[发明专利]一种高效稳定化处理城市污泥的处理方法

说明书

本发明涉及一种高效稳定化处理城市污泥的处理方法，该方法包括以下步骤：(1)污泥脱水：采用机械脱水，使污泥含固率达到20‑25％；(2)热水解处理：将脱水后的污泥在热水解罐内用热蒸汽进行热水解处理；(3)污泥低温干化：通过热干空气循环，使污泥干化，形成堆体；(4)好氧堆肥：向堆体强制通风曝气，使堆体升温，并维持一段时间；然后冷却，并开始翻堆、释放底部冷却水；(5)成品收集。与现有技术相比，本发明可以在不添加任何药剂情况下进行污泥的脱水，同时在好氧发酵时，不需要实用稻壳、木屑等辅助材料调整水分，且采用发酵罐进行发酵，最终实现污泥的减量化、稳定化、无害化及资源化利用。

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种高效稳定化处理城市污泥的处理方法。

背景技术

当前，随着城市污水处理厂的规模与日俱增，大量的市政污泥产生。据不完全统计，2020年污泥的年产量将接近6000万吨(以含水率80％计)。我国污水处理受“重水轻泥”倾向的影响，污泥污染控制和资源回收研究起步晚，致使污泥处理处置问题尚未完全解决。为了防止给水体、土壤和大气带来二次污染，污泥稳定化处理是污泥安全处置或资源回用之前的必要环节。

城镇污水处理厂产生的污泥最大的特点是含水率高，通常在99％以上，体量大，将占用大面积土地。国家现行标准规定，处置前的污泥含水率应当低于60％，所以要解决污泥的处理处置问题首先要从污泥的脱水开始。现有的污泥脱水方法可分为自然脱水、热脱水、机械脱水、电渗析脱水四类，也有将以上方法组合产生的脱水工艺。然而，一次脱水至含水率低于60％不仅能耗高、技术难度大、脱水过程加入大量药剂不利于可持续发展，而且损失大量可回用有机质资源。更重要的是，一次脱水并不能保证污泥稳定化效果，特别是物理脱水和添加絮凝剂脱水法并未有效降解易腐有机质以及改变胞外聚合大分子有机质与污泥微生物之间的联系，不仅减量化效果有限，在下游处理处置中容易引起卫生化条件差、植物毒性高、絮凝剂难降解去除等问题。国内关于污泥脱水和污泥稳定化的单元技术研究已多见报道，但其中大部分处理效率低，关于污泥的脱水与稳定化甚至资源化的组合工艺少见报道。

在污泥稳定化处理方面，厌氧消化工艺被普遍应用，但应该承认厌氧环境下蛋白质的水解速率和较少的蛋白代谢途径是污泥易腐有机质降解和稳定过程的重要限速步骤。在此方面，不可否认好氧堆肥的优越性。不过，污泥堆肥过程中木质素类辅料依赖普遍。实际上，由于污泥未脱水完全，采用混合木屑、锯末等添加惰性辅料的方式虽然使得表观含水率满足要求实则由于形成团粒孔隙率下降而易形成厌氧结构，十分不利于氧气的传质，从而也很难保证堆体高温期的效果；另外，由于木质素类辅料降解缓慢，在实际堆肥的生化过程中难以起到调节堆料碳氮比以促进微生物活动的作用；总之，添加木质素辅料不仅未能实际改善堆体初始条件，反而使得堆体体积增加，且使得供氧能耗需求增加，对保温要求提高。

国内的相关专利有：专利ZL201810354493.7发明了一种污泥低温干化处理系统，其特征在于包括依次连续的加药絮凝单元、浓缩单元、剪切造粒单元、低温干化单元以及出料包装单元。该发明在脱水过程中引入了化学药剂，会产生二次污染，增加费用，低温干化也考虑作为水分脱除的手段，并没有涉及污泥的资源化利用，浪费了资源。专利ZL201410445158发明了一种有机固体废弃物热水解高温好氧堆肥处理工艺，其特征在于将含固率为10～15％的有机固体废弃物利用换热器进行预热，再以压力为0.4～1.0MPa、温度为150～190℃的热蒸汽进行热水解处理，处理后的物料进入板框压滤机脱水形成含水率为35～50％的滤饼，滤饼添加适当的调理剂和返混料，然后送至堆肥系统进行高温好氧堆肥处理。该发明在热水解环节设定的温度较高，据报道160℃以上易形成难降解物质不利于后续处理和有机质资源会用，且未考虑到温度过高功能菌群失活的问题；另外该发明热水解处理后的压滤脱水环节极易使易降解有机质损失难以支持后续堆体的升温和持续高温，这一部分污水回到污水处理厂带来了新的负荷。

发明内容