一种污泥脱水剂及污泥脱水方法
阅读：1发布：2020-06-09
专利汇可以提供一种污泥脱水剂及污泥脱水方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 污泥 脱 水 剂及污泥脱水方法，属于污泥处理处置领域和环境治理技术领域。本发明的污泥脱水剂包括A剂和B剂，所述A剂为助脱剂，所述B剂包括 钙 盐和 氧 化物。采用本发明的污泥脱水剂进行污泥脱水，能使污泥的比阻值在适合机械脱水的范围内，污泥含水率降低至20％以下，减少污泥体积，为污泥的最终处置和应用奠定 基础 。，下面是一种污泥脱水剂及污泥脱水方法专利的具体信息内容。
1.一种污泥脱水剂，其特征在于，所述污泥脱水剂包括A剂和B剂，所述A剂为助脱剂，所述B剂包括钙盐和氧化物。
2.如权利要求1所述的污泥脱水剂，其特征在于，每升污泥中，所述A剂中助脱剂的用量为3.2～9.3g，所述B剂中钙盐的用量为0.1～4.8g，所述B剂中氧化物的用量为0.4～4.9g。
3.如权利要求1所述的污泥脱水剂，其特征在于，所述助脱剂为六水合氯化铁、氯化铝、七水合硫酸亚铁、聚丙烯酰胺中的至少一种。
4.如权利要求1所述的污泥脱水剂，其特征在于，所述钙盐为草酸钙、碳酸钙、氯化钙中的至少一种，所述氧化物为氧化钙、过氧化钙、30％双氧水中的至少一种。
5.如权利要求4所述的污泥脱水剂，其特征在于，所述钙盐最佳选择为草酸钙，所述氧化物最佳选择为氧化钙。
6.如权利要求5所述的污泥脱水剂，其特征在于，所述氧化钙和草酸钙的质量比为1:3。
7.一种污泥脱水方法，其特征在于，所述污泥脱水方法采用权利要求1～6任一项所述的污泥脱水剂。
8.如权利要求7所述的污泥脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在污泥中加入A剂，搅拌；
(2)然后加入B剂，搅拌；
(3)将步骤(2)处理后的污泥注入板框压滤机中进行机械压滤，得到处理后的污泥。
9.如权利要求7所述的污泥脱水方法，其特征在于，所述污泥为含水率为93％～98％的浓缩污泥。
10.如权利要求8所述的污泥脱水方法，其特征在于，所述步骤(1)中，搅拌时间为15分钟；所述步骤(2)中，搅拌时间为15分钟。
一种污泥脱水剂及污泥脱水方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种污泥脱水剂及污泥脱水方法，属于污泥处理处置领域和环 境治理技术领域。
背景技术
[0002] 全球社会经济快速发展，人民生活水平逐渐改善，随之而来的环境问题也 逐渐增多。其中，污水、污泥问题愈发严重，污水排放、处理量逐渐增加，相 应的污泥生成量也增加。因此，如何有效的对城市污泥进行处理，实现污泥无 害化、资源化和高值化就成了我国必须解决的紧迫问题。
[0003] 目前国内城镇污水处理企业处置能力不足，处置手段落后大量污泥得不到 规范化处理，直接造成“二次污染”，严重危害生态环境。填埋技术、焚烧技术 和堆肥技术是目前比较常见的城市污泥处理处置技术，现阶段土地填埋是我国 污泥主要的处置方式，占总处理污泥量的66％。为了有效处理处理污泥，国家 对各种污泥处置方式的含水率制定了严格的要求，如土地填埋要求污泥含水率 应低于60％，城镇污水处理厂的脱水污泥含水率应小于80％，用于好氧堆肥的 污泥含水率应小于65％。污水处理厂未经处理的污泥含水率高达99％以上，浓 缩后的污泥含水率可以降低至94％～97％，常规药剂调理联合机械脱水处理污泥 含水率能降低至70％～80％之间，显然污泥含水率没有达到资源化和处置要求。 可见，污泥高含水率是限制污泥处置的关键因素。此外，高含水率伴随着污泥 体积庞大、运输成本高、占用处理场地大等问题。污泥处理处置的成本主要包 括运输费和最终处置费，影响成本的关键因素是污泥的量，降低污泥含水率可 以大大降低处置成本。可见，提高污泥脱水效率、降低污泥含水率已成为污水 处理乃至环境科学技术领域亟需解决的难题。
[0004] 污泥脱水性能受多种因素的影响，主要包括：污泥水分存在形式、污泥颗 粒的大小及分布、表面电荷、胞外聚合物等。其中，由于污泥胞外聚合物(EPS) 形成的污泥有机絮体结构，亲水性高，包裹能力强，阻碍了污泥在处置处理过 程中释放结合水。另外，污泥絮体有机质含量高，具有高压缩性，在过滤后期 会堵塞滤饼的孔隙，导致机械脱水效率较低；并且污泥絮体以胶体形式稳定的 悬浮于水中，难以凝聚沉降。因此，为了提高污泥脱水效率，需采取一系列预 处理措施调理污泥，如破坏污泥胞外聚合物，改变其表面特性；增大污泥颗粒 粒径，促使其脱稳聚集沉降等。
