本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污泥的處理方法。
背景技術(shù)：
污泥是污水處理后的產(chǎn)物，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體污泥等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高(可高達(dá)99％以上)，有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細(xì)，比重較小，呈膠狀液態(tài)。它是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運(yùn)輸，但它很難通過沉降進(jìn)行固液分離。表面處理廢物(污泥)顧名思義，其主要來源為金屬表面處理及熱加工企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污泥，污泥主要物質(zhì)為磷酸鈣和碳酸鈣。
聚丙烯酰胺(PAM)作為一種線狀的有機(jī)高分子聚合物，一種高分子水處理絮凝劑產(chǎn)品，可以吸附水中的懸浮顆粒，在顆粒之間起鏈接架橋作用，使細(xì)顆粒形成比較大的絮團(tuán)，并且加快了沉淀的速度。這一過程稱之為絮凝，因其中良好的絮凝效果PAM作為水處理的絮凝劑并且被廣泛用于污水處理。
對于污泥的處理如專利號為CN1369442A的中國專利公開了一種酸性廢水高密度污泥處理工藝，該工藝由第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器、曝氣池、沉淀池、壓濾機(jī)等設(shè)備系統(tǒng)組成。采用污泥回流，向其中投加中和劑技術(shù)，使中和劑吸附于污泥載體表面，再利用這一載體中和廢水，使廢水中的多金屬離子形成大粒徑的金屬氫氧化物沉淀，提高了污泥沉淀效率和污泥的含固率，減少污泥脫水時(shí)間，降低廢水處理費(fèi)用，適合多行業(yè)廣泛使用。該工藝僅僅是處理了廢水中的污染環(huán)境的金屬離子，改善污泥脫水性，提高了處理效率，以期達(dá)到環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)，但對于廢水、污泥中的有益成分沒有進(jìn)行綜合利用，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢液，浪費(fèi)資源，不利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種污泥的處理方法，該方法操作簡單、處理方便、成本低，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種污泥的處理方法，它包括以下步驟：
S1.配漿：將污泥加入配漿槽中，加入水?dāng)嚢璺稚⑿纬蓾{料，漿料經(jīng)沉降分離得污泥渣和沉降清液，沉降清液返回至配漿槽循環(huán)利用；
S2.中和：將稀磷酸和污泥渣緩慢加入中和槽中進(jìn)行中和反應(yīng)得到固液混合物，所述稀磷酸和污泥渣的質(zhì)量比為1:1～3；其中，中和反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料1～3h后繼續(xù)反應(yīng)0.5～1.5h；
S3.養(yǎng)晶：將步驟S2所得固液混合物送入養(yǎng)晶槽，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值為6.0～7.0，得到磷酸氫鈣料漿，其中，反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料1～3h后繼續(xù)反應(yīng)0.5～1.5h，所述氧化鈣和固液混合物的重量比為1:15～25；
S4.一級絮凝沉降：將步驟S3所得磷酸氫鈣料漿送入一級沉降槽，并加入絮凝劑緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降1.5～2.5h，得到磷酸氫鈣濃漿，上層清液備用；
S5.壓濾：將步驟S4所得磷酸氫鈣濃漿泵入壓濾機(jī)制成磷酸氫鈣濾餅，濾液備用，收集濾餅上的固體，得到肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品；
