一种城市污泥的资源化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种城市污泥的资源化处理方法，其是将城市污泥进行超声处理，再转移至膨化机内，密闭后加热，待内部气体温度达到120-160℃、压力达到2-5atm时，打开膨化机盖，待冷至室温后，将污泥取出即可。本发明专利技术能够实现城市污泥减容脱水、提高污泥燃烧值，同时降低污泥中重金属和病原体等有害物质的二次污染，实现了城市污泥的减容化、无害化、资源化处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及城市污泥的环保处置领域，具体涉及一种城市污泥的减容化、无害化、 资源化处理方法。
技术介绍
我国城市污水处理厂每年产生含水量80%的污泥约3000万吨左右，且以10%的速度增长。目前，多数污泥没有得到妥善的处置，随意抛弃、倾倒的现象普遍存在，在一定程度上甚至抵消了污染减排的成果。污泥因含水量高、体积大、易腐败、处理成本高，约占整个污水工艺运行成本的40%-60%，污泥难于处理，很大程度上是由于它的高含水量和难脱水特性。污泥中含有大量的有机物、氮、磷等富营养化元素、病原微生物、寄生虫卵、重金属及其他有害物质，性质极不稳定，易腐化发臭，如不妥善处理和处置，将污染堆放地区的水体、土壤和大气等周围环境，并对人体健康造成危害。同时污泥并不是毫无用处的废弃物，污泥中含有植物生长所需要的氮、磷、钾等营养元素以及维持植物正常生长发育的多种微量元素和能改良土壤结构的有机物及腐殖质；同时污泥中含有机物多，污泥的潜能贮量非常大，已作为“第二资源”越来越受到人们的关注。随着环境问题的突出，人们已认识到污泥处理、 处置的优先顺序是减容、资源化利用、废弃。在大多数情况下，生污泥经浓缩、消化、脱水使污泥减容后，作为肥料和土壤改良剂用于农业、林业、园林绿化或进行填埋、焚烧、排海等方法处置。从20世纪80年代到90 年代，西方发达国家对污泥的处置与利用的最新动向是1)投海处置方法已被弃用；2)填埋处置所占比重有较大幅度降低；3)焚烧处置技术仍然比较重要；4)农业回用日趋重要。因此我们将污泥焚烧处置与农业回用作为污泥处置的最好归宿，但这两种处置方式要求污泥必须是在减容脱水、燃烧值提高、无害稳定的前提下进行。就目前的措施来说， 能对污泥同时进行减容脱水、无害稳定、提高燃烧值的还不多，因此开发一种污泥的减容化、无害化、资源化方法势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够实现城市污泥减容脱水、提高污泥燃烧值，同时降低污泥中重金属和病原体等有害物质的二次污染的城市污泥的减容化、无害化、资源化处理方法。本专利技术的城市污泥的资源化处理方法，采用下述步骤将城市污泥进行超声处理，再转移至膨化机内，密闭后加热，待内部气体温度达到120-160 °C、压力达到2-5 atm时，打开膨化机盖，待冷至室温后，将污泥取出即可。优选的，所述城市污泥于频率频率800-1000 MHz下超声处理至少30分钟。所述城市污泥在超声处理前加入碳酸盐类膨松剂如碳酸钠、碳酸氢铵、碳酸氢钠、 碳酸钾、碳酸氢钾等能更好的将污泥分散。所述膨松剂的用量为城市污泥质量的10-30%时为佳。所述密闭加热至内部气体温度达到140-150 °C、压力达到3-4 atm时，再打开膨化机盖，这样能够实现污泥膨化分散的效果。本专利技术提供的一种城市污泥减容化、无害化、资源化的方法能大幅去除污泥中的水分(游离水、毛细水、内部水)，使污泥浓缩、脱水，污泥体积减少，脱水后的污泥具有固体特性，成泥块状；另外污泥中含有的致病菌、寄生虫等有害微生物经处理后被消灭，污泥中的重金属被钝化，降低重金属和病原体等有害物质二次污染的可能性，适用于农业回用；污泥经处理后燃烧值提高，便于焚烧处置。本专利技术的原理为将超声技术与膨化技术联用，对污泥进行改良处理。