專利名稱：復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
目前，污水處理廠普遍采用的機(jī)械脫水方式可將污泥含水率降低到75%_85%之問，而環(huán)境保護(hù)部辦公廳2010年發(fā)布的“關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知”(環(huán)辦2010157號(hào))中規(guī)定:“污水處理廠以貯存(即不處理處置)為目的將污泥運(yùn)出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下”。這就對(duì)傳統(tǒng)的以80%含水量作為出廠標(biāo)準(zhǔn)的污泥脫水技術(shù)提出來(lái)挑戰(zhàn)。尋求新的污泥深度脫水技木，實(shí)現(xiàn)污泥的減容化，已經(jīng)成為制約污水處理行業(yè)的瓶頸問題。機(jī)械脫水僅能使自由水和存在于污泥顆粒之間的部分間隙水去除；毛細(xì)水和污泥顆粒之間的結(jié)合力較強(qiáng)需借助較高的機(jī)械作用力和能量；內(nèi)部結(jié)合水的含量與污泥中微生物細(xì)胞所占的比例有關(guān)，使用機(jī)械方法去除這部分水是行不通的，而需采用高溫加熱和冷凍等措施。從破壞污泥水分結(jié)合形態(tài)的角度來(lái)看，采用熱干化技術(shù)所提供的能量能夠破壞污泥細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水，實(shí)現(xiàn)深度脫水。熱干化技術(shù)多利用蒸汽、煙通氣等，造成處理成本高、尾氣量大、冷卻水量大，同時(shí)，還存在著易產(chǎn)生臭氣及粉塵二次污染以及存在粉塵爆炸的風(fēng)險(xiǎn)等問題。污泥的熱干化方式投資和運(yùn)行成本普遍較高，國(guó)內(nèi)污泥熱干化項(xiàng)目一般設(shè)備投資約20-50萬(wàn)元/噸濕污泥，運(yùn)行成木200-300元/t濕污泥以上，由此導(dǎo)致污泥熱干化的項(xiàng)日建設(shè)要求和條件較高，不利于廣泛地推廣應(yīng)用。為了降低深度脫水成本，現(xiàn)在較多的是應(yīng)用化學(xué)調(diào)理結(jié)合板框壓濾機(jī)技術(shù)進(jìn)行深度脫水，其總體運(yùn)行成本低于熱干化技木?，F(xiàn)有的化學(xué)調(diào)理劑中，常用的有三氯化鐵、生石灰和粉煤灰等組成的無(wú)機(jī)調(diào)理劑，但該類調(diào)理劑相對(duì)于80%含水率的污泥，要達(dá)到較好的脫水效果，對(duì)設(shè)備和エ 序要求高，調(diào)理劑的總添加量占污泥干基比20%以上，污泥增容問題較嚴(yán)重，實(shí)際上并未實(shí)現(xiàn)污泥的減量化。此外，還有些調(diào)理劑將無(wú)機(jī)調(diào)理劑與聚丙烯酰胺復(fù)合使用，雖可在一定程度上減少調(diào)理劑的總添加量，但由于聚丙烯酰胺是粘稠性漿體，會(huì)影響過濾以及后續(xù)處理的效果，且存在難降解等污染問題。因此，目前污泥深度脫水面臨的難題在于，現(xiàn)有的調(diào)理劑存在成本高，用量大，調(diào)理工藝復(fù)雜，并未實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，容易影響污泥的后續(xù)利用，且環(huán)境效益差的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，發(fā)明人預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn)，通過三氯化鐵、氧化鈣、氧化鎂、表面活性劑和硫酸組成的調(diào)理劑的協(xié)同作用，與単一調(diào)理劑相比，具有明顯的增效性，可實(shí)現(xiàn)污泥的高效脫水，調(diào)理工藝簡(jiǎn)單，快捷，調(diào)理劑的用量小，脫水后的污泥含水率降至45%以下，pH值在6 7之間，無(wú)惡臭，不存在增容問題，能實(shí)現(xiàn)污泥減量化，環(huán)境效益好，有利于后續(xù)污泥資源化利用，可以廣泛應(yīng)用于化工、市政等行業(yè)的污水、污泥處理，特別適用于城鎮(zhèn)污水廠生活污泥的處理，尤其是含水率為97、8%的初沉污泥及ニ沉污泥。本發(fā)明提供一種復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑，包括如下重量份數(shù)的組分:3 6份三氯化鉄、3 6份氧化鈣、I 2份氧化鎂、I 4份表面活性剤、I 2份濃硫酸。三氯化鐵作為絮凝劑，其鐵離子水解形成膠體羥基聚合物或氫氧化物沉淀，通過靜電粘附、網(wǎng)捕等作用改變大顆粒污泥的穩(wěn)定性，卷掃小顆粒污泥形成有一定承載カ的絮體顆粒。氧化鈣作為助凝劑，除調(diào)節(jié)PH外，還可以改變污泥顆粒的結(jié)構(gòu)，氧化鈣溶解后鈣離子被污泥中的腐殖酸吸附，在污泥中形成多孔網(wǎng)格狀骨架，可改善污泥的可壓縮性，增強(qiáng)絮體的強(qiáng)度。加入的三氯化鐵和氧化鈣還有鈍化重金屬和殺菌除臭的作用，可使離子狀態(tài)的重金屬在堿性環(huán)境中會(huì)生成氫氧化物沉淀，通過定期清除底部沉淀物，可顯著減少脫水泥餅中重金屬含量。通過提聞污泥的pH值和水解放熱,破壞以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的細(xì)胞壁和酶、酸性RNA、碳水化合物的細(xì)胞組織和油脂，從而達(dá)到殺菌的作用。

