一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝的製作方法
2023-05-13 18:37:56
專利名稱：一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝，特別是針對城市綜合汙水處理廠的剩餘汙泥的處理與處置，採用該處理工藝能夠對城市汙水廠剩餘汙泥進行快速、無害化處理與處置，最大化達到汙泥減量的目的。
背景技術：
從上世紀80年代到「十一五」末，我國汙水處理廠數量由37座增加到近3000座，汙水廠井噴式發展的同時也帶來了汙泥處理處置的難題。目前我國只有50多座汙水廠在建廠的同時配套建設了汙泥消化裝置，其中又只有20多座的汙泥裝置能夠真正發揮作用。汙泥圍城亂象難以解決，技術路線之爭更是愈演愈烈，厭氧消化、幹化、焚燒、堆肥，各大工藝的優劣同樣飽受爭議。解決汙泥處理處置行業亂象，需要的不僅是相關政策的貫徹落實，更離不開放棄噱頭效果、腳踏實地的治理，推動產業鏈完善，尋找市場結合點，才有可能真正實現汙泥的資源化利用。目前國內汙水處理廠汙泥大都採用衛生填埋方式處置，國外許多國家對汙泥處置採用較多的方法是焚燒、衛生填埋、堆肥、幹化造粒和投海等。焚燒法焚燒既是一種汙泥處理方法，也是一種汙泥處置方法，利用汙泥中豐富的生物能發熱，使汙泥達到最大程度的減容。焚燒過程中，病菌病原體被徹底殺滅，有毒有害的有機殘餘物被熱氧化分解。焚燒灰可用作生產水泥的原料，使重金屬被固定在混凝土中，避免其重新進入環境。汙泥焚燒的優點是適應性較強、反應時間短、佔地面積小、殘渣量少、達到了完全滅菌的目的。該法的缺點是工藝複雜，一次性投資大；設備數量多，操作管理複雜，能耗高，運行管理費亦高，焚燒過程存在「二噁英」汙染的潛在危險。衛生填滿法衛生填埋是把脫水汙泥運到衛生填埋場與城市垃圾一起，按衛生填埋操作進行處置的工藝，常見的有厭氧和兼氧衛生填埋兩種。衛生填埋法處置具有處理量大，投資省，運行費低，操作簡單，管理方便，對汙泥適應能力強等優點，但亦有佔地大，滲濾液及臭氣汙染較重等缺點。堆肥處置法汙泥幹化造粒工藝是近年來比較引人注目的動向。一般說來，汙泥幹化造粒工藝是汙泥直接土地利用技術普及前的一種過渡。幹化造粒後的泥球可以作為肥料、土壤改良劑和燃料，用途廣泛。但存在著細菌病毒被轉移蔓延的環境衛生問題。由上述例證可見，從生態環境、節約土地資源或是投資建設、運行來考慮，研究開發對剩餘汙泥的快速、高效、安全的處理工藝具有極其重要的現實意義和社會效應。本發明人通過對汙泥的處理與處置的工藝進行優化組合，利用電化學技術直接對城市汙水廠剩餘汙泥氧化分解處理，使用該處理工藝可以使汙泥實現最大化的減量。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的缺陷，提供一種以電化學技術為主線的優化處理單元工藝，直接對剩餘汙泥進行氧化分解，達到汙泥減量的目的。、
技術方案如下本技術方案以電化學為基礎，利用兩級微電流電解技術裝備的處理裝置，對99. 6%的含水汙泥進行微電流電解直接氧化，使汙泥中汙泥中的微生物、有機物被直接氧化分解成水和氣體，汙泥中的無機物在被表面羥基化後絡合生成金屬鹽類物質或是磷酸鹽類物質隨水體進入沉澱箱內被沉積，水體溢流進入汙水調節池內和原汙水混合進行處理。含水汙泥在氧化分解時所產生的泡沫溢流進入泡沫槽內回流到進泥口再次被氧化處理。