[0005] 物理法处理后污泥可脱水程度可达到最大程度改善，含水率普遍在50％以 下，但是物理预处理法工艺复杂，操作困难，反应需消耗大量能量，成本较高。 生物法脱水率仅可降到约70％，但由于微生物选取困难、培菌过程复杂，和培 养周期较长等因素，限制了整体的发展。化学调理法是指利用化学调理剂通过 改变污泥的性质从而改善污泥脱水性能的方法。化学方法因其操作简单，效果 稳定，也是目前应用最广泛的方法。目前污泥深度脱水技术较为成熟的主要有 酸处理、高级氧化技术和热处理等物理化学方法，以及生物沥浸和酶处理等生 物降解方法。将物理、化学以及生物法联合处理污泥，通过协同作用改善污泥 的脱水效果，或者添加调理剂调节等常规方法，达到污泥的脱水性能及经济性 等各方面的最优条件。常规污泥调理通常都是添加无机调理剂改变污泥的一些 基本特性，通过添加CaO、FeCl3等絮凝剂或混凝剂，加剧污泥的松散结构，形 成坚硬的网络骨架，并缓解亲水现象，以达到改善污泥脱水性能的效果。同时 在对比氧化剂对污泥脱水性能的影响时，发现双氧水改善污泥脱水的性能最佳， 且无副产物，可促进污泥中固体颗粒的气浮分离，具有良好的调理效果。但是， 有研究表明添加常规化学调理剂不能改善污泥的可脱水程度，只能改善污泥的 脱水速率和过滤性能。污泥颗粒中的四种赋存形态的水，分别是间隙水、毛细 水、表面吸附水、细胞结合水，在给予足够多的时间，无论是否加类似的调理 剂，只脱除可脱除的自由水，由EPS包裹的束缚水无法被脱除，大量水分仍被 锁在污泥颗粒内无法释放，最终产物污泥的含水率不会发生变化，达不到深度 脱水的目的。
[0006] 公开号为CN107032580A的专利公开了一种污泥脱水药剂，其由硅藻土、 聚合硫酸铁和聚丙烯酞胺(PAM)、过氧化钙和过氧化钠等分别作为助滤剂、絮凝 剂和过氧化物，先把浓缩污泥加热到40～50℃，再加入过氧化物，然后加入絮凝 剂和助滤剂，经过处理的污泥，经过机械压滤，含水率降到70％以下。该方法 加入药剂程序冗杂、种类较多，含水率依然很高，达不到深度脱水要求。
[0007] 公开号为CN105753296A的专利公开了一种生物基剩余污泥深度脱水调理 剂，以农业废弃物竹粉为脱水调理剂，利用其骨架构建体作用，形成粗大而紧 密的污泥絮体，减小污泥比阻，增强污泥的脱水效果；以竹粉取代氯化铁和氧 化钙，与聚丙烯酞胺作为污泥调理剂共同处理污泥，污泥泥饼含水率降低至 58.74％。但该药剂投加量大，含氯化铁，对钢结构产生腐蚀。
[0008] 公开号为CN103880259A的专利公开了一种使用过氧化钙促进污泥水解并 提高污泥厌氧消化效果的方法。为了降低污泥水解的成本，将污泥经浓缩后进 入过氧化钙处理装置，再流入厌氧消化罐。其中，过氧化钙与污泥的质量比为 0.01:1～0.6:1。该方法没有涉及污泥脱水性能的改善。
发明内容
[0009] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种污泥脱水剂及 污泥脱水方法，采用本发明的污泥脱水剂进行污泥脱水，能使污泥的比阻值在 适合机械脱水的范围内，降低污泥含水率，减少污泥体积，为污泥的最终处置 和应用奠定基础。
[0010] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种污泥脱水剂，所述污泥 脱水剂包括A剂和B剂，所述A剂为助脱剂，所述B剂包括钙盐和氧化物。
[0011] 作为本发明所述污泥脱水剂的优选实施方式，每升污泥中，所述A剂中助 脱剂的用量为3.2～9.3g，所述B剂中钙盐的用量为0.1～4.8g，所述B剂中氧化物 的用量为0.4～4.9g。
[0012] 可根据不同性质的污泥，对A剂和B剂中的组分含量做相应调整。所述B 剂中钙盐、氧化物通过改变污泥颗粒表面的物化性质和组分，破坏污泥的胶体 结构，减小与水的亲和力，提高颗粒之间的空隙率，从而改善脱水性能。
[0015] 作为本发明所述污泥脱水剂的优选实施方式，所述钙盐为草酸钙，所述氧 化物为氧化钙。
[0016] 作为本发明所述污泥脱水剂的优选实施方式，所述氧化钙和草酸钙的质量 比为1:3。
[0017] 当本发明的污泥脱水剂中氧化钙和草酸钙的质量比为1:3时，具有最佳的脱 水效果，能更大程度地降低污泥的比阻值和含水率。
[0018] 本发明还提供了一种污泥脱水方法，所述污泥脱水方法采用上述污泥脱水 剂。
[0019] 作为本发明所述污泥脱水方法的优选实施方式，包括以下步骤：
[0020] (1)在污泥中加入A剂，搅拌；
[0021] (2)然后加入B剂，搅拌；
[0023] 作为本发明所述污泥脱水方法的优选实施方式，所述污泥为含水率为 93％～98％的浓缩污泥。
