專利名稱：一種用于污泥脫水的復配絮凝劑處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程水處理技術(shù)領(lǐng)域，適用于各種活性以及消化濃縮污泥的處理。
背景技術(shù)：
污泥含水率是影響污泥處置效率的關(guān)鍵因素。高效脫水可大大減少污泥體積并降 低后續(xù)工藝處置成本和難度。目前，關(guān)于污泥調(diào)理改善其脫水性能的方法主要是通過投加 無機或有機絮凝劑以減少污泥與水的親和力，改變污泥中水分的存在形式，從而達到易于 脫水的目標。 聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化鋁(PAC)和殼聚糖(CTS)是污泥處置中常用的高效絮 凝劑。鄒鵬在2005年第25巻第5期的《工業(yè)水處理》雜志中發(fā)表論文《殼聚糖絮凝劑的投 加量對污泥脫水性能的影響》(對比文獻1)中指出，在對濃縮污泥進行調(diào)理中，聚丙烯酰胺 的調(diào)理效果優(yōu)于聚合氯化鋁，但差于殼聚糖。殼聚糖在調(diào)理污泥的過程中既有電中和作用， 又能起到良好的吸附架橋作用，但存在投加量相對較高的問題。譚淑英在2004年第33巻 第1期《石油與天然氣化工》雜志中發(fā)表論文《復配絮凝劑對煉油活性污泥處理中的應(yīng)用研 究》(對比文獻2)中表明，采用殼聚糖、聚合氯化鋁復配絮凝劑對污泥進行調(diào)理，調(diào)理效果 明顯優(yōu)于單一絮凝劑并可有效節(jié)省殼聚糖的用量。 聚合氯化鋁為無機絮凝劑，其在污泥調(diào)理中主要起到電中和的作用。相比之下，聚 丙烯酰胺為有機高分子絮凝劑，其電荷密度遠大于聚合氯化鋁，電中和作用更強。此外，它 還具有一定的吸附架橋作用。采用聚丙烯酰胺與殼聚糖進行復配，調(diào)理效果將優(yōu)于聚合氯 化鋁與殼聚糖的復配。張印堂在2002年第21巻第1期的《上海環(huán)境科學》雜志中發(fā)表論 文《殼聚糖絮凝劑在活性污泥調(diào)理中的應(yīng)用》(對比文獻3)中證實了這一結(jié)論。然而，其研 究過程中獲取的工藝參數(shù)不夠具體，難以指導工業(yè)應(yīng)用。另外，該研究未涉及到消化污泥， 適用范圍相對較窄。 從文獻可以看出，研究開發(fā)殼聚糖、聚丙烯酰胺復配絮凝劑污泥處理工藝，具有重 大的工程應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一套高效殼聚糖、聚丙烯酰胺復配絮凝劑污泥處理工藝，進 一步提高污泥脫水性能并降低絮凝劑的使用量。 —種用于污泥脫水的復配絮凝劑處理工藝，以聚丙烯酰胺和殼聚糖為絮凝劑，先 投加殼聚糖，再投加聚丙烯酰胺的復配投加方式，主要關(guān)鍵技術(shù)在于控制污泥與絮凝劑的 進入流量比，并在注入污泥與藥劑的同時，開啟攪拌；絮凝劑的投加順序為先投加殼聚糖， 后加入聚丙烯酰胺；投加殼聚糖后，先進行快攪，后轉(zhuǎn)入慢攪，對于聚丙烯酰胺，保持慢速攪 拌。 其工藝步驟如下
(1)根據(jù)污泥濃度，將殼聚糖和聚丙烯酰胺分別配制成18-22%和8-12%污泥濃 度的溶液； (2)打開污泥與殼聚糖進口閥門，通過計量泵將污泥與殼聚糖按流量比100 : l — 并注入反應(yīng)器； (3)注入污泥與殼聚糖混合液的同時，開啟攪拌，先以轉(zhuǎn)速80-120rpm/min攪拌， 至污泥與殼聚糖混合液注入完畢后，轉(zhuǎn)速調(diào)整為450-550rpm/min， lmin后，再次切換至 80-120rpm/min，持續(xù)2min ; (4)關(guān)閉污泥與殼聚糖進口閥門，打開聚丙烯酰胺進口閥門，注入污泥體積1%的 聚丙烯酰胺溶液，注入流量控制在5L/min ; (4)整個聚丙烯酰胺投加過程中，轉(zhuǎn)速保持為80-120rpm/min，注入聚丙烯酰胺完
畢后，持續(xù)慢速攪拌2min; (5)停止攪拌，靜置30min ; (6)打開主反應(yīng)器底部閥門和污泥濃縮槽進口閥門，將濃縮污泥排出；
(7)關(guān)閉污泥濃縮槽進口閥門，打開水槽進口閥門，將上清液排除；
(8)關(guān)閉水槽進口閥門，開始下一循環(huán)。


圖1為本發(fā)明污泥脫水的復配絮凝劑處理工藝流程示意圖
其中l(wèi)為反應(yīng)器，2為變頻攪拌器，3為pH計，4、5、6、7、8均為閥門，18、19、20、21、 22均為閥門，15、16、17均為流量計，9、10均為計量泵，11為污泥槽，12為加藥槽，13為污泥 濃縮槽，14為水槽，23為攪拌葉片。
具體實施例方式