S6.深度脫磷：在常溫下將步驟S4所得上層清液和S5所得濾液送入深度脫磷槽中，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)0.3～1.0h，調(diào)節(jié)pH值為10.0～11.0，得到磷酸鈣料漿，所述氧化鈣的投加量為1:8～14；
S7.二級絮凝沉降：將步驟S6所得磷酸鈣料漿送入二級沉降槽，并加入絮凝劑緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降1.5～2.5h，得到磷酸鈣濃漿，壓濾后所得固體為磷酸鈣，濾液返回配漿槽；
S8.產(chǎn)品混合：將步驟S5所得肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品和S7所得磷酸鈣送入打散器中混合，即為磷酸鹽混合物。
進(jìn)一步地，步驟S1所述沉降分離采用臥螺機(jī)進(jìn)行分離，所述臥螺機(jī)的轉(zhuǎn)速為2800～3200rad/min。
進(jìn)一步地，步驟S2中所述稀磷酸的含水率為80～95％。
進(jìn)一步地，步驟S4中所述絮凝劑為聚丙烯酰胺，投加量為0.10～0.15kg/m3。
進(jìn)一步地，步驟S5中所述壓濾機(jī)0.6～1.0MPa，濾布孔徑為320目。
進(jìn)一步地，步驟S7中所述絮凝劑為聚丙烯酰胺，投加量為0.02～0.08kg/m3。
本發(fā)明采用取間歇反應(yīng)的方式。
在中和步驟中：原料污泥因?yàn)閴簽V、包裝運(yùn)輸?shù)仍蜃兊妹軐?shí)，為了中和反應(yīng)更加充分，先將污泥配漿再經(jīng)臥螺機(jī)分離從而形成松散、均勻利于反應(yīng)的污泥渣。分離出的清水循環(huán)使用而不必添加新鮮水，同時(shí)通過控制臥螺機(jī)轉(zhuǎn)速從而保持出渣水分與原料污泥水分一致。污泥漿料通過臥螺機(jī)后，渣料直接加入一段中和槽，沉降清液返回污泥配漿槽循環(huán)使用而不再需要加入新鮮水。
來自臥螺機(jī)的污泥渣緩慢加入一段中和槽與原料稀酸混合反應(yīng)；反應(yīng)將產(chǎn)生少量CO2氣體，由于生成量很少產(chǎn)生的熱量可忽略不計(jì)，且CO2氣體的逸出也不至于攜帶液體(或攜帶量極少，滿足相關(guān)要求)。
反應(yīng)原理：是指污泥緩慢加入一段中和槽，在均勻混合的條件下污泥先溶解于酸中。主要反應(yīng)式如下：
CaCO3+H+→CO2+H2O
式中，R—表示金屬雜質(zhì)；
_n—表示金屬離子價(jià)態(tài)。
隨著污泥持續(xù)加入，料漿pH逐漸升高，重新析出沉淀，反應(yīng)式如下：
式中，R—表示金屬雜質(zhì)；
n—表示金屬離子價(jià)態(tài)。
在養(yǎng)晶步驟中：一段中和后的料漿打入養(yǎng)晶槽，與氧化鈣混合繼續(xù)反應(yīng)至pH＝6.0～7.0，將酸中的五氧化二磷轉(zhuǎn)化為磷酸氫鈣，同時(shí)經(jīng)過養(yǎng)晶使結(jié)晶顆粒粗大以加快沉降、過濾。
主要反應(yīng)式如下：
式中，R—表示金屬雜質(zhì)；
n—表示金屬離子價(jià)態(tài)。
在深度脫磷步驟中：經(jīng)沉降和壓濾得到的清液因磷含量較高(P＝76mg/L)，需進(jìn)一步中和脫磷才能達(dá)到排放要求；因此，往深度脫磷槽中緩慢加入氧化鈣，中和pH＝10.0～11.0，含少量固體的料漿同樣添加絮凝劑后進(jìn)入沉降槽沉降。
反應(yīng)式如下：
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提供的污泥的處理方法，采用配漿+中和+養(yǎng)晶+一級絮凝沉降+壓濾+深度脫磷+二級絮凝沉降+產(chǎn)品混合的工藝流程，可以處理金屬表面廢物及熱加工企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污泥，得到肥料級磷酸鹽，在節(jié)省資源的同時(shí)變廢為寶，既保護(hù)了自然生態(tài)環(huán)境，同時(shí)增加了效益；該方法增加了配漿預(yù)處理，提高污泥與稀酸主要成分之間化學(xué)反應(yīng)速率；新增加堿養(yǎng)晶工序，停留時(shí)間較長，提高磷酸鹽等產(chǎn)品獲取及提高沉降效果；一級絮凝沉降、二級絮凝沉降分別添加少量絮凝劑，提高沉降效果以及分段加堿促進(jìn)金屬氫氧化物沉降。該方法工藝簡單、操作方便，成本低，適合工業(yè)化大生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。