[0024] 作为本发明所述污泥脱水方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，搅拌时 间为15分钟；所述步骤(2)中，搅拌时间为15分钟。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0026] (1)采用本发明的污泥脱水剂进行污泥脱水，能使污泥的比阻值在适合机 械脱水的范围内，降低污泥含水率，减少污泥体积，为污泥的最终处置和应用 奠定基础；
[0027] (2)相对最先进的脱水技术(含水率30～40％)，本发明脱水后含水率降到 更低(20％)，技术难题得到更好的解决，实现技术革新，是一种经济有效且无 二次污染风险的污泥预处理技术，可以在水处理工艺中推广使用；
[0028] (3)污泥水解过程中能耗较低，运行成本较低，提高了污泥深度脱水效率， 缩短了运行时间，设备简单，投资少，运行管理方便，较易实施。
具体实施方式
[0029] 为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对 本发明作进一步说明。
[0030] 实施例1
[0031] 某化工厂每天产生浓缩污泥含水率97％，针对该污泥的小试结果调配污泥 深度脱水调理剂，每升污泥中，A剂组成：3.2g六水合氯化铁；B剂组分为：0.1g 氯化钙，4.9g 30％双氧水。先将A剂添加到含水率为97％左右的浓缩污泥中， 搅拌15分钟，然后在将B剂投加其中，继续搅拌15分钟。污泥经调理剂调理 后，由污泥泵注入板框压滤机中，测定调理后的比阻为2.8×1010m/kg，比阻降 低了近九十倍，所得干污泥的含水率为20％。
[0032] 实施例2
[0033] 某化工厂每天产生浓缩污泥含水率94％，针对该污泥的小试结果调配污泥 深度脱水调理剂，每升污泥中，A剂组成：9.3g氯化铝；B剂组分为：0.4g氧化 钙，4.8g碳酸钙。先将A剂添加到含水率为94％左右的浓缩污泥中，搅拌15 分钟，然后在将B剂投加其中，继续搅拌15分钟。污泥经调理剂调理后，由污 泥泵注入板框压滤机中，测定调理后的比阻为4.7×1010m/kg，比阻降低了五十 多倍，所得干污泥的含水率为15％。
[0034] 实施例3
[0035] 某化工厂每天产生浓缩污泥含水率93％，针对该污泥的小试结果调配污泥 深度脱水调理剂，每升污泥中，A剂组成：6.8g七水合硫酸亚铁；B剂组分为： 0.9g氧化钙，1.5g氯化钙。先将A剂添加到含水率为93％左右的浓缩污泥中， 搅拌15分钟，然后在将B剂投加其中，继续搅拌15分钟。污泥经调理剂调理 后，由污泥泵注入板框压滤机中，测定调理后的比9
阻为9.3×10m/kg，比阻降低 了两百多倍，所得干污泥的含水率为17％。
阻为9.3×10m/kg，比阻降低 了两百多倍，所得干污泥的含水率为17％。
[0036] 实施例4
[0037] 某化工厂每天产生浓缩污泥含水率98％，针对该污泥的小试结果调配污泥 深度脱水调理剂，每升污泥中，A剂组成：9g聚丙烯酰胺；B剂组分为：1g草 酸钙，2.7g 30％双氧水。先将A剂添加到含水率为98％左右的浓缩污泥中，搅 拌15分钟，然后在将B剂投加其中，继续搅拌15分钟。污泥经调理剂调理后， 由污泥泵注入板框压滤机中，测定调理后的比阻为8.1×109m/kg，比阻降低了三 百多倍，所得干污泥的含水率为16％。
[0038] 效果例1
[0039] 本发明B剂中钙盐和氧化物的选择和用量影响污泥脱水剂的脱水效果，为 考察B剂中钙盐和氧化物的选择和用量对脱水效果的影响，设置试验组1～9。 试验组1～9中，仅钙盐和氧化物的选择和用量不同，处理的污泥、A剂及脱水 方法均同实施例1，试验组1～9中钙盐和氧化物的选择和用量如表1所示。并依 照上述实施例1～4中的测试方法对污泥的比阻值和干污泥的含水率进行测试， 测试结果如表1所示。
[0040] 表1
[0041]
[0042] 由表1可知，本发明钙盐和氧化物的选择和用量影响污泥脱水剂的脱水效 果，当钙盐和氧化物的选择和用量在本发明范围内时，使用本发明的污泥脱水 剂具有良好的脱水效果；当钙盐选择草酸钙、氧化物选择氧化钙，且氧化钙和 草酸钙的质量比为1:3时，使用本发明的污泥脱水剂具有最佳的脱水效果，脱水 后的污泥的比阻值和含水率将至最低。
[0043] 最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本 发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的 普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而 不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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