[发明专利]一种基于低温水热处理的污泥高效脱水处理工艺

说明书

本发明涉及一种基于低温水热处理的污泥高效脱水处理工艺，将含固率为5～25％来自于污水处理厂的污泥置于水热反应釜中，在温度60～160℃，压力0.1～0.65MPa状态下保持5～60min，使污泥中的微生物细胞发生破裂，释放胞内水，同时污泥絮体被破坏，污泥中的有机物发生溶出和部分水解，使污泥原有的稳定结构被破坏，随后向污泥中添加单宁酸作为调理剂，利用单宁酸特有的分子结构，与污泥中大量的亲水性有机物之间形成稳定的氢键，使污泥中的结合水转化为间隙水和自由水，大大提高污泥的脱水性能。经机械脱水后，污泥含水率低于60％。本工艺运行成本低，绿色环保，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及固体废物资源化技术领域，尤其是涉及一种基于低温水热处理的污泥高效脱水处理工艺。

背景技术

污泥中含有大量的有机物、致病菌、重金属等。如何实现污泥的安全处理处置成为业界攻克的难题，与此同时由于污泥含水率较高，亲水性有机物的大量存在，导致其脱水困难较大。在污泥全链条处理处置过程中，污泥的脱水、干化成为影响其处理能耗和成本的关键环节。

目前常用的污泥脱水工艺为“浓缩-化学调理-板框压滤脱水工艺”。污泥的化学调理是通过向污泥中添加絮凝剂、助凝剂、氧化剂等化学药剂从而改变悬浮溶液中污泥颗粒表面的带电性，帮助克服粒子间斥力，破坏污泥的原有的胶体结构，使其在外力搅拌下碰撞絮凝成团发生沉淀，实现污泥颗粒脱稳。然而常用的化学调理剂PAM使得污泥脱水产生的滤液中的COD大幅增加并且较难降解，与此同时，PAM溶液具有较大的毒性，在配置和投加过程中具有较大的风险，这些不利条件为污泥脱水后滤液的处理带来许多困难。

水热技术作为一种污泥脱水工艺，当水热温度超过180℃时，污泥中的结合水转化成自由水，使污泥的脱水性能大大提高。并且水热处理过程中，随着水热温度的不断升高，污泥中的固态有机物发生溶解、水解，实现了污泥的水解液化。然而，当温度超过180℃时，污泥中的小分子有机物发生脱水、脱羧和缩聚、芳构化，美拉德等反应，生成了类黑精等难降解有机物，导致水热液成为难降解高COD废水。因此，如何在低温水热的条件下实现污泥的脱水成为急需解决的难题。

专利CN111018309A公开了一种基于水热前处理的污泥高效能源化处理方法，将含固率为5％～20％污水处理厂产生的污泥进行水热前处理；脱水所得滤渣进入热解气化系统进行转化，利用污泥水热产生的水蒸气和脱水污泥中存在的水分作为气化剂，对污泥进行热解气化处理；热解停留时间为60min，使用的载气为N₂；热解气化得到富氢气体、热解油和生物炭；步骤三、脱水处理后的滤液收集输送进行厌氧消化处理，得到沼气。然而，该专利水热前处理温度过高，水热过程由于美拉德等缩聚反应的发生，使脱水后产生滤液中含有大量难降解物质，处理难度和成本较高，并不能实现污泥高效，低耗，绿色的深度脱水。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种基于低温水热处理的污泥高效脱水处理工艺，本发明工艺将污泥进行低温水热处理，实现污泥由有机物的溶出和水解，同时向处理后污泥中加入调理剂，实现污泥中高效，低耗，绿色的脱水工艺。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于低温水热处理的污泥高效脱水处理工艺，包括以下步骤：

步骤一，将含固率为5～25％的污泥置于水热反应釜中进行水热处理，在温度60～160℃，压力0.1～0.65MPa状态下保持5～60min；

步骤二，水热处理后，向冷却的污泥中加入调理剂进行调理，并进行搅拌、静置；

步骤三、经过调理后的污泥，进行机械脱水，使脱水后的污泥含固率低于60％。