[发明专利]一种基于碱热水解机械分离萃取污泥处理的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于碱热水解机械分离萃取污泥处理的控制方法及系统，方法包括如下步骤：（1）将含水率80%以上的脱水污泥过滤，之后与含Ca²⁺螯合剂形成pH值为9‑9.5的预混污泥；（2）预混污泥进行二次混合及预加热蓄能，形成螯合型复合污泥；（3）螯合型复合污泥进行旋转剪切反应，形成高温螯合污泥，形成的高温螯合污泥的温度为80℃‑90℃，高温螯合污泥继续旋转剪切反应，形成预处理污泥；（4）预处理污泥换热冷却，并在添加弱酸后进行深度处理，有机物与无机物分离，分离后含无机物的污泥含水率小于50%。本发明污泥处理的控制精准，高效且节能，实现了污泥的资源化、减量化。

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种基于碱热水解机械分离萃取污泥处理的控制方法及系统。

背景技术

当前，城市污泥无害化处置率要求达到90%以上，污泥满足含水率小于60%，处理之后的肥料或土壤改良剂，用于国土绿化、园林建设、废弃矿场及非农用的盐碱地和沙化地，积极采用好氧发酵等堆肥工艺，回收利用污泥中氮磷等营养物质。

未经处理的污泥含有大量有机物、致病菌及重金属等有毒有害的非均质体。其中，未处理的污泥组成中的胞外聚合物（EPS）对污泥脱水性能影响很大。EPS主要由蛋白质、多糖、腐殖质、核酸及脂类等不同的大分子物质构成，这些物质分布在细胞外和微生物聚集体内部，与细胞黏附形成巨大发网状结构，包括大量水分，使得污泥难以脱水。

研究人员针对未处理污泥的特点，致力于采用一定的污泥稳定化工艺来使污泥中的有机物达到稳定化状态。但在稳定化工艺之前需要通过污泥预处理技术，破坏污泥的絮体和细胞结构，释放出细胞内物质。

当前，有采用碱热处理作为污泥的预处理技术。如专利CN112830644A公开了活性污泥生物质分离的方法及系统和应用，其中方法包括：将碱性浓浆和待处理的活性污泥进行预先混合后，泵送到反应釜中，在高速剪切的搅拌条件下高温反应。该方法有效地对碱性浓浆和活性污泥进行混合和搅拌，加快活性污泥中的生物质破碎，而且预先混合使得反应物充分混合，从源头上降低了碱性浓浆的应用，使得泥饼和滤液中的碱性浓浆减少，扩大了泥饼的用途和避免了pH过高的滤液对植物的伤害；而且本发明通过高速剪切的方式对反应物中生物质进行切割，加快生物质破碎，从而释放出大量生物质内部的蛋白质组分，提高了最终产物分离出的滤液中氮的含量，进一步加快了反应速度，缩短了反应时间，节约了大量资源。

但是，现有技术在进行预处理时，处理温度高，也预处理过程中不能进行实时调控，导致能耗较高，且快速降温不易控制。

因此，满足污泥含水率指标的情况下，如何对污泥预处理的工艺精准调控，提升污泥预处理效率，节省污泥预处理的成本，以实现降低预处理能耗是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种基于碱热水解机械分离萃取污泥处理的控制方法及系统，脱水污泥与含Ca²⁺螯合剂在碱性环境下混合后先进行预加热蓄能，之后进行碱热水解机械分离，污泥的絮体和细胞结构同时破碎，Ca²⁺会与污泥中物质形成沉淀物，释放吸附的游离水，最大程度实现污泥的离心脱水。在满足污泥含水率指标的情况下，在合理区间的pH值、压力及温度下，对碱热机械中搅拌的速度及时间进行精准协同控制，提升污泥预处理效率，节省污泥预处理的成本，实现降低预处理能耗。

第一方面，本发明提供一种基于碱热水解机械分离萃取污泥处理的控制方法，包括如下步骤：

（1）将含水率80%以上的脱水污泥过滤，之后与设定比例的含Ca²⁺螯合剂进行预混，形成pH值为9-9.5的预混污泥；

（2）将预混污泥进行二次混合及预加热蓄能，形成螯合型复合污泥，螯合型复合污泥的温度不低于60℃；