專利名稱：高鐵酸鹽在城市污泥調(diào)理中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用高鐵酸鹽調(diào)理污泥，提高污泥的脫水性，從而使污泥減量的方法。屬于污水污泥的處理領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)固體廢棄物的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
基于活性污泥的生物污水處理方法是目前世界上應(yīng)用最廣泛的污水生物處理技術(shù)，但它一直存在一個最大的弊端，就是會產(chǎn)生大量的剩余污泥。由于污泥是由多種微生物形成的菌膠團以及吸附的有機物和無機物組成的集合體，具有特殊的絮體結(jié)構(gòu)和高度親水性，含水率通常在95 99. 9%，體積龐大，已經(jīng)成為污水處理廠的沉重的經(jīng)濟負擔(dān)。為減少污泥體積，必須對污泥進行脫水處理，在脫水過程中盡可能多的去除水分，得到含固率高的污泥餅，這對后續(xù)的運輸和污泥處理處置都相當(dāng)重要。污泥脫水是污泥減量化的最有效的途徑，污泥脫水效率直接影響污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化處理。在焚燒、堆肥、填埋、綜合利用等污泥處理處置方法中，污泥脫水是最重要的前處理過程，成為經(jīng)濟、高效處理污泥的瓶頸。然后，污泥具有類似膠體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，污泥絮體中包含的大量的結(jié)合水難以脫去，導(dǎo)致污泥的過濾比阻大，脫水性能差，脫水非常困難。為破壞其膠體結(jié)構(gòu)，改善污泥的脫水性能，必須對污泥進行調(diào)理。污泥的調(diào)理方法有化學(xué)調(diào)理法、物理調(diào)理法、生物調(diào)理法三大類，而化學(xué)調(diào)理法是目前使用最廣泛的調(diào)理城市污泥的方法，它采用具有混凝作用的化學(xué)藥劑(如鐵鹽、鋁鹽、聚合電解質(zhì)等)來調(diào)理污泥。無機低分子混凝劑(鐵鹽、鋁鹽等) 雖然本身價格較低，但混凝反應(yīng)效率低，造成投加量大，處理費用高，而且還使得沉淀后污泥量大，增大后續(xù)處理處置難度。有機高分子混凝劑，如聚丙烯酰胺，雖混凝效率好，但本身價格高，而且其單體具有毒性，殘留物不易被生物降解，易造成二次污染。雖然污泥在調(diào)理后脫水速率加快，但是污泥脫水后的泥餅中仍然含水率高。所有機械脫水方法只能使脫水污泥含水率降低到75 80%左右，難以再進一步再降低。如何在減少絮凝劑或不增加絮凝劑用量的前提下提高污泥的脫水性，已成為國內(nèi)外水處理研究領(lǐng)域的難點和熱點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用高鐵酸鹽氧化預(yù)調(diào)理污泥的方法，該方法不僅可以進一步提高污泥脫水的效率和穩(wěn)定性，還可減少聚丙烯酰胺絮凝劑用量，降低污泥脫水的成本。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明將污泥先與高鐵酸鹽發(fā)生氧化反應(yīng)，用高鐵酸鹽氧化污泥絮體外圍的胞外多聚物，分解污泥的膠體結(jié)構(gòu)，釋放污泥絮體中的結(jié)合水，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的產(chǎn)物_Fe3+是一種絮凝劑，可提高污泥的絮凝沉降性能，達到促進污泥脫水的目的，從而降低污泥量。用高鐵酸鹽調(diào)理污泥，促進剩余污泥脫水的污泥減量方法，其特征在于剩余污泥經(jīng)過24小時濃縮后，濃縮污泥進入絮凝罐，在絮凝罐中先加入高鐵酸鹽預(yù)調(diào)理，快速攪拌均勻后再慢速攪拌，然后視剩余污泥的性質(zhì)差異，再投加少量聚丙烯酰胺絮凝劑，完成對污泥的調(diào)理過程。其中污泥與高鐵酸鹽氧化預(yù)調(diào)理的時間為2 5分鐘；快速攪拌速度為200 250r/min，快速攪拌時間為I分鐘；慢速攪拌速度為50 80r/min，慢速攪拌時間為I 4 分鐘。高鐵酸鹽的投加量(即高鐵酸鹽與剩余濃縮污泥的質(zhì)量比)為O. 10 O. 15 I。 最后在80 lOOr/min慢速攪拌下投加少量聚丙烯酰胺絮凝劑，聚丙烯酰胺絮凝劑的投加量為O. 10 O. 20% (干基)。不同種類污泥的高鐵酸鹽和聚丙烯酰胺絮凝劑的最佳投加劑量可能有所不同，這與剩余污泥的性質(zhì)等有關(guān)。但高鐵酸鹽投加劑量過大、預(yù)調(diào)理時間過長，會由于污泥細胞破解，胞內(nèi)物質(zhì)外溢，反而會導(dǎo)致污泥的絮凝脫水性能變差。本發(fā)明對現(xiàn)有的污泥調(diào)理方法進行了改進，改進后的方法可以減少剩余污泥的結(jié)合水含量，降低污泥過濾比阻，從而促進污泥脫水，減少絮凝劑用量。本發(fā)明的方法具有設(shè)備簡單、投資少、無污染、運行管理方便、運行成本低等優(yōu)點，適合工業(yè)污水和城鎮(zhèn)生活污水處理廠應(yīng)用。本發(fā)明的顯著進步和優(yōu)點在于(I)促進污泥絮凝脫水。污泥的結(jié)合水含量從16. 8g/g下降到I. 2g/g左右，污泥的過濾比阻下降約I個數(shù)量級。污泥含水率可由原來的99%下降到壓濾后的70%左右，污泥體積大大減少，減少了后續(xù)污泥處理處置的困難，減輕了填埋或焚燒的壓力，處置費用大大減少。(2)絮凝劑用量從O. 7% (干基)降低到O. 10 O. 20% (干基)，節(jié)約大量成本。(3)無需另建任何處理設(shè)施，無投資，管理方便，無毒環(huán)保，運行成本較低。