實施例結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用0. 5m3圓斗型有機玻璃反應(yīng)器l，反應(yīng)器1內(nèi)徑為 0.7m。圓柱與泥斗的體積比為4 : 1。其中，圓斗有效容積為O. lm3，高度為0.75m。變頻攪 拌器2由四組螺旋葉片組成，葉片間距為0.3m。反應(yīng)器l頂端以下20cm處設(shè)有進樣口。污 泥和絮凝劑分別由計量泵9、10打入反應(yīng)器1。污泥和絮凝劑的加入量由流量計控制。泥斗 底部設(shè)置污泥排放管路，該管路又分為兩個支路。其中，絮凝沉降污泥排入污泥濃縮槽13， 分離得到的上清液排入水槽14。 pH計3用于檢測污泥混合液的pH值和溫度。
污泥濃度范圍為80-85g/L。反應(yīng)溫度為室溫。殼聚糖和聚丙烯酰胺分別配置成 16. 2-16. 8g/L和8. 0-8. 8g/L的溶液。打開閥門4、5、7，開啟計量泵9，污泥進樣流量控制 在90L/min，開啟計量泵IO，注入殼聚糖。調(diào)整流量計15、 17流量比為100 : 1。在進樣的 同時，啟動攪拌，攪拌速率為100rpm/min。進樣結(jié)束后，暫停計量泵9、 10。提高攪拌速率至 500rpm/min，持續(xù)lmin。 lmin后，再次降低轉(zhuǎn)速至100rpm/min，持續(xù)2min。關(guān)閉閥門4、5、 7，打開閥門6、8。再次開啟計量泵IO，開始注入聚丙烯酰胺，流量控制在5L/min，攪拌速率 維持在100rpm/min不變。進樣結(jié)束后在持續(xù)攪拌2min，暫停計量泵、攪拌器，關(guān)閉閥門6、 8。靜置沉降30min后，打開底部閥門18、20，將絮凝沉降污泥排入污泥濃縮槽。關(guān)閉閥門 20，打開閥門19，將上清液排入水槽。關(guān)閉閥門19，進入下一循環(huán)。 實驗結(jié)果表明，在溫度為23-2『C的條件下，采用殼聚糖和聚丙烯酰胺復配方式調(diào)理污泥，當殼聚糖和聚丙烯酰胺的投加量分為2. lkg/t干污泥和0. 75kg/t干污泥時，濃縮 污泥的毛細吸收時間能夠降至10s以下。在相同的溫度和攪拌條件下，單獨投加殼聚糖或 聚丙烯酰胺調(diào)理濃縮污泥脫水性能獲取同等調(diào)理效果的最佳劑量分別為8. 6kg/t干污泥 和2. 9kg/t干污泥。復配工藝殼聚糖和聚丙烯酰胺的用量均比單獨投加最佳劑量節(jié)省了 75%。
權(quán)利要求
一種用于污泥脫水的復配絮凝劑處理工藝，以聚丙烯酰胺和殼聚糖為絮凝劑，其特征在于先投加殼聚糖，再投加聚丙烯酰胺的復配投加方式，其工藝步驟如下(1)將殼聚糖和聚丙烯酰胺分別配制成18-22％和8-12％污泥濃度的溶液；(2)打開污泥與殼聚糖進口閥門，通過計量泵將污泥與殼聚糖按流量比100∶1一并注入反應(yīng)器；(3)注入污泥與殼聚糖混合液的同時，開啟攪拌，先以轉(zhuǎn)速80-120rpm/min攪拌，至污泥與殼聚糖混合液注入完畢后，轉(zhuǎn)速調(diào)整為480-540rpm/min，1min后，再次切換至80-120rpm/min，持續(xù)2min；(4)關(guān)閉污泥與殼聚糖進口閥門，打開聚丙烯酰胺進口閥門，注入污泥體積1％的聚丙烯酰胺溶液，注入流量控制在5L/min；(5)整個聚丙烯酰胺投加過程中，轉(zhuǎn)速保持為80-120rpm/min，注入聚丙烯酰胺完畢后，持續(xù)慢速攪拌2min；(6)停止攪拌，靜置30min；(7)打開主反應(yīng)器底部閥門和污泥濃縮槽進口閥門，將濃縮污泥排出；(8)關(guān)閉污泥濃縮槽進口閥門，打開水槽進口閥門，將上清液排除；(9)關(guān)閉水槽進口閥門，開始下一循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明提供一套采用殼聚糖、聚丙烯酰胺復配絮凝劑對污泥進行脫水的處理工藝。其關(guān)鍵技術(shù)是將殼聚糖絮凝劑與污泥一并注入反應(yīng)器，控制攪拌周期、強度以及泥藥進入流量比，使殼聚糖與污泥顆粒充分接觸反應(yīng)，隨后注入聚丙烯酰胺，保持慢速攪拌，促進污泥絮體顆粒的進一步成長。通過靜置沉淀，將污泥絮體中的水分排出。運行結(jié)果表明，在取得同等調(diào)理效果的基礎(chǔ)上，復配絮凝殼聚糖和聚丙烯酰胺的藥劑投加量比常規(guī)工藝中單獨使用節(jié)省了75％，經(jīng)濟、環(huán)境效益顯著。
文檔編號C02F11/14GK101734839SQ20091025656
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者劉倩輝, 胡文容, 蔣波, 裴海燕 申請人:山東大學