投加適量的表面活性剤，一部分能吸附在聚合物分子上，促進(jìn)聚合物分子的充分伸展，起到更好的吸附架橋作用；一部分以不同的方式吸附在污泥表面，影響聚合物和污泥顆粒間的相互作用。硫酸的加入可使活性污泥中胞外聚合物水解、微生物細(xì)胞瓦解，污泥水分分布發(fā)生變化，一部分間隙水從絮體中或細(xì)胞內(nèi)部被釋放出來(lái)，從而提高可脫水程度，能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很好的脫水效果。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑能夠使污泥絮體內(nèi)部的結(jié)合水被釋放出來(lái)，而且能夠改變污泥的表面電荷，促進(jìn)胞外聚合物(EPS)水解，降低了對(duì)水的親和カ；此外，還可誘導(dǎo)污泥毛細(xì)水向污泥間隙游離水轉(zhuǎn)化，降低污泥的粘性，從而實(shí)現(xiàn)在常規(guī)板框壓濾機(jī)下對(duì)污泥進(jìn)行深度脫水。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑包括如下重量份數(shù)的組分:4份三氯化鉄、5份氧化鈣、I份氧化鎂、2份表面活性剤、2份硫酸。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述表面活性劑由十二烷基苯酸鈉和十六烷基三甲基氯化銨組成，所述十二烷基苯酸鈉和所述十六烷基三甲基氯化銨的重量比為1:0.5 3。發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)探索發(fā)現(xiàn)，通過十二烷基苯酸鈉和十六烷基三甲基氯化銨以1:1.5^3的重量比混合，可增強(qiáng)表面活性劑與其他無(wú)機(jī)調(diào)理劑的協(xié)同作用，脫水效果比其他表面活性劑更好，尤其適用于城鎮(zhèn)污水廠生活污泥的處理。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑還包括I 2份粉煤灰或煤粉?？梢愿鶕?jù)污泥的不同來(lái)源、后續(xù)應(yīng)用靈活添加助劑。如再添加I 2份的煤粉，有利于污泥的后續(xù)燃燒。若污泥后續(xù)處理不需要燃燒，也可以用粉煤灰。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑的應(yīng)用方法包括如下步驟:
A)向待處理污泥中加入占污泥干基比I 3%重量的表面活性剤，攪拌，第一次反應(yīng)調(diào)節(jié)10 30分鐘；
B)第一次反應(yīng)調(diào)節(jié)后，加入占污泥干基比3 6%重量的三氯化鉄、占污泥干基比3 6%重量的氧化鈣、占污泥干基比I 2%重量的氧化鎂，攪拌，第二次反應(yīng)調(diào)節(jié)2(T40分鐘；
C)第二次反應(yīng)調(diào)節(jié)后，再加入占污泥干基比I 2%重量的硫酸，攪拌，第三次反應(yīng)調(diào)節(jié)5 20分鐘；
D)第三次反應(yīng)調(diào)節(jié)后，對(duì)污泥進(jìn)行機(jī)械脫水。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過三氯化鉄、氧化鈣、氧化鎂、表面活性劑和硫酸組成的調(diào)理劑的協(xié)同作用，與単一調(diào)理劑相比，具有明顯的增效性，可改變污泥的表面電荷、粘性，結(jié)合常規(guī)板框壓濾機(jī)可實(shí)現(xiàn)污泥的高效脫水，調(diào)理工藝簡(jiǎn)単，快捷，調(diào)理劑的用量小，脫水后的污泥含水率降至45%以下，pH值在6 7之間，無(wú)惡臭，不存在增容問題，能實(shí)現(xiàn)污泥減量化，環(huán)境效益好，有利于后續(xù)污泥資源化利用，可以廣泛應(yīng)用于化工、市政等行業(yè)的污水、污泥處理，特別適用于城鎮(zhèn)污水廠生活污泥的處理。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)說明。
