一种生物污泥减量化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固体废物处理技术领域，具体涉及一种生物污泥减量化方法。
【背景技术】
[0002]在各种产业过程和生活活动中排出大量的废水，应用比较普遍的是微生物处理，而微生物处理过程中产生大量污泥，污泥的处理处置费用高，大大地增加了废水处理的成本。另外在污泥处理处置过程中，也会产生新的环境问题。常用的污泥处理方法包括卫生填埋、焚烧、土地利用和资源化利用。但是剩余污泥中水分含量高，在利用上述方法处理之前要在污水处理厂对其进行脱水处理。传统的污泥脱水处理流程包括在污泥中加入絮凝剂使泥水分离、用板框压滤机使污泥脱水等。一般情况下，经板框压滤机处理后，污泥的含水率为80%左右，上述含水率不能满足污泥后续处理的要求，为了使污泥得到有效处理和资源化利用，必须对污泥进行干化处理。
[0003]污泥干化处理原理是直接或间接向污泥提供蒸发水分热量，通过空气流动带走污泥中的水分。近年来，污泥干化处理方法受到了众多学者的重视，干化不仅可以使污泥的体积减小，而且可以消减污泥的臭味及灭杀污泥中的致病菌。干化后的污泥可以用来制砖、做燃料和覆盖土。目前，污泥干化技术大都是热干化技术。
[0004]CN 1762863A公布了一种污泥干化、资源化工艺，该方法集微波技术、好氧发酵技术和热泵干燥技术于一体，可以有效的对污泥进行干化处理，但是该技术具有污泥干化成本过高的缺点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术存在的一系列问题，提出一种生物污泥减量化方法。
[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种生物污泥减量化方法，所述方法包括以下步骤:
[0008](1)将生物污泥曝气处理后进行细胞破壁；
[0009](2)破壁后的污泥经生物水解后再进行厌氧发酵；
[0010](3)将厌氧发酵后的污泥剩余液输入干化池，利用混凝剂加速泥水分离，使泥浆进行初步浓缩；
[0011](4)对初步浓缩的泥浆抽真空至污泥整体含水率达80%左右；
[0012](5)用冷凝剂对抽真空后的污泥进行制冷处理；
[0013](6)对污泥进行解冻；
[0014](7)对解冻后的污泥再次抽真空至出水量明显较少且污泥含水率基本保持不变时停工验收。
[0015]本发明所述的破壁前的污泥曝气是指在废水处理过程完成后经过沉淀，污泥与上清液分离后形成的剩余污泥进行的曝气处理。污泥在破壁过程中会有生物难降解物进入水中，为强化难降解物的分解，将破壁后的污泥经生物水解后再进行厌氧发酵。
[0016]步骤⑴所述曝气处理的时间是10?250min,例如可选择10.1?248.6min, 16?230min,25 ?214.5min,38 ?200min,50 ?186.5min,75 ?150min,89 ?130min,96 ?114.5min, 100 ?108.4min 等，优选 50 ?150min。
[0017]在步骤(1)所述的曝气处理前或曝气处理后进行浓缩。其目的是为了降低污泥的破壁成本，减小体积。
[0018]步骤(1)所述的细胞破壁是向污泥中加入表面活性剂，调节pH为9?13后进行超声处理。在加碱之前投加表面活性剂，由于表面活性剂具有亲水亲油基团，在污泥絮体表面呈定向排列，从而使水分在絮体表面布满，增大了碱与污泥絮体的接触面积，同时表面活性剂具有乳化和增溶的作用，使污泥表面絮体中的固体有机物溶解于液相中，溶胞效果明显高于单独碱作用下。另外，与超声波耦合，可以进一步提高效果。
[0019]所述表面活性剂为阴离子型、阳离子型、两型表面活性剂或非离子型表面活性剂，优选为吐温类表面活性剂。
[0020]所述超声处理的温度为20?120°C，例如可选择20.3?118.5°C，28?110°C，35 ?102°C，50 ?9(TC，56 ?82.3°C,70 ?8(TC，73.2°C等，优选 50 ?10(TC。
[0021]所述超声处理的时间为10?50min,例如可选择10.02?48.9min, 14?45min,18.5 ?42.lmin, 22 ?40min, 28.6 ?37min, 30 ?34.6min, 32min 等，优选 35min。
[0022]步骤⑵所述厌氧发酵温度为30?38 °C，例如可选择30.2?37.9 °C，32?36.5°C，33.4?35 °C等，进一步优选30?35°C，最优选33 °C。
[0023]厌氧发酵的停留时间为至少8d，例如可选择8.2d，lid, 14.5d，18d等，进一步优选15 ?20cL
[0024]步骤(3)所述的混凝剂为硫酸铁和聚合硫酸铝铁的混合物。
[0025]优选地，两者质量比为1:1?3:1，例如可选择1.02:1?2.89:1,1.3:1?2.6:1,
1.55 ?2.43:1，1.74:1 ?2.2:1，1.9:1 ?2.1:1,2.03:1 等，进一步优选 1.2:1 ?2.3:1。
[0026]步骤(5)所述的冷凝剂为CaCl2溶液。
[0027]具体地，一种生物污泥减量化方法，所述方法包括以下步骤:
[0028](1)将生物污泥进行曝气处理10?250min后，向污泥中加入表面活性剂，调节pH为9?13后进行超声处理；所述超声处理的温度为20?120°C，时间为10?50min ；
[0029](2)破壁后的污泥经生物水解后在30?38 °C下进行厌氧发酵至少8d ；
[0030](3)将厌氧发酵后的污泥剩余液输入干化池，利用混凝剂加速泥水分离，使泥浆进行初步浓缩；所述混凝剂为硫酸铁和聚合硫酸铝铁的混合物，两者质量比为1:1?3:1 ;
[0031](4)对初步浓缩的泥浆抽真空至污泥整体含水率达80%左右；
[0032](5)用冷凝剂对抽真空后的污泥进行制冷处理；
[0033](6)对污泥进行解冻；
[0034](7)对解冻后的污泥再次抽真空至出水量明显较少且污泥含水率基本保持不变时停工验收。
[0035]与已有技术方案相比，本发明具有以下有益效果:
[0036]本发明在污泥细胞破壁前，在缺乏营养物的条件下进行曝气，少量的曝气可以使污泥性状改变，使后续的破壁变得容易，成本降低。曝气前或曝气后对污泥进行浓缩，使参与破壁的污泥体积缩小。
[0037]厌氧发酵后真空预压可以抽取污泥中的自由水，从而可以降低冷冻干燥所需的能量；而冷冻干燥不仅可以使污泥中的结合水变成自由水，还可以使污泥中形成空隙。真空预压和冷冻干燥相互促进，共同提高污泥干化的效果。
[0038]下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
【具体实施方式】
[0039]下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0040]为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下:
[0041]实施例1
[0042]一种生物污泥减量化方法，所述方法包括以下步骤:
[0043](1)将生物污泥进行曝气处理lOmin后，向污泥中加入表面活性剂，调节pH为13后进行超声处理；所述超声处理的温度为120°C，时间为lOmin ；
[0044](2)破壁后的污泥经生物水解后在38°C下进行厌氧发酵8d ；
[0045](3)将厌氧发酵后的污泥剩余液输入干化池，利用混凝剂加速泥水分离，使泥浆进行初步浓缩；所述混凝剂为硫酸铁和