一种市政污泥二段式热水解的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及污泥处理处置相关技术领域，提供了一种市政污泥二段式热水解的方法及其系统，其能解决市政污泥水解不彻底、固液分离效果差的技术问题，提高后续液体肥的肥效和降低干渣含水率，实现污泥的资源化利用，其特征在于：步骤1、浆化污泥；步骤2、将污泥输出至第一水解装置，在第一水解装置中添加含有硝酸钙的稀硝酸溶液，调节污泥pH至酸性，在高温下进行热酸水解；步骤3、将污泥输出至第二水解装置，在第二水解装置中添加工业级硅藻土，采用生石灰调节污泥pH至弱碱性，进行低温热水解；步骤4、将污泥输出至固液分离装置，通过固液分离装置收集滤液，回收污泥中的营养成分，同时干渣作为填埋覆土，实现污泥的资源化利用。实现污泥的资源化利用。实现污泥的资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种市政污泥二段式热水解的方法及其系统


[0001]本专利技术涉及污泥处理处置相关
，具体涉及一种市政污泥二段式热水解的方法及其系统。

技术介绍

[0002]伴随着世界城市数量和规模的迅猛发展，市政污水的排放量也在急剧的增加，源源不断的市政污泥在污水净化的流程中产生，而如此数量的污泥如何科学有效的处理已经成为城市发展的一个新难题。市政污泥不仅具有极其复杂的成分和极高的含水量，还含有大量的营养物质和病原菌微生物、重金属等有毒有害物质，而且大多数污泥常常伴有恶臭气味，影响空气质量。若污泥没有经过科学处理而随意堆放到土地上，在雨水的冲刷下，污泥里的污染物质会渗透到地下水、土壤中，直接影响到国家的水土安全和我们的身体健康，所以污泥的减量化、资源化利用已经成为我国乃至全世界面临的一个迫在眉睫的问题。
[0003]污泥的热水解技术是目前污泥处理常用技术。在热水解过程中，污泥絮体分解、细胞破碎及有机物释放，可以实现污泥的无害化，减小污泥体积，改善脱水性能，同时减少污泥中挥发性有机物的含量，实现污泥的稳定化。但当前，热水解技术在工业化规模推广中面临着水解不彻底、固液分离效果差、热量分散利用的现象，造成后续液体肥的肥效低、干渣含水率高影响后续资源化利用的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种市政污泥二段式热水解的方法及其系统，其能解决市政污泥水解不彻底、固液分离效果差的技术问题，提高后续液体肥的肥效和降低干渣含水率，实现污泥的资源化利用。
[0005]其技术方案是这样的：一种市政污泥二段式热水解的方法，其特征在于：步骤1、浆化污泥；步骤2、将污泥输出至第一水解装置，在第一水解装置中添加含有硝酸钙的稀硝酸溶液，调节污泥pH至酸性，在高温下进行热酸水解；步骤3、将污泥输出至第二水解装置，在第二水解装置中添加工业级硅藻土，采用生石灰调节污泥pH至弱碱性，进行低温热水解；步骤4、将污泥输出至固液分离装置，通过固液分离装置收集滤液，回收污泥中的营养成分，同时干渣作为填埋覆土，实现污泥的资源化利用。
[0006]进一步的，所述步骤1具体为：在浆化罐中对含水率80%~85%的市政脱水污泥进行加水稀释至88%~90%并加以均质搅拌。
[0007]进一步的，所述步骤2具体为：将步骤1中均质后的污泥浆通过柱塞泵打入第一水解装置中，并向第一水解装置中投加含有硝酸钙的稀硝酸溶液调节污泥pH，热水解温度维持在120~220℃，热水解反应时间维持在30~120min。
[0008]进一步的，所述步骤3具体为：将步骤2中水解后的污泥，通过第一水解装置中的自身正压输送到第二水解装置中，向第二水解装置中投加工业级硅藻土，并用生石灰调节污泥pH，热水解温度维持在80~100℃，热水解反应时间在30~60min。
[0009]进一步的，步骤2中，所述稀硝酸溶液中的稀硝酸质量分数为30%，调节污泥pH至3~5；所述硝酸钙的添加量占污泥干重的10%~25%。
[0010]进一步的，步骤3中，所述工业级硅藻土的添加量占污泥干重的10%~25%，采用生石灰调节污泥pH=7~8。
[0011]本专利技术还包括基于上述方法的一种市政污泥二段式热水解的系统，其特征在于：包括通过管路依次连接的浆化罐、第一水解装置、第二水解装置、固液分离装置、液体肥收集装置和干渣收集装置，所述第一药剂罐通过管路连接第一水解装置，所述第二药剂罐通过管路连接第二水解装置，所述第二水解装置出气端口和浆化罐相连接的支线管路上依次连接有负压风机和冷凝器，用于回收热量及中水回用。
[0012]进一步的，所述浆化罐用于对含水率80%~85%的市政脱水污泥进行加水稀释至88%~90%并加以均质搅拌。
[0013]进一步的，所述第一水解装置用于添加含有硝酸钙的稀硝酸溶液，调节污泥pH至酸性后，对污泥进行高温热酸水解。
[0014]进一步的，所述第一水解装置设有加热夹套，其中加热介质为饱和蒸汽或导热油。