一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝，包括汙水廠二澱池I中的含水汙泥由汙泥泵4加壓經汙泥管3進入一級氧化反應器5，汙泥進入一級氧化反應器氧化後，汙泥中的微生物、有機物在氧化劑的作用下被分解斷鏈，大部分微生物、有機物被氧化分解成水和氣體，無機物部分絡合沉積在反應器底部，游離在水體中的無機物隨氧化分解後的泥水在重 力作用下經汙泥管3進入二級氧化反應器6內進行深度氧化，泥水被二級深度氧化後泥水中剩餘的有機物、微生物、病毒、細菌被分解成氣體和水，無機物大部分被絡合沉積在二級反應器底部，少量的無機物質隨水體進入快速沉澱池7內沉積於池底，快速沉澱池內的上清液經由溢流水管8回流到汙水處理廠的調節池內和原汙水綜合再次進行處理。汙泥在一級氧化反應和二級氧化反應時所產生的泡沫由泡沫回流管2收集回流到二沉池內，和原汙泥混合，再次進行氧化分解處理。一級氧化反應器5、二級氧化反應器6和快速沉澱池7底部沉積的無機物質經排汙管9在加壓泵10的作用下強制進入固液分離機11內，進行固液分離，分離後的水體由濾出水管12匯集到溢流水管8回流到汙水廠調節池和原汙水綜合再次進行處理，分離出的固體無機物質包裝外運。技術效果如下本發明的一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝，採用了兩級電化學直接氧化技術對含水率99. 6%的汙泥進行氧化分解處理，使剩餘汙泥減量達到95%以上，可廣泛用於城市生活汙水處理廠、城市綜合汙水處理廠、城市化工汙水處理廠的汙泥處理與處置，為汙泥的安全處理處置提供潔淨的、低能耗的解決方案。
附圖一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝示意示標記說明I、二沉池2、泡沫回流管3、汙泥管4、汙泥泵5、一級氧化反應器6、二級氧化反應器7、快速沉澱池8、溢流水管9、排汙管10、加壓泵11、固液分離機12、濾出水管
具體實施的方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明。汙水廠二沉池I內的99. 6%的含水汙泥由汙泥泵4加壓提升經汙泥管3進入一級氧化反應器5內進行氧化分解反應，反應後的泥水在重力作用下由汙泥管3進入二級氧化反應器6內進行深度氧化分解反應，反應後的水體經汙泥管3進入快速沉澱池7快速沉澱，沉澱後的上清液經溢流水管8回流到汙水廠調節池內和原汙水混合再次進行處理，無機物質得到沉澱。
含水汙泥被一級氧化反應器5和二級氧化反應器6氧化分解反應時所產生的泡沫由泡沫回流管2收集回流到二沉池I內和原汙泥混合再次進行氧化分解反應。含水汙泥中的無機物質在經過一、二級氧化分時，在羥基作用被絡合成氧化物而沉積在反應期底部，經排汙管9會同快速沉澱池7底部的沉澱物在加壓泵10的作用下進入固液分離機11固液分離，分離出的液體經濾出水管12匯集到溢流水管8內，回流到汙水處理廠調節池和原汙水混合再次處理，分離出的固體物質包裝外運。實施例實驗器材電化學氧化反應處理器有效容積O. 3L兩套直流電源一臺汙泥泵N 0. 37kw, Q :0. 5_2m3/h 兩臺 固液分離機一臺分析儀器萬級電子天枰紅外烘箱水循環真空泵汙泥來源常州市江邊汙水處理廠實驗步驟I.啟動汙泥泵，調節流量至O. 5m3/h，將溼汙泥泵加入反應器內，至反應器溢流口水位線，關閉汙泥泵，啟動直流電源，重新啟動汙泥泵，按設定流量進行連續工作，10分鐘後取樣。2.調節汙泥泵出口的流量計，將流量調至lm3/h，20分鐘後取樣。3.所取的樣品為三組平衡對照樣，分別為原溼汙泥1#、2#、3#，10分鐘樣品1_2、2-2,3-2, ;20 分鐘樣品 1-3、2-3、3-3。4.樣品均勻攪拌取50ml，倒入分液漏鬥，啟動水循環真空泵進行抽濾。濾紙經過烘乾稱重，抽濾固體稱重後減去濾紙重量為相對減量比值，再進入真空烘箱內80°C烘烤30min，取出稱重的比值為絕對減量值。實驗數據表