實(shí)施例1：一種污泥的處理方法，它包括以下步驟：
S1.配漿：將污泥加入配漿槽中，加入水?dāng)嚢璺稚⑿纬蓾{料，漿料經(jīng)沉降分離得污泥渣和沉降清液，沉降清液返回至配漿槽循環(huán)利用，所述沉降分離采用臥螺機(jī)進(jìn)行分離，所述臥螺機(jī)的轉(zhuǎn)速為2800rad/min。
S2.中和：將含水率為80％的稀磷酸和污泥渣緩慢加入中和槽中進(jìn)行中和反應(yīng)得到固液混合物，所述稀磷酸和污泥渣的質(zhì)量比為1:1；其中，中和反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料1h后繼續(xù)反應(yīng)0.5h；
S3.養(yǎng)晶：將步驟S2所得固液混合物送入養(yǎng)晶槽，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值為6.0，得到磷酸氫鈣料漿，其中，反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料1h后繼續(xù)反應(yīng)0.5h，所述氧化鈣和固液混合物的重量比為1:15；
S4.一級絮凝沉降：將步驟S3所得磷酸氫鈣料漿送入一級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降1.5h，得到磷酸氫鈣濃漿，上層清液備用，所述聚丙烯酰胺投加量為0.10kg/m3；
S5.壓濾：將步驟S4所得磷酸氫鈣濃漿泵入壓濾機(jī)制成磷酸氫鈣濾餅，濾液備用，收集濾餅上的固體，得到肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品，所述壓濾機(jī)壓力為0.6MPa，濾布孔徑為320目；
S6.深度脫磷：在常溫下將步驟S4所得上層清液和S5所得濾液送入深度脫磷槽中，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)0.3h，調(diào)節(jié)pH值為10.0，得到磷酸鈣料漿，所述氧化鈣的投加量為1:8；
S7.二級絮凝沉降：將步驟S6所得磷酸鈣料漿送入二級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降1.5h，得到磷酸鈣濃漿，壓濾后所得固體為磷酸鈣，濾液返回配漿槽，所述聚丙烯酰胺投加量為0.02kg/m3；
S8.產(chǎn)品混合：將步驟S5所得肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品和S7所得磷酸鈣送入打散器中混合，即為磷酸鹽混合物。
實(shí)施例2：一種污泥的處理方法，它包括以下步驟：
S1.配漿：將污泥加入配漿槽中，加入水?dāng)嚢璺稚⑿纬蓾{料，漿料經(jīng)沉降分離得污泥渣和沉降清液，沉降清液返回至配漿槽循環(huán)利用，所述沉降分離采用臥螺機(jī)進(jìn)行分離，所述臥螺機(jī)的轉(zhuǎn)速為3200rad/min。
S2.中和：將含水率為95％的稀磷酸和污泥渣緩慢加入中和槽中進(jìn)行中和反應(yīng)得到固液混合物，所述稀磷酸和污泥渣的質(zhì)量比為1:3；其中，中和反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料3h后繼續(xù)反應(yīng)1.5h；
S3.養(yǎng)晶：將步驟S2所得固液混合物送入養(yǎng)晶槽，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值為7.0，得到磷酸氫鈣料漿，其中，反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料3h后繼續(xù)反應(yīng)1.5h，所述氧化鈣和固液混合物的重量比為1:25；
S4.一級絮凝沉降：將步驟S3所得磷酸氫鈣料漿送入一級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降2.5h，得到磷酸氫鈣濃漿，上層清液備用，所述聚丙烯酰胺投加量為0.15kg/m3；
S5.壓濾：將步驟S4所得磷酸氫鈣濃漿泵入壓濾機(jī)制成磷酸氫鈣濾餅，濾液備用，收集濾餅上的固體，得到肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品，所述壓濾機(jī)壓力為1.0MPa，濾布孔徑為320目；
