[发明专利]微波辅助处理的市政污泥深度减量化方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水污泥处理领域，具体地说是一种微波辅助处理的市政污泥深度减量化方法。

背景技术

市政污泥来源于城市污水处理的过程，城市污水处理大多采用生物处理产生的活性污泥，含有大量的包括无机颗粒、细菌菌体、胶体、水分等。具有成分复杂、含水率高，采用普通方法难以难脱水等特点。

污泥高含水率是制约着污泥处理处置的瓶颈，含水率高的污泥不仅体积庞大，而且所含的大量有机质、重金属和有害微生物容易腐化或释放到环境中，引起二次污染，对于污泥后续的填埋、焚烧、资源化利用等都造成不利的影响。因此，污泥深度脱水减量化是污泥处理首要目的，减量化是实现污泥其它“三化”的基础，污泥越干，后续处理处置越有利。

早期污泥常用的脱水设备有板框压滤机、转鼓离心机和带式过滤压滤机，经这些设备脱水后污泥含水率一般在75％-80％，这些污泥因含水率过高，造成运输不便且成本较高，而且无法在填埋场直接处置致使干化时间长，污泥中含有的大量有机物及丰富的氮磷钾等营养物，易腐烂产生恶臭造成环境污染。

由于污泥有机质含量高，胶体性质，脱水困难等，一般在机械脱水前都需要预处理，目前对市政污泥进行的预处理方式主要可分为三类:物理调理:指通过外加能量来改变污泥的性状,常见的方式包括超声波预处埋、热水解预处理、微波辐射、冻融等方式；化学调理:指加入化学巧剂来改变污泥的性状,如絮凝剂、盐、木屑等；生物调理:指投放微生物通过生化反应来改变污泥的性状,该方法操作流程简便，但是耗时较长。由于微波具有较好的穿透性和选择性加热的特性,污泥中的水分子属于极性分子，介电常数较大，对微波辖射具有很强的吸收能力，可在短时间内快速升温从而破坏污泥絮体中的微生物结构，改善污泥的脱水性能。如微波调理使用得当，则能耗也较低。

目前市场上运用较多的污泥深度脱水设备是隔膜板框压滤机，脱水时，效率较低，压榨压力仅为1.6MPa，其压榨由高压水泵将水注入隔膜板框内部，鼓胀隔膜来减小滤室面积，隔膜板框靠板框的塑性变形来挤压；隔膜板框压缩比小，相对工作周期长。另外，市面上常见的弹性压榨板框其结构构造上，过滤板都是一个整体的注塑模件，过滤板容易受损变形，而且损坏后的过滤板需要整体更换，使得维护成本较高，更重要的是，由于结构特点及压榨压力不高，当前采用该隔膜板框压滤机可能将市政污泥压榨脱水至60％左右，比之前的板框压滤机含水率降低不少，主要原因是因为隔膜鼓胀对污泥产生二次压榨，即污泥压滤腔室为可变腔室，但是该设备需要添加绝干泥量30％左右的石灰和铁盐，从而大大增加了污泥的量，而且添加的石灰及氯化铁等对污泥后续的处理处置带来不利的影响，违背污泥处理处置的减量化及无害化原则。

通过微波调理后的污泥破坏了污泥胶体结构，释放出一些结合水变成易于通过机械方法脱除的自由水，进入机械脱水后，污泥变成含水率较低的泥饼。污泥的含水率一般还位于30％-40％之间。为了进一步降低污泥的含水率，只能通过热干化方法将其进行干化处理并使之成为可以利用的燃料。当前污泥干化有通过高温烟气对污泥进行干化，干化后的尾气还需要进行再处理，而且干化过程温度较高，一般在150-200℃之间，干化时产生的味道较重，整个系统结构复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的减量化效果不佳，脱水后含水率仍较高，干化能耗高等技术问题，提出一种基于微波进行预处理，实现深度脱水，并合理分配利用能量以降低能耗的微波辅助处理的市政污泥深度减量化方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的微波辅助处理的市政污泥深度减量化方法，包括以下步骤：

微波预处理阶段：污泥泵将污泥泵入，通过流量计测量污泥流量，根据污泥流量来控制微波强度，保证污泥的微波辐射能量密度与污泥相匹配；通过微波处理，将污泥胶体结构破坏，释放内部水，颗粒粗大化，污泥温度升高；经过微波处理后的污泥与调理剂进行搅拌混合；污泥被絮凝成大颗粒絮体，同时，惰性物质在污泥中形成后续压滤的骨架；

机械压滤脱水阶段：微波预处理后的污泥进入超高压污泥压滤系统，进行多级压滤脱水，第一级为进料压力脱水，压榨压力为1-2Mpa，第二级为高压压滤脱水，压榨压力为3-5Mpa，第三级为超高压压滤脱水，压榨压力10-12Mpa，在机械压滤脱水过程中，常温高压空气进入压滤腔体中，形成机械压滤-气流携带双重脱水效果；

超高压机械压滤脱水完毕，滤板打开，将泥饼输送出去；