[发明专利]一种生物淋滤联合超声改善污泥脱水性能的方法

说明书

本发明属污泥处理技术领域，提供一种生物淋滤联合超声改善污泥脱水性能的方法。利用能源物质硫粉和硫酸亚铁将原污泥处理，富集土著嗜酸性硫杆菌，得到酸化接种污泥；然后用培养好的酸化接种污泥加入到待处理的污泥中进行生物淋滤处理；随后继续进行污泥超声处理、机械脱水。调理后的污泥含水率可降至70%‑73%；污泥过滤比阻(SRF)低于4×10supgt;11/supgt;cm/g；上清液总有机碳(TOC)浓度、氨氮浓度和有机物（COD）浓度均有增加；胞外聚合物(EPS)中的蛋白质总含量减少，有利于污泥脱水。本发明方法可降低污泥过滤比阻，提高污泥脱水性能，节约污泥处理成本，且无二次污染。

技术领域

本发明属于环境保护中的污泥处理技术领域，具体涉及一种生物淋滤联合超声改善污泥脱水性能的方法，为污泥的减量化和资源化利用提供一种新思路。

背景技术

近年来，随着我国污水处理效率不断提高，污泥产生量也呈现出逐年增长的趋势，预计到2020年污泥产量将突破6000万吨，污泥的处理处置越来越重要。剩余污泥中含有大量的水分，且其存在胞外聚合物(EPS)使水分较难脱除，再加上我国污泥处理起步较晚，剩余污泥一般直接经过浓缩和机械脱水后，就将含水率在80%以上的脱水污泥直接送入垃圾填埋场进行卫生填埋，此方法不仅占用土地，还容易对地下水和土壤造成二次污染。在污泥处理处置过程所遵循的3R(Reduce、Recycle、Reuse)原则中，污泥的减量化(Reduce)是首要解决的问题，从源头上减少污泥产生量，从末端上减少污泥体积，同时不产生二次污染，是当前环境问题中急需关注的重要课题。所以针对我国污泥特性，开发安全、高效、经济的污泥调理技术改善污泥脱水性能至关重要。

污泥的结构组成、颗粒型态特征和水的结合形式导致了污泥中的水分难以脱除，脱水性能变差。实现污泥减量化必须进行脱水处理。其中，物理方法主要有淘洗法、超声、微波和热水解法等，淘洗法不仅费时费力，效果还不太理想；而微波和热水解主要利用外加能量使得污泥粒子产生热运动，分解EPS和微生物细胞。但是，高温预处理不仅能耗高，处理成本高，且常常伴随着恶臭气体的产生，易对环境造成二次污染。而超声利用其空化作用破解细胞壁，破坏污泥絮体结构，从而释放胞内结合水。空化作用能够通过微湍流和冲击波现象形成强烈对流，使空化气泡能够瞬间崩塌，污泥菌胶团受到较大的剪切力而被破坏；且其溶剂蒸汽分解形成•O、•OH和HO₂•，使其释放其中的有机物和水分，处理效果较好，无二次污染。

生物法是指向污泥中添加具有活性的物质，发生生物化学反应和微生物代谢反应等使得污泥中的 EPS 结构破坏，从而释放结合水达到改善脱水性能的目的。生物淋滤是一种污泥无害化、低成本的技术，生物淋滤法同时具备去除污泥重金属和改善污泥脱水性能的作用，淋滤过程中微生物替代和酸化作用改变了污泥中微生物的组成，降低了污泥中EPS 的含量以及改变了污泥胶体表面的电荷，使得污泥的脱水性能得到有效改善；其中重金属的去除主要是依靠嗜酸性硫杆菌本身催化氧化的直接溶出作用及微生物代谢过程产生的酸性条件的间接溶出作用。该技术具有实用性强、处理效率高且基本无二次污染等特点。一般而言，单一的调理方法作用效果有限，因此，联合不同调理方法处理将是提高污泥脱水性能的一种选择。

污泥的超声处理技术需要在低pH条件下才能取得良好的效果，在低pH条件下，EPS中官能团的质子化降低了聚合物间的静电作用，且酸性环境也有利于EPS的水解。但是投加大量无机酸酸化污泥会使得污泥处理运行费用昂贵且会造成二次污染。而污泥生物淋滤既可以为超声处理提供适宜的pH条件，又能节省无机酸的消耗，降低处理费用，且清洁无污染。除此之外，生物淋滤本身具有的酸化和氧化絮凝作用能显著改善污泥的脱水性能，再通过超声波产生的机械效应、热效应、声化学效应等作用的强化，污泥脱水性能将大幅度改善。两种处理过程的联用能够使其发挥各自的优势，有效地改善剩余污泥的脱水性能。

发明内容

本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种生物淋滤联合超声改善污泥脱水性能的方法。