利用酸堿反應(yīng) 原理和特殊的攪拌壓榨技術(shù)工藝對(duì)剩余污泥中有害菌的殺滅、細(xì)菌的破壁、細(xì)胞水的釋放、 重金屬的螯合固化、污泥的穩(wěn)定化不返溶及資源化處置，污泥有機(jī)物質(zhì)被充分破壁降解去 除，從根本上減少污泥固體含量，最大程度實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥穩(wěn)定。相對(duì) 目前的剩余污泥處理方法，本發(fā)明對(duì)污泥減容減量率達(dá)50%左右，是目前國(guó)內(nèi)外比較經(jīng)濟(jì)、 綠色、環(huán)保的污泥處置方法。
[0015] 具體地，本發(fā)明提出的剩余污泥破壁無(wú)害化減量不反溶處理方法按以下步驟進(jìn) 行：
[0016] 步驟1、將待處理剩余污泥輸送至預(yù)存池，對(duì)污泥儲(chǔ)量和污泥濃度進(jìn)行調(diào)蓄；
[0017] 步驟2、將調(diào)蓄后的污泥從預(yù)存池栗入三級(jí)攪拌反應(yīng)器，與調(diào)理劑進(jìn)行混合反應(yīng)， 調(diào)理劑與污泥充分接觸，發(fā)生絮凝、斷鏈、破壁等多種反應(yīng)；
[0018] 步驟3、反應(yīng)后的污泥重力自流到沉淀池中，沉淀后排出上清液；
[0019] 步驟4、將沉淀池底部污泥栗入貯泥池，然后通過(guò)隔膜栗輸送至板框壓濾機(jī)并壓 榨；
[0020] 步驟5、排除泥餅待機(jī)。
[0021]具體地，在以上步驟中，步驟2的三級(jí)攪拌反應(yīng)器采用的是三個(gè)依次連接的攪拌反 應(yīng)缸，每個(gè)攪拌缸內(nèi)的攪拌葉片都由上、下同軸兩組轉(zhuǎn)葉組成，每組3片，兩組轉(zhuǎn)葉之間錯(cuò)開(kāi) 成一定角度，最佳是60°角，轉(zhuǎn)葉片尾端相對(duì)于軸心線的扭轉(zhuǎn)角度為10~20°，由此在反應(yīng)器 內(nèi)部對(duì)污泥形成橫向剪切力和縱向剪切力的雙重作用，第1和第2級(jí)的攪拌反應(yīng)缸轉(zhuǎn)速為 250~350轉(zhuǎn)/分鐘，第3級(jí)降到200~250轉(zhuǎn)/分鐘。最優(yōu)的是，所述第1級(jí)和第2級(jí)攪拌反應(yīng)缸 的轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，第3級(jí)攪拌反應(yīng)缸的攪拌速度降到250轉(zhuǎn)/分鐘。
[0022]所述三級(jí)攪拌反應(yīng)器的第1級(jí)攪拌反應(yīng)缸主要是對(duì)污泥進(jìn)行破壁和斷鏈反應(yīng)，第1 級(jí)與第2級(jí)攪拌反應(yīng)缸之間通過(guò)連通器連接，當(dāng)?shù)?級(jí)反應(yīng)后污泥與調(diào)理劑的混合物達(dá)到頂 端時(shí)則自動(dòng)溢出到第2級(jí)攪拌反應(yīng)缸;所述第2級(jí)攪拌反應(yīng)缸是對(duì)污泥進(jìn)行的電化學(xué)反應(yīng)， 第2級(jí)與第3級(jí)攪拌反應(yīng)缸之間通過(guò)連通器連通，電化學(xué)反應(yīng)充分后的污泥自動(dòng)溢出進(jìn)入第 3級(jí)攪拌反應(yīng)缸，主要進(jìn)行螯合、固化與泥水分離反應(yīng);整個(gè)三級(jí)攪拌反應(yīng)的時(shí)間為9-27分 鐘，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)行進(jìn)入三級(jí)反應(yīng)器的剩余污泥的流速已控制反應(yīng)時(shí)間，三級(jí)攪拌反應(yīng)器的 最佳性價(jià)比反應(yīng)時(shí)間為共計(jì)9分鐘。
[0023]本發(fā)明設(shè)計(jì)以上的三級(jí)反應(yīng)，第1級(jí)攪拌反應(yīng)缸反應(yīng)后污泥立即不臭，第1、2級(jí)的 電化學(xué)反應(yīng)、破壁、斷鏈后使得剩余污泥中存在的有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)液相和固相的分 離，在第3級(jí)攪拌反應(yīng)缸及以后的貯泥池中再對(duì)固相進(jìn)行固化處理、使其不再返溶，壓榨脫 水后達(dá)到污泥結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的無(wú)臭無(wú)害化，使其具有土壤的鎖水保濕性、具有正常土壤的泥性， 從而實(shí)現(xiàn)多資源化處理。
[0024]本發(fā)明所用的調(diào)理劑是采用不含石灰CaO,而是以鈣鹽與鋁鹽為主的礦物質(zhì)調(diào)理 劑。調(diào)理劑的配制采用酸堿理論的電離理論、質(zhì)子理論、電子理論、酸堿溶劑理論，主要使用 鈣鹽、鋁鹽、鐵鹽及其他的硅酸鹽等為主要成份。不同的地區(qū)土壤性質(zhì)及污泥的有機(jī)質(zhì)含量 不同則配制堿的比例不同，具體使用前進(jìn)行測(cè)量而得。采用這類礦物質(zhì)調(diào)理劑，是利用物化 的方法，不參加有損土壤酸