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實(shí)施例一復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑。復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑包括如下重量份數(shù)的組分:4份三氯化鐵、5份氧化鈣、I份氧化鎂、I份十二烷基苯酸鈉、3份十六烷基三甲基氯化銨、2份硫酸。實(shí)施例ニ復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑。復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑包括如下重量份數(shù)的組分:5份三氯化鐵、4份氧化鈣、2份氧化鎂、0.5份十二烷基苯酸鈉、1.5份十六烷基三甲基氯化銨、I份硫酸。實(shí)施例三復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑用于污泥處理。以含水率為97%的初沉污泥和活性污泥為處理對(duì)象，向待處理污泥中加入占污泥干基比2%重量的十二烷基苯酸鈉和占污泥干基比1%重量的十六烷基三甲基氯化銨，攪拌，反應(yīng)調(diào)節(jié)20分鐘；再加入占污泥干基比5%重量的三氯化鉄、占污泥干基比4%重量的氧化鈣、占污泥干基比1%重量的氧化鎂，攪拌，反應(yīng)調(diào)節(jié)30分鐘；再加入占污泥干基比2%重量的硫酸，攪拌，反應(yīng)調(diào)節(jié)10分鐘；之后，采用隔膜式板框壓濾機(jī)進(jìn)行污泥深度脫水，其壓濾機(jī)過濾面積為1.8 3 m2，有效容積0.054m3，過濾壓カ彡1.8M Pa，壓榨壓カ彡2.5M Pa，每次能夠處理污泥最大量約為:1.0m3。同時(shí)，對(duì)傳統(tǒng)調(diào)理劑的污泥脫水效果進(jìn)行了比較試驗(yàn)，總投加量均占污泥干基比5%重量，所得結(jié)果如表I所示。從表I可知，在處理工藝相同的情況下，本發(fā)明的污泥脫水效果明顯好于傳統(tǒng)的調(diào)理劑，環(huán)境效益好，有利于后續(xù)污泥資源化利用。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑，其特征在于:包括如下重量份數(shù)的組分:3 6份三氯化鉄、3 6份氧化鈣、I 2份氧化鎂、I 4份表面活性剤、I 2份濃硫酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑，其特征在于:包括如下重量份數(shù)的組分:4份三氯化鉄、5份氧化鈣、I份氧化鎂、2份表面活性剤、2份硫酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑，其特征在于:所述表面活性劑由十二烷基苯酸鈉和十六烷基三甲基氯化銨組成，所述十二烷基苯酸鈉和所述十六烷基三甲基氯化銨的重量比為1:0.5 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑，其特征在于:還包括I 2份粉煤灰或煤粉。
5.一種如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑的應(yīng)用方法，其特征在于:包括如下步驟: A)向待處理污泥中加入占污泥干基比I 4%重量的表面活性剤，攪拌，第一次反應(yīng)調(diào)節(jié)10 30分鐘； B)第一次反應(yīng)調(diào)節(jié)后，加入占污泥干基比3 6%重量的三氯化鐵、占污泥干基比3 6%重量的氧化鈣、占污泥干基比I 2%重量的氧化鎂，攪拌，第二次反應(yīng)調(diào)節(jié)2(T40分鐘； C)第二次反應(yīng)調(diào)節(jié)后，再加入占污泥干基比I 2%重量的硫酸，攪拌，第三次反應(yīng)調(diào)節(jié)5 20分鐘； D)第三次反應(yīng)調(diào)節(jié)后，對(duì)污泥進(jìn)行機(jī)械脫水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑的應(yīng)用方法，其特征在于:所述表面活性劑由十二烷基苯酸鈉和十六烷基三甲基氯化銨組成，所述十二烷基苯酸鈉和所述十六烷基三甲基氯化銨的 重量比為1:0.5 3。
全文摘要
本發(fā)明提供一種復(fù)合型污泥脫水調(diào)理劑，包括如下重量份數(shù)的組分3～6份三氯化鐵、3～6份氧化鈣、1～2份氧化鎂、1～4份表面活性劑、1～2份硫酸。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)污泥的高效脫水，調(diào)理工藝簡(jiǎn)單，快捷，調(diào)理劑的用量小，脫水后的污泥含水率降至45%以下，pH值在6~7之間，無(wú)惡臭，不存在增容問題，能實(shí)現(xiàn)污泥減量化，環(huán)境效益好，有利于后續(xù)污泥資源化利用，可以廣泛應(yīng)用于化工、市政等行業(yè)的污水、污泥處理，特別適用于城鎮(zhèn)污水廠生活污泥的處理。
文檔編號(hào)C02F11/14GK103113013SQ20131004028
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者石廣, 李鴻江, 曲志軍, 尤作亮, 張金松 申請(qǐng)人:深圳市水務(wù)(集團(tuán))有限公司