【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污泥资源化利用，具体涉及一种生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法。
技术介绍
1、污泥是污水处理的副产物，主要来源有污水中的难降解有机物、微生物代谢产物和一些寄生虫卵等，若不及时处理，会容易滋生细菌，发散出恶臭的气味，不仅会污染环境，还会对人们的身心健康产生极大的危害。“水十条”中明确指出污泥处理是未来全面控制污染物排放的重要内容。污泥脱水是实现污泥减量化、资源化和无害化的重要步骤，决定了最终污泥处理费用及最终处置方式的选择，是污泥处理过程中最重要的工艺环节。然而，污泥的处理成本较高，普遍占污水厂运行费用的25～40％，严重制约了污水厂可持续和稳定的发展，给污水厂的日常维护和运行带来了较为沉重的经济负担。此外，污水处理行业碳排放量占全社会总排放量的1～2％，为实现碳中和的目标，污泥处置是不可忽视的减排领域。
2、污泥生物处理是利用嗜热微生物好氧呼吸降解有机物过程产生的生物热，配合强制通风促进水分蒸发，在不添加外源热能的情况下使污泥快速有效脱水。外源嗜热微生物添加后，污泥堆体在1～3天内升温到高温阶段，在有机物降解和温度升高的推动下，微生物代谢破坏污泥结构，分解污泥颗粒。污泥中的孔隙增多，表面吸附水向间隙水转化，降低水分去除所需能量，促使污泥水分快速排出。并且全过程通风好氧，大大减少污泥的恶臭气味排放。同时微生物代谢，使污泥中的蛋白质和多糖减少，蛋白质和多糖是具有粘性和亲水性的高分子物质，能够形成类似凝胶的、高度水化的带电絮体基质。这些聚合物通过产生粘性力，将微生物包埋在絮体里面，维持絮凝体结构和功
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，利用生物处理破坏污泥结构，改变污泥水分形态，解决压滤过程中水分与污泥颗粒紧密结合的瓶颈；整个处理过程不额外加热，不添加药剂，仅利用嗜热微生物的代谢活动对污泥进行发酵处理，降低污泥处理成本，最终实现污泥的变废为宝。
2、本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
3、一种生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，包括以下步骤：
4、(1)将污泥与嗜热菌剂混合均匀后投入生物处理设备中进行好氧预处理；
5、(2)将预处理后的污泥输送到高压薄层压滤设备中进行压滤。
6、进一步地，步骤(1)中所述污泥的含水率在80％以上。
7、进一步地，步骤(1)中所述好氧预处理是在通风和搅拌的条件下进行，通风量为1～4l·h-1·kg-1，间歇通风频率为开5～30min/闭10～60min，并以30～300min为一个曝气周期，发酵时间为1～3天。
8、进一步地，步骤(1)中所述嗜热菌剂的耐受温度70℃以上，包括但不限于包括calditerricolayamamurae(极端嗜热菌)、thermus thermophilus(嗜热栖热菌)、calditerricolasatsumensis(超嗜热菌)、thermaerobactercomposti(嗜热气杆菌)中的至少两种；嗜热菌剂的载体为米糠、玉米粉、淀粉中的至少一种。
9、进一步地，步骤(1)中所述污泥与嗜热菌剂的质量比为(90～100):(0.5～2)。
10、在本专利技术中，步骤(1)可以是“将污泥与嗜热菌剂混合均匀后投入生物处理设备中进行预处理”，也可以是“将污泥与压滤后的污泥、嗜热菌剂混合均匀后投入生物处理设备中进行预处理”。优选地，所述污泥与压滤后的污泥、嗜热菌剂的质量比为100:(10～20):(0.5～2)。添加压滤后的污泥主要用于增加堆体孔隙，为好氧菌种的代谢提供氧气和生存空间。
11、进一步地，所述高压薄层压滤的具体过程为通过污泥供料模块将发酵污泥均匀布置在滤布上，污泥和滤布的高效包覆模块包含滤布自适配系统和薄层布料系统，将污泥和滤布结合形成单层污泥结构，通过布置模块的前后运动，单层污泥结构依次在压滤机榨笼中上下叠置，形成多组滤室；污泥高压固化模块包含高压压滤系统和榨笼，高压压滤系统将榨笼中的叠置污泥模块进行高压挤压。
12、进一步地，所述滤布自适配系统包含滤布的展布、清洗、风干、纠布和检测功能。
13、进一步地，步骤(2)中通过压滤使污泥的含水量降至60％以下。
14、进一步地，步骤(2)中所述污泥经压滤后体积减小，同时热值提升，利用剩余微生物作用进行生物干化或借助水泥窑余热进行热干化，低成本地将污泥转化为水泥窑替代燃料。
15、污泥高压薄层压滤作为一种新型压滤工艺，利用污泥与滤布的高效包覆，在不额外添加药剂的状态下基于污泥薄层均匀布料形态和高投影压力形成高效压滤机制，降低投资和运行成本。压滤全过程自动化控制，滤布自适配系统包含滤布的展布、清洗、风干、纠布和检测功能。污泥高压固化模块包含高压压滤系统和榨笼，高压压滤系统将榨笼中的叠置污泥模块进行高压挤压，解决传统压滤过程出料含水率高、药剂添加量大、运行成本高的问题。
16、本专利技术利用生物处理结合高压薄层压滤深度脱水技术实现污泥的减量化、资源化和无害化处理，全过程低碳、低运行成本，产生如下的技术效果：
17、1)快速破坏污泥结构，改变污泥水分形态，污泥所带水分由表面吸附水转化成间隙水，降低水分和污泥的键能，使污泥水分更易脱除；2)减少污泥细胞破坏，避免高压薄层压滤段施加高压所造成的污泥破壁后亲水性物质释放，降低高压压滤对污泥脱水性能带来的不良影响；3)减少污泥中蛋白质和多糖等聚合物含量，有效降低污泥粘性，减小污泥与滤布的粘性；4)促进污泥eps中大分子有机质的降解，降低高压压滤过程中大分子有机质积累导致的过滤阻力。压滤出来的污泥还可以利用生物处理剩余微生物继续作用生物干化至含水率40％以下，或者结合水泥窑余热进一步干化，降低对污泥运输、储存的要求和成本，同时热值大大提升，成品可以输送到水泥窑成为替代燃料。