首先超声波通过交替的压缩和扩张作用产生空穴作用，该作用在湿污泥中以微气泡的形成、生长和破裂来体现，以此压碎细胞壁，释放出细胞内所含的成分，强化细胞的可降解性，将污泥中有害微生物细胞杀死，同时也利于污泥脱水和污泥减容，提高污泥的分散性和孔隙率；然后将经超声处理后的污泥转移至膨化机内，对膨化机内部的密闭容器进行加热，使污泥处于高温高压状态，当温度升高到一定程度(130-150 V )，污泥内的水分变成水蒸气，导致污泥膨胀，接着突然打开压力容器封口，使得污泥颗粒内外压差变大，污泥颗粒内高压水蒸气急剧膨胀，瞬时爆开污泥颗粒，大幅度去除污泥中的水分(游离水、毛细水、内部水)，使污泥浓缩、脱水，污泥大幅减容；该膨化过程使污泥颗粒结构和污泥颗粒团聚的分形结构发生改变，有利于提高污泥的燃烧值。本专利技术有益效果在于1、污泥经处理后，污泥大幅减容，含水量可从80-90%降至20-30%；2、由于污泥减容减量达到60-70%，污泥外运量和填埋量只有原有的三分之一左右，可以大幅度降低运输成本和填埋成本，节约填埋场库容，减少湿污泥填埋可能造成的二次污染风险；3、污泥中含有的致病菌、寄生虫等有害微生物经超声、膨化后基本完全失活；4、膨化后，污泥中含有的重金属毒性下降，污泥中可交换态重金属含量显著下降可交换态铜(Cu)和锌(Zn)含量下降至原来的30%左右，膨化燃烧后污泥中的可交换态铅(Pb) 和镉(Cd)的含量接近痕量。5、由于降低了污泥含水量，可大幅度降低污泥干燥热能，实现污泥热能的净输出， 并且能大大提高污泥焚烧处理能力；6、经膨化后，在不添加膨松剂的情况下，污泥的燃烧值从3000-5000 J/g提高到 5000-7000 J/g，添加膨松剂后，可进一步提高到10000-14000 J/g，甚或接近标煤燃烧值 (29274 J/g)的一半。具体实施方式 实施例1将通过压滤机压滤至含水量为80%左右的城市污泥(燃烧值约3200 J/g)，称取1千克放入2 L容量的超声仪内，于频率900-950MHZ下超声处理50分钟，然后再转移至膨化机内密闭后加热，待内部气体温度达到150 °C左右、压力达到约3 atm时，迅速打开膨化机盖， 待冷至室温后，取出污泥，测含水量为23%，燃烧值5500J/g，致病菌、寄生虫等有害微生物经超声、膨化后基本完全失活；且可交换态铜(Cu)和锌(Zn)含量下降至原来的30%左右， 膨化燃烧后污泥中的可交换态铅(Pb)和镉(Cd)的含量接近痕量，检测结果如表1所示。实施例2将通过压滤机压滤至含水量为80%左右的城市污泥，称取1千克并添加20%污泥质量的碳酸氢钠膨松剂混勻，放入2 L容量的超声仪内，于频率900-950MHZ下超声处理30分钟， 然后再转移至膨化机内，密闭后加热，等内部气体温度达到150 °C左右、压力达到约3 atm 时，迅速打开膨化机盖，待冷至室温后，将污泥取出即可，检测结果如表1所示。实施例3将通过压滤机压滤至含水量为80%左右的城市污泥，称取3千克放入6 L容量的超声仪内，于频率915MHz下超声处理50分钟，然后再转移至膨化机内，密闭后加热，等内部气体温度达到140 °C左右、压力达到约4 atm时，迅速打开膨化机盖，待冷至室温后，将污泥取出即可，检测结果如表1所示。实施例4将通过压滤机压滤至含水量为80%左右的城市污泥，称取3千克并添加20%污泥质量的碳酸钠膨松剂混勻，放入6L容量的超声仪内，于频率880-920MHZ下超声处理30分钟， 然后再转移至膨化机内，密闭后加热，等内部气体温度达到150 °C左右、压力达到3-4 atm 时，迅速打开膨化机盖，待冷至室温后，将污泥取出即可，检测结果如表1所示。 表 权利要求1.，其特征在于采用下述步骤将城市污泥进行超声处理，再转移至膨化机内，密闭后加热，待内部气体温度达到 120-160 °C、压力达到2-5 atm时，打开膨化机盖，待冷至室温后，将污泥取出即可。2.如权利要求1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种城市污泥的资源化处理方法，其特征在于：采用下述步骤：将城市污泥进行超声处理，再转移至膨化机内，密闭后加热，待内部气体温度达到１２０－１６０　℃、压力达到２－５　ａｔｍ时，打开膨化机盖，待冷至室温后，将污泥取出即可。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任冲，蔡冬清，唐义，余增亮，杨媛媛，
申请(专利权)人：安徽雷克环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：34