S6.深度脫磷：在常溫下將步驟S4所得上層清液和S5所得濾液送入深度脫磷槽中，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)1.0h，調(diào)節(jié)pH值為11.0，得到磷酸鈣料漿，所述氧化鈣的投加量為1:14；
S7.二級絮凝沉降：將步驟S6所得磷酸鈣料漿送入二級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降2.5h，得到磷酸鈣濃漿，壓濾后所得固體為磷酸鈣，濾液返回配漿槽，所述聚丙烯酰胺投加量為0.08kg/m3；
S8.產(chǎn)品混合：將步驟S5所得肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品和S7所得磷酸鈣送入打散器中混合，即為磷酸鹽混合物。
實(shí)施例3：一種污泥的處理方法，它包括以下步驟：
S1.配漿：將污泥加入配漿槽中，加入水?dāng)嚢璺稚⑿纬蓾{料，漿料經(jīng)沉降分離得污泥渣和沉降清液，沉降清液返回至配漿槽循環(huán)利用，所述沉降分離采用臥螺機(jī)進(jìn)行分離，所述臥螺機(jī)的轉(zhuǎn)速為3200rad/min。
S2.中和：將含水率為90％的稀磷酸和污泥渣緩慢加入中和槽中進(jìn)行中和反應(yīng)得到固液混合物，所述稀磷酸和污泥渣的質(zhì)量比為1:2；其中，中和反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料2h后繼續(xù)反應(yīng)1h；
S3.養(yǎng)晶：將步驟S2所得固液混合物送入養(yǎng)晶槽，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值為6.5，得到磷酸氫鈣料漿，其中，反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料2h后繼續(xù)反應(yīng)1h，所述氧化鈣和固液混合物的重量比為1:18；
S4.一級絮凝沉降：將步驟S3所得磷酸氫鈣料漿送入一級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降2h，得到磷酸氫鈣濃漿，上層清液備用，所述聚丙烯酰胺投加量為0.13kg/m3；
S5.壓濾：將步驟S4所得磷酸氫鈣濃漿泵入壓濾機(jī)制成磷酸氫鈣濾餅，濾液備用，收集濾餅上的固體，得到肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品，所述壓濾機(jī)壓力為0.7MPa，濾布孔徑為320目；
S6.深度脫磷：在常溫下將步驟S4所得上層清液和S5所得濾液送入深度脫磷槽中，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)0.6h，調(diào)節(jié)pH值為10.5，得到磷酸鈣料漿，所述氧化鈣的投加量為1:10；
S7.二級絮凝沉降：將步驟S6所得磷酸鈣料漿送入二級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降2h，得到磷酸鈣濃漿，壓濾后所得固體為磷酸鈣，濾液返回配漿槽，所述聚丙烯酰胺投加量為0.05kg/m3；
S8.產(chǎn)品混合：將步驟S5所得肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品和S7所得磷酸鈣送入打散器中混合，即為磷酸鹽混合物。
實(shí)施例4：一種污泥的處理方法，它包括以下步驟：
S1.配漿：將污泥加入配漿槽中，加入水?dāng)嚢璺稚⑿纬蓾{料，漿料經(jīng)沉降分離得污泥渣和沉降清液，沉降清液返回至配漿槽循環(huán)利用，所述沉降分離采用臥螺機(jī)進(jìn)行分離，所述臥螺機(jī)的轉(zhuǎn)速為2900rad/min；
S2.中和：將含水率為85％的稀磷酸和污泥渣緩慢加入中和槽中進(jìn)行中和反應(yīng)得到固液混合物，所述稀磷酸和污泥渣的質(zhì)量比為1:1；其中，中和反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料1.5h后繼續(xù)反應(yīng)0.8h；