18、本专利技术的有益效果是：
19、1、本专利技术中的生物处理过程是污泥的高温好氧发酵，不需要额外加热，也不需要添加药剂，仅利用嗜热微生物的代谢活动对污泥进行发酵处理，降低污泥处理成本；
20、2、本专利技术通过高压薄层压滤技术建立不添加药剂的污泥深度脱水，全过程自动化控制，压滤效率高，系统能耗低，大大降低人工成本；
21、3、本专利技术利用生物处理破坏污泥结构，改变污泥水分形态，解决现有压滤过程中过滤阻力大、水分与污泥颗粒紧密结合、水分难以深度脱除的瓶颈；
22、4、本专利技术中通过生物处理和高压薄层压滤后的污泥可以利用剩余的微生物继续代谢进一步生物干化，实现污泥脱水闭环；也可以利用水泥窑余热干化后输送到水泥窑内作为替代燃料，实现污泥处理的低碳环保。
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1.一种生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述污泥的含水率在80％以上。
3.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述好氧预处理是在通风和搅拌的条件下进行，通风量为1～4L·h-1·kg-1，间歇通风频率为开5～30min/闭10～60min，并以30～300min为一个曝气周期，发酵时间为1～3天。
4.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述嗜热菌剂的耐受温度70℃以上，包括Calditerricolayamamurae、Thermus thermophilus、Calditerricolasatsumensis、Thermaerobactercomposti中的至少两种；嗜热菌剂的载体为米糠、玉米粉、淀粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于
6.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：将步骤(1)替换为“将污泥与压滤后的污泥、嗜热菌剂混合均匀后投入生物处理设备中进行好氧预处理”；优选地，所述污泥与压滤后的污泥、嗜热菌剂的质量比为100:(10～20):(0.5～2)。
7.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：所述高压薄层压滤的具体过程为通过污泥供料模块将发酵污泥均匀布置在滤布上，污泥和滤布的高效包覆模块包含滤布自适配系统和薄层布料系统，将污泥和滤布结合形成单层污泥结构，通过布置模块的前后运动，单层污泥结构依次在压滤机榨笼中上下叠置，形成多组滤室；污泥高压固化模块包含高压压滤系统和榨笼，高压压滤系统将榨笼中的叠置污泥模块进行高压挤压。
8.根据权利要求7所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：所述滤布自适配系统包含滤布的展布、清洗、风干、纠布和检测功能。
9.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：步骤(2)中通过压滤使污泥的含水量降至60％以下。
10.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：所述污泥经压滤后利用剩余微生物作用进行生物干化或借助水泥窑余热进行热干化，将污泥转化为水泥窑替代燃料。
...【技术特征摘要】
1.一种生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述污泥的含水率在80％以上。
3.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述好氧预处理是在通风和搅拌的条件下进行，通风量为1～4l·h-1·kg-1，间歇通风频率为开5～30min/闭10～60min，并以30～300min为一个曝气周期，发酵时间为1～3天。
4.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述嗜热菌剂的耐受温度70℃以上，包括calditerricolayamamurae、thermus thermophilus、calditerricolasatsumensis、thermaerobactercomposti中的至少两种；嗜热菌剂的载体为米糠、玉米粉、淀粉中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合的污泥处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述污泥与嗜热菌剂的质量比为(90～100):(0.5～2)。
6.根据权利要求1所述的生物处理与高压薄层压滤相结合...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄婷，李宁，陈磊，朱兵，
申请(专利权)人：合肥水泥研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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