[发明专利]污泥深度脱水处理方法

说明书

本发明提供了一种污泥深度脱水处理方法及污泥脱水反应系统，该处理方法为：污泥和丙烷在低温高压条件下反应生成丙烷水合物，直至丙烷的分压不再下降，污泥深度脱水过程完成；污泥脱水反应系统包括：高压反应器、钢瓶、水浴槽和冷却器。本发明的处理方法具有免调理剂投加、工艺简单、成本低廉等特点，其不仅避免了传统污泥机械脱水工艺前调理药剂投加所造成的二次环境污染风险，而且同时还可以实现污泥含水率的有效降低；另外，污泥脱水过程完成后，丙烷水合物分解的丙烷可重复利用及水可免处理直接排放，均降低了污泥脱水工艺对自然资源的消耗，因此，本发明的处理方法具有较高的经济效益、社会环境效益和较大的市场应用前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种污泥深度脱水处理方法及污泥脱水反应系统。

背景技术

污泥是污水生物处理的必然产物，其携带有大量病原菌、重金属及毒害性有机污染物，如不妥善处置，将会造成严重的污染环境的风险。自20世纪90年代以来，随着我国经济建设与城镇化水平的快速发展，污水产生量日益增大，相应地污水收集处理率也逐步提高，进而产生大量污泥。因此，大量产生的污泥对我国环境污染防治及社会资源的可持续利用构成了严峻挑战。

由于技术、资金等因素的限制，我国污水处理行业存在“重水轻泥”的现象，污泥的安全处理处置已成为水污染控制领域的薄弱环节。大约80％的污泥尚未得到安全处理处置，随意堆存成为了污水厂污泥的主要排放出路，由此造成的二次污染不仅严重威胁了污泥堆场附近的环境质量，而且还与当今社会生态文明发展理念相悖，因此，安全、高效、节能、低成本的污泥处理处置技术已成为环境质量提升的必然要求与水污染控制技术主流的发展趋势。

污泥深度脱水可有效实现污泥减容、降低流动性、提高焚烧热值等目的，因此，无论是污泥运输、堆肥、焚烧，还是固化稳定化、填埋，均对污泥的含水率做出了严格的要求，例如《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质(GB/T23485‐2009)》规定卫生填埋污泥含水率必须低于60wt％；而通常认为污泥自持燃烧的含水率上限应为50wt％；对于好氧堆肥，则要求污泥含水率低于60wt％，否则不利于堆体中的气体传质。总之，高含水率特性是制约污泥无害化处置的关键控制因子，因此污泥脱水是实现污泥高效、低成本处理与资源化利用的重要前提。然而，污泥组成的成分极度复杂，有机质含量通常占总固体含量的70‐80wt％，且有机组分具有高度的亲水性和持水性，使得污泥呈胶体状的絮体结构，脱水性能极差。

目前，以聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)、聚丙烯酰胺(PAM)为代表的混凝剂、絮凝剂仍是广泛使用的污泥脱水调理剂，其通过电性中和与吸附架桥作用改变污泥固体颗粒的表面电性与聚集状态，可在一定程度上降低污泥的间隙水含量，促进污泥自由水的脱除，但对于表面附着水及结合水的去除并无明显的作用优势，因此采用上述传统调理剂后，再进行机械脱水，污泥含水率只能降至80wt％左右。再者，聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC) 的投加还向污泥中引入大量氯离子，加剧了污泥焚烧工艺中的二噁英生成风险，Fe³⁺的引入则会造成污泥处理设备的腐蚀，而聚丙烯酰胺(PAM)的投加所不可避免引入的丙烯酰胺单体具有长期的环境赋存特性及潜在生物毒性，上述缺陷严重限制了传统脱水调理剂的可持续推广应用。另外，对于污泥深度脱水工艺而言，生石灰作为脱水固化药剂而得以广泛使用，但投加量通常达污泥湿重的10‐15wt％，投加量高、增容比大、调节污泥pH值至碱性等均成为了传统脱水固化剂制约污泥后续资源化利用与处理效率的主要因素。因此，在兼顾环境、社会和经济效益平衡的前提下，免调理的污泥高效深度脱水技术具有广阔的市场应用前景与社会环境效益。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，首要目的是提供一种污泥深度脱水处理方法，该处理方法具有免调理剂投加、工艺流程简单易行等特点。

本发明的第二个目的是提供一种实现上述处理方法的污泥脱水反应系统。

本发明的第三个目的是利用上述污泥脱水反应系统进行污泥深度脱水的方法。