S3.養(yǎng)晶：將步驟S2所得固液混合物送入養(yǎng)晶槽，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值為6.8，得到磷酸氫鈣料漿，其中，反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料1.5h后繼續(xù)反應(yīng)1.2h，所述氧化鈣和固液混合物的重量比為1:20；
S4.一級絮凝沉降：將步驟S3所得磷酸氫鈣料漿送入一級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降1.8h，得到磷酸氫鈣濃漿，上層清液備用，所述聚丙烯酰胺投加量為0.11kg/m3；
S5.壓濾：將步驟S4所得磷酸氫鈣濃漿泵入壓濾機(jī)制成磷酸氫鈣濾餅，濾液備用，收集濾餅上的固體，得到肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品，所述壓濾機(jī)壓力為0.8MPa，濾布孔徑為320目；
S6.深度脫磷：在常溫下將步驟S4所得上層清液和S5所得濾液送入深度脫磷槽中，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)0.8h，調(diào)節(jié)pH值為10.8，得到磷酸鈣料漿，所述氧化鈣的投加量為1:12；
S7.二級絮凝沉降：將步驟S6所得磷酸鈣料漿送入二級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降2.2h，得到磷酸鈣濃漿，壓濾后所得固體為磷酸鈣，濾液返回配漿槽，所述聚丙烯酰胺投加量為0.07kg/m3；
S8.產(chǎn)品混合：將步驟S5所得肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品和S7所得磷酸鈣送入打散器中混合，即為磷酸鹽混合物。
實(shí)施例5：一種污泥的處理方法，它包括以下步驟：
S1.配漿：將污泥加入配漿槽中，加入水?dāng)嚢璺稚⑿纬蓾{料，漿料經(jīng)沉降分離得污泥渣和沉降清液，沉降清液返回至配漿槽循環(huán)利用，所述沉降分離采用臥螺機(jī)進(jìn)行分離，所述臥螺機(jī)的轉(zhuǎn)速為3100rad/min；
S2.中和：將含水率為82％的稀磷酸和污泥渣緩慢加入中和槽中進(jìn)行中和反應(yīng)得到固液混合物，所述稀磷酸和污泥渣的質(zhì)量比為1:2；其中，中和反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料2.5h后繼續(xù)反應(yīng)1.2h；
S3.養(yǎng)晶：將步驟S2所得固液混合物送入養(yǎng)晶槽，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH值為6.2，得到磷酸氫鈣料漿，其中，反應(yīng)的時(shí)間為在常溫下加料2.5h后繼續(xù)反應(yīng)0.9h，所述氧化鈣和固液混合物的重量比為1:22；
S4.一級絮凝沉降：將步驟S3所得磷酸氫鈣料漿送入一級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降2.3h，得到磷酸氫鈣濃漿，上層清液備用，所述聚丙烯酰胺投加量為0.14kg/m3；
S5.壓濾：將步驟S4所得磷酸氫鈣濃漿泵入壓濾機(jī)制成磷酸氫鈣濾餅，濾液備用，收集濾餅上的固體，得到肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品，所述壓濾機(jī)壓力為0.7MPa，濾布孔徑為320目；
S6.深度脫磷：在常溫下將步驟S4所得上層清液和S5所得濾液送入深度脫磷槽中，并加入氧化鈣進(jìn)行反應(yīng)0.7h，調(diào)節(jié)pH值為10.7，得到磷酸鈣料漿，所述氧化鈣的投加量為1:13；
S7.二級絮凝沉降：將步驟S6所得磷酸鈣料漿送入二級沉降槽，并加入聚丙烯酰胺緩慢攪拌形成絮團(tuán)，沉降1.8h，得到磷酸鈣濃漿，壓濾后所得固體為磷酸鈣，濾液返回配漿槽，所述聚丙烯酰胺投加量為0.07kg/m3；
S8.產(chǎn)品混合：將步驟S5所得肥料級磷酸氫鈣產(chǎn)品和S7所得磷酸鈣送入打散器中混合，即為磷酸鹽混合物。
上述實(shí)施例中采用的污泥主要來源為金屬表面處理及熱加工企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污泥，具體成分詳見表1：
表1：污泥原料組成