具體實施方案以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述。以下實施例不對本發(fā)明的技術(shù)方案構(gòu)成限定。實施例I :采用本發(fā)明的方法對寧波某污水處理廠的剩余污泥進行調(diào)理，污泥的含水率為99.7%，常溫下操作。高鐵酸鉀與剩余污泥的質(zhì)量比為O. I 1，投加高鐵酸鉀后，先200r/min快速攪拌I分鐘；然后50r/min慢速攪拌3分鐘，預(yù)調(diào)理后的污泥投加少量絮凝劑聚丙烯酰胺，用量為O. 15 % (干基)，然后壓濾脫水，測得污泥餅的含水率為 69%，污泥的結(jié)合水含量從16. 8g/g下降至IJ I. 2g/g左右，污泥比阻從4. 51 X 10nm/kg降低到O. 47X 10nm/kg。而沒有經(jīng)過高鐵酸鉀預(yù)調(diào)理的污泥，經(jīng)過壓濾脫水后的泥餅含水率為 78%，污泥比阻為I. 39X 10nm/kg，絮凝劑聚丙烯酰胺的用量為O. 7% (干基)。實施例2 :采用本發(fā)明的方法對寧波某污水處理廠的剩余污泥進行調(diào)理，污泥沉淀2小時后去除上清液，測得污泥的含水率為98. 5%，常溫下操作。高鐵酸鉀與剩余污泥的質(zhì)量比為O. 15 1，投加高鐵酸鉀后，先250r/min快速攪拌I分鐘；然后80r/min慢速攪拌4分鐘，預(yù)調(diào)理后的污泥投加少量絮凝劑聚丙烯酰胺，用量為O. 10 % (干基)，然后壓濾脫水，測得污泥餅的含水率為70%，污泥比阻從4. 12X IO1Vkg降低到O. 57X IO1V kg,而沒有經(jīng)過高鐵酸鉀處理的污泥，經(jīng)過壓濾脫水后的污泥含水率為78%，污泥比阻為
I.51 X IO1Vkg,絮凝劑聚丙烯酰胺的用量為O. 7% (干基)。實施例3 :采用本發(fā)明的方法對寧波某石化企業(yè)的污水處理站產(chǎn)生的工業(yè)剩余污泥進行調(diào)理，污泥沉淀2小時后去除上清液，測得污泥的含水率為98. 5%，常溫下操作。高鐵酸鉀與剩余污泥的質(zhì)量比為O. 15 1，投加高鐵酸鉀后，先250r/min快速攪拌I分鐘； 然后60r/min慢速攪拌4分鐘，調(diào)理后的污泥投加少量絮凝劑聚丙烯酰胺，用量為O. 20% (干基)，然后壓濾脫水，測得污泥餅的含水率為70 %，污泥比阻從4. 77X IO1Vkg降低到O. 42X 10nm/kg。而沒有經(jīng)過高鐵酸鉀處理的污泥，經(jīng)過壓濾脫水后的污泥餅含水率為 82%，污泥比阻為I. 49X 10nm/kg，絮凝劑聚丙烯酰胺的用量為O. 7% (干基)。
權(quán)利要求
1.高鐵酸鹽在城市污泥調(diào)理中的應(yīng)用，其特征在于包括以下步驟剩余污泥經(jīng)過24小時左右的濃縮，濃縮污泥進入絮凝罐，在絮凝罐中先加入高鐵酸鹽預(yù)調(diào)理，先快速攪拌I分鐘；再慢速攪拌I 4分鐘，然后再投加少量聚丙烯酰胺絮凝劑，完成對污泥的調(diào)理過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于高鐵酸鹽的投加量(即高鐵酸鹽與剩余濃縮污泥的質(zhì)量比)為O. 10 O. 15 I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于快速攪拌速度為200 250r/min，快速攪拌時間為I分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于慢速攪拌速度為50 80r/min，慢速攪拌時間為I 4分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于聚丙烯酰胺絮凝劑的投加量為O.10 O.20% (干基)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于高鐵酸鹽，可以是高鐵酸鉀，也可以是高鐵酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市污泥調(diào)理方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是剩余污泥經(jīng)過24小時的濃縮后，濃縮污泥進入絮凝罐，在絮凝罐中先加入高鐵酸鹽預(yù)調(diào)理，高鐵酸鹽的投加量(即高鐵酸鹽與剩余濃縮污泥的質(zhì)量比)為0.10～0.15∶1，先200～250r/min快速攪拌1分鐘，再50r/min慢速攪拌1～4分鐘，最后在80～100r/min慢速攪拌下投加少量聚丙烯酰胺絮凝劑，聚丙烯酰胺絮凝劑的投加量為0.10～0.20％(干基)，完成對污泥的調(diào)理過程。本發(fā)明的方法可以減少剩余污泥的結(jié)合水含量，降低污泥過濾比阻，從而促進污泥脫水，減少絮凝劑用量。本發(fā)明的方法還具有設(shè)備簡單、無投資、無毒環(huán)保、運行管理方便、運行成本低等優(yōu)點，適合工業(yè)污水和城鎮(zhèn)生活污水處理廠應(yīng)用。
文檔編號C02F11/14GK102583949SQ20121002546
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者劉新文, 葉芬霞, 李穎 申請人:寧波工程學(xué)院