權利要求
1.一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝，包括汙水廠二沉池I的汙泥管3連接到汙泥泵4，加壓將二沉池I內的剩餘汙泥經汙泥管3進入一級氧化反應器5內進行氧化分解處理，通過一級氧化後的汙泥水在自身重力作用下由汙泥管3進入二級氧化反應器6內進行深度氧化分解處理，剩餘汙泥中微生物及有機物經過兩級氧化處理後生成氣體和水，剩餘汙泥中的無機物質部分被沉積在一級氧化反應器5和二級氧化反應器6的底部，部分游離狀的無機物質隨生成的水體由汙泥管3進入快速沉澱池7內進行沉澱分離，快速沉澱池7內的上清液通過溢流水管8回流進入汙水處理廠的水質調節池和原汙水混合後重新進行處理，剩餘汙泥在一級氧化反應器5和二級氧化反應器6內被氧化分解時產生的泡沫由泡沫回流管2收集回流到二沉池I內再次進行氧化分解處理，一級氧化反應器5和二級氧化反應器6在對剩餘汙泥氧化分解時所沉積在底部的無機物以及快速沉澱池7底部沉澱的無機物質由排汙管9連接到加壓泵10，在加壓泵10的作用下強制進入固液分離機11內進行固液分離，分離出的水體由濾出水管12進入溢流水管8回流到汙水處理廠水質調節池和原汙水混合重新處理，分離出的固體物質包裝外運。
2.根據權利要求I所述的一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝，其特徵在於所述的二沉池I、汙泥泵4、一級氧化反應器5、二級氧化反應器6、快速沉澱池7之間由汙泥管3連接，形成一個閉路的處理通道，由溢流水管8連接汙水處理廠的水質調節池，和汙水處理廠形成了一個大的汙水、汙泥綜合處理與處置的內循環系統，所述的一級氧化反應器5和二級氧化反應器6在氧化分解時所產生的泡沫由泡沫回流管2和二沉池I連接形成了閉路循環處理，一級氧化反應器5、二級氧化反應器6、快速沉澱池7的底部由排汙管9將加壓泵10和固液分離機11連接形成一個獨立的閉路處理系統，濾出水管12將固液分離機11的分離液體連接到溢流水管8上，整個汙泥處理工藝無汙水排放。
3.根據權利要求I所述的一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝，其特徵在於所述的汙泥泵4出口連接的汙泥管3上設置了感應流量計和電動閥，電動閥和汙泥泵4連鎖反應，所述的一級氧化反應器5、二級氧化反應器6和快速沉澱池7的底部設置了壓力傳感器，壓力傳感器和汙泥泵4、加壓泵10、固液分離機11連鎖反應，形成了全自動工作環境。
4.根據權利要求I所述的一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝，其特徵在於所述的一級氧化反應器5的出口和二級氧化反應器6的進口落差為50釐米，二級氧化反應器6的出口和快速沉澱池7的溢流出水口的落差為50釐米。
全文摘要
本發明的一種電化學直接氧化汙泥的處理工藝，採用了兩級電化學直接氧化技術對含水率99.6％的汙泥進行氧化分解處理，使剩餘汙泥減量達到95％以上，可廣泛用於城市生活汙水處理廠、城市綜合汙水處理廠、城市化工汙水處理廠的汙泥處理與處置，為汙泥的安全處理處置提供潔淨的、低能耗的解決方案。
文檔編號C02F11/06GK102718382SQ20121023245
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年6月27日
發明者於江濤, 唐明傑, 張毅, 李元元, 王宇峰, 趙雨薇 申請人:常州浩瀚新材料科技有限公司