[发明专利]一种强化污泥三相分离的预处理技术方法

说明书

一种强化污泥三相分离的预处理技术方法，通过调节污泥pH值至碱性范围，增大污泥颗粒间的负电性排斥力作用、强化污泥细胞的溶胀破裂，同时促进污泥有机质向水相迁移、无机质聚集结块，进而破坏污泥有机质、无机质间的相互束缚作用，分散、裂解污泥的稳定絮体结构，提高有机相与无机相的密度差异与可分离性。本发明所选用的原材料易得、反应条件温和、运行控制简单，增强有机质与无机质的可分离性，强化提升污泥无机质、有机质及水的三相分离性能，对于提高污泥安全处理处置与高效资源化利用的技术水平具有重要社会环境效益和广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及强化污泥三相分离的预处理技术方法。

背景技术

污泥是污水生物处理的必然副产物，其含有大量病原菌、重金属及毒害性有机物，如不妥善处置，将会造成严重的环境污染风险。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，相应的污水收集处理率也逐步提高，继而产生大量污泥。据2020年住房和城乡建设部发布的《全国城乡建设统计年鉴》及其他相关统计资料显示，目前我国污水设计处理能力2.02亿吨/日，全年共处理污水588.25亿吨，干污泥产生量1175万吨(折算成含水率80％污泥产生量为5879万吨)，并且将以10.7％的年平均增长率持续增加，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。然而，由于技术、资金等因素的限制，污泥的安全处理处置仍是我国水污染控制领域的薄弱环节。

由于我国大部分地区普遍使用合流制污水收集系统，生活污水、工业废水、雨水混合收集处理，且管网尚不完善、漏失漏损率高，导致污水厂进水的无机杂质含量偏高；同时，为避免碳源流失对生物脱氮除磷工艺造成的不利影响，大量污水厂又普遍省去沉砂池设置，也导致剩余污泥中的无机砂含量明显高于其他发达国家污泥。上述一系列因素的综合作用使得无机质含量偏高、有机质含量偏低成为我国污泥的显著特征(有机质含量通常低于50wt.％)，进而导致国际主流污泥处理处置工艺及技术装备对我国污泥的适应性较差，例如，污泥厌氧消化工艺的产气率低、设备结垢腐蚀情况严重；污泥焚烧工艺的辅助燃料消耗量大、运行成本高；污泥有毒有害污染物(重金属等)含量超标，资源化通路不畅。因此，实现污泥有机质、无机质以及水相的三相分离是我国污泥高效处理处置与安全资源化利用的重要技术前提，实现污泥的分质处理对于改善我国污泥泥质、提高处理处置效率、促进污泥高值化利用均具有重要意义。

然而，污泥组成成分复杂，呈现稳定的胶状絮体状态，水-固稳定性强、分离技术难度大。研发强化污泥三相分离的预处理技术方法成为紧迫的客观需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种强化污泥三相分离的预处理技术方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种强化污泥三相分离的预处理技术方法，通过调节污泥pH值至碱性范围，增大污泥颗粒间的负电性排斥力作用、强化污泥细胞的溶胀破裂，同时促进污泥有机质向水相迁移、无机质聚集结块，进而破坏污泥有机质、无机质间的相互束缚作用，分散、裂解污泥的稳定絮体结构，提高有机相与无机相的密度差异与可分离性。

进一步而言，在快速搅拌条件下，向污泥投加碱溶液或酸溶液，实时监测污泥pH值，并根据pH值反馈控制碱溶液或酸溶液的投加量，最终调节污泥pH值至碱性范围；然后，在恒速搅拌条件下，通过不断补加碱溶液或酸溶液，维持上述污泥碱性pH值达一定时长，充分促进污泥在碱性条件下的水解反应以及细胞溶胞，同时增大无机颗粒与有机质组成间的负电性排斥作用，分散、裂解污泥的稳定絮体结构，并通过OH^-捕捉金属离子形成难溶性沉淀物，多种效应综合强化提高有机组分、无机组分与水相的密度差异及可分离性。

所述污泥的含水率≥95％；

优选地，所述用于调节污泥pH值的碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，浓度为1～3mol/L；