[0015]进一步的，所述第二水解装置用于添加工业级硅藻土，采用生石灰调节污泥pH至弱碱性后，对污泥进行低温热水解。
[0016]进一步的，所述第二水解装置为常压容器，外壁设置有冷却夹套，保证水解反应在合适温度下进行。
[0017]进一步的，所述固液分离装置为板框压滤装置或离心脱水装置或带式压滤装置。
[0018]进一步的，所述浆化罐、第一水解装置、第二水解装置均设置有变频搅拌装置，搅拌转速设置为50~75rpm。
[0019]本专利技术的方法的有益效果为：本专利技术通过设置二段式水解，首先在第一水解装置中进行高温热水解，利用硝酸钙在酸性条件下具有强氧化性，在热酸条件下能有效破坏污泥絮体，使胞外聚合物脱落并溶于水相中，由于污泥表面呈负电荷，二价钙离子对污泥细胞能起到桥接絮凝和电中和的作用，同时钙离子具备碱金属螯合特性，与蛋白质发生络合反应，通过疏水作用及氢键结合，提升污泥的脱水性能，并且硝酸钙作为常用农用肥料，可以增加液体肥的肥效，同时含钙干渣可用于碱化土壤的改良；然后在第二水解装置中进行低温热水解，利用工业级硅藻土中含有含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等物质，在中和硝酸的过程中起到电中和的作用，同时硅藻土在稀硝酸环境中比表面积得到提升，硅藻孔进行了修饰，疏松多孔的结构在污泥压滤过程中起到骨架支撑的作用，同时提高了泥饼中水的渗透性，进一步提高了污泥的脱水性能；从而解决市政污泥水解不彻底、固液分离效果差的技术问题，达到了提高液体肥的肥效和降低干渣含水率，实现污泥的资源化利用的有益效果。
附图说明
[0020]图1为本专利技术系统的整体结构示意图。
具体实施方式
[0021]为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0022]实施例1一种市政污泥二段式热水解的系统，包括通过管路依次连接的浆化罐、第一水解装置、第二水解装置、固液分离装置、液体肥收集装置和干渣收集装置；所述第一药剂罐通过管路连接第一水解装置，所述第二药剂罐通过管路连接第二水解装置；所述第二水解装置出气端口连向浆化罐支线管路上依次连接有负压风机和冷凝器，用于回收热量及中水回用。
[0023]所述浆化罐用于对含水率80%~85%的市政脱水污泥进行加水稀释至88%~90%并加以均质搅拌。
[0024]所述第一水解装置设有加热夹套，其中加热介质为饱和蒸汽或导热油。所述第一水解装置用于添加含有硝酸钙的稀硝酸溶液，调节污泥pH至酸性后，对污泥进行高温热酸水解。
[0025]所述第二水解装置为常压容器，外壁设置有冷却夹套，保证水解反应在合适温度下进行。所述第二水解装置用于添加工业级硅藻土，采用生石灰调节污泥pH至弱碱性后，对污泥进行低温热水解。
[0026]所述固液分离装置为板框压滤装置或离心脱水装置或带式压滤装置。
[0027]所述浆化罐、第一水解装置、第二水解装置均设置有变频搅拌装置，搅拌转速设置为50~75rpm。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种市政污泥二段式热水解的方法，其特征在于：步骤1、浆化污泥；步骤2、将污泥输出至第一水解装置，在第一水解装置中添加含有硝酸钙的稀硝酸溶液，调节污泥pH至酸性，在高温下进行热酸水解；步骤3、将污泥输出至第二水解装置，在第二水解装置中添加工业级硅藻土，采用生石灰调节污泥pH至弱碱性，进行低温热水解；步骤4、将污泥输出至固液分离装置，通过固液分离装置收集滤液，同时干渣作为填埋覆土。2.根据权利要求1所述的一种市政污泥二段式热水解的方法，其特征在于：所述步骤1具体为：在浆化罐中对含水率80%~85%的市政脱水污泥进行加水稀释至88%~90%并加以均质搅拌。3.根据权利要求1所述的一种市政污泥二段式热水解的方法，其特征在于：所述步骤2具体为：将步骤1中均质后的污泥浆通过柱塞泵打入第一水解装置中，并向第一水解装置中投加含有硝酸钙的稀硝酸溶液调节污泥pH，热水解温度维持在120~220℃，热水解反应时间维持在30~120min；所述稀硝酸溶液中的稀硝酸质量分数为30%，调节污泥pH至3~5；所述硝酸钙的添加量占污泥干重的10%~25%。4.根据权利要求1所述的一种市政污泥二段式热水解的方法，其特征在于：所述步骤3具体为：将步骤2中水解后的污泥，通过第一水解装置中的自身正压输送到第二水解装置中，向第二水解装置中投加工业级硅藻土，并用生石灰调节污泥pH，热水解温度维持在80~100℃，热水解反应时间在30~60min；所述工业级硅藻土的添加量占污泥干重的10%~25%，采用生石灰调节污...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨汉文，陆小游，常伟，王瑞，徐新伟，张宝新，
申请(专利权)人：无锡国联环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：