CN100497216C - 一种污泥处理过程中的改性调质方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥处理过程中的改性调质方法，该方法包括的步骤有：将含水率为70-80%的污泥中掺入硫铁矿或粉煤灰，其中所掺硫铁矿或粉煤灰占总重量的1-50%；将所得污泥和硫铁矿或粉煤灰的混合物送入搅拌机，搅拌的同时加入含水率为5-8%的干泥，将污泥调为含水率是30-35%的污泥；将所得部分污泥进行干燥，得到含水率为5-8%的干泥，其余含水率是30-35%的污泥排出。本发明所得污泥脱水容易，将其应用于制砖，可防止砖坯干燥过程中出现表面拉裂现象，提高砖坯的质量。

Description

一种污泥处理过程中的改性调质方法及其应用

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，尤其是涉及一种污泥处理过程中的改性调质方法及其应用。

背景技术

城市污水的处理已经在全国各城市建成并投入运行，这对防止我国的水污染问题起到了积极作用，但污水处理过程中形成的污泥又带来了环境污染，因此在保护环境方面，对城市污泥的处理又成为一个亟需解决的问题。目前污泥的处置方法主要有土地利用、填埋、焚烧、生化处理和倾倒投海等。但是在污水处理过程中所产生的污泥含水率高，体积大，这给它的运输、最终处置和利用带来极大的不便，因此必须利用污泥脱水、干燥的手段，把水分从污泥中分离出来。要达到污泥的深度脱水，较为经济的方法就是应用化工操作中常用的热干燥技术和设备。但是污泥的特性决定了污泥在用上述方法干燥的过程中脱水难度大、能耗高。脱水污泥经加热干化使含水率降到60％这一段所消耗能量小，其主要去除的是污泥中的游离水；同样含水率在35％以下继续干化消耗能量也小，这两段的能量消耗基本接近理论值；污泥在含水率35％和60％之间，为污泥的塑性阶段，这阶段污泥的流体特性类似胶水，胶状、粘稠，很难处置，对其干化消耗能量急剧增加，很难干化。在含水率为35和60％之间干化耗能约为含水率60％以上和35％以下干化能耗的2.5倍。根据上述特性，干化污泥要避开污泥塑性阶段。要充分利用污泥干化特性，尽量在含水率60％以上或35％以下干化，比如将30-35％的污泥干燥到5-8％的干泥就相对比较简单。专利号为CN 1482428和CN 1125433公布了有效的污泥干燥方法。

污泥制砖是污泥的综合利用、资源化的一条重要途径。污泥制砖后砖坯干燥是其塑性成型的逆过程，成型时主要依靠吸附在泥料颗粒表面，而成为不能任意流动的作为吸附水的完整水膜和水膜以外的自由水所形成的足够的粘结力而挤出成型砖坯。而在其后的干燥、焙烧过程中又必须首先把这些水份全部排除。由于在砖坯干燥过程中，随着成型水份的排除，泥料颗粒互相靠拢，坯体产生干燥收缩，而且，砖坯在干燥过程中所排出的成型水分的体积基本上等于其收缩的体积。砖坯的成型水份在干燥时变成了蒸汽的水，要靠周围的流动空气才能带走，实际上只有砖坯表面才能和空气充分接触，也只有在其表层水份开始脱去后，砖坯内部的水才有可能通过毛细孔逐步渗透到表层接触空气蒸发脱去。所以砖坯的干燥是由表及里循序渐进的。这就带来一个问题，较为干燥的砖坯表层要产生收缩，而较为湿润的砖坯内部没有收缩，如果它们之间的尺寸差的百分比超过了泥料的弹性系数，即1％-2％，则必然将砖坯的表层拉裂，产生干燥裂纹。尤其在干燥的初期阶段，砖坯表层的自由水迅速蒸发，同时内层的自由水一次向表层移动形成内湿外干的湿度梯度，由于这时砖坯本身的含水率较高，其与周围环境的湿度差较大，脱除水速度和干燥收缩也较快，到本阶段结束，约可除去其水分的20％-50％，收缩量也将达到总收缩量的一半，是最容易产生干燥裂纹的危险期。进入干燥的中期阶段后，表层的自由水已基本脱去，砖坯深部的水必须在先扩散到表层以后才能蒸发脱去，砖坯的干燥和收缩速度明显减慢。至本阶段结束后时，自由水已基本排完，干燥收缩也基本结束。这时，紧裹在颗粒表面的吸附水才开始蒸发。由于吸附水要在挣脱了颗粒约束获得自由以后，才能从缝隙中挤到砖坯表面蒸发脱水，比自由水困难多了。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种污泥处理过程中的改性调质方法，该方法所得污泥更易脱水，将该易脱水污泥应用于制砖，可得到容易干燥、表皮不拉裂的砖坯。

本发明通过以下步骤对污泥进行调质：

A.将含水率为70—80％的污泥中掺入硫铁矿或粉煤灰，其中所掺硫铁矿或粉煤灰占总重量的1—50％；

B.将所得污泥和硫铁矿或粉煤灰的混合物送入搅拌机，搅拌的同时加入含水率为5—8％的干泥，将污泥调为含水率是30—35％的污泥；

C.将所得部分污泥进行干燥，得到含水率为5—8％的干泥，其余含水率是30—35％的污泥排出。

其中，硫铁矿中铁以氧化铁的形式存在，氧化铁的传热效果比污泥本身要好，因此能提高污泥干燥脱水过程的传热系数，使得污泥脱水容易。此外，硫铁矿的矿渣中含有铁元素，添加以后使得污泥中的空隙率加大，提高污泥的传质性能，在污泥制砖过程中，制得的砖坯更容易干燥，且可防止砖坯干燥过程中出现表面拉裂现象，提高砖坯的质量。

粉煤灰质地疏松，孔隙发达，堆积密度小，吸水量大，其粒径介于粉质亚粘土之间，就其粒径组成而言，粗灰的粒径主要与细砂的相同，细灰的粒径主要与粉砂的相同。因此，粉煤灰具有无塑性、渗透系数及内摩擦角大，粘结力小等性质。粉煤灰主要是玻璃体，膨胀小，在自然状态下，只要稍加堆高，水分就易沥干。粉煤灰的化学组成和颗粒形态决定了粉煤灰具有较高的渗透系数。在污泥制砖过程中，加入粉煤灰的污泥更容易干燥，且可防止砖坯干燥过程中出现表面拉裂现象，提高砖坯的质量。

附图说明

下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的说明：

图1为污泥前期处理示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，将含水率为80％的污泥中掺入硫铁矿，其中所掺硫铁矿占总重量的10％，然后将该混合物送入搅拌机内，搅拌机采用双轴对滚型搅拌机，搅拌的同时加入含水率为5％的干泥，将污泥调质到含水率为30.9％的污泥，得到30.9％的污泥以后，部分污泥进行干燥，得到含水率为5％的污泥再返回搅拌调质阶段。其余30.9％的污泥排出进行进一步处理，比如制砖坯等综合利用过程。

实施例2：

将含水率为75％的污泥中掺入硫铁矿，其中所掺硫铁矿占总重量的40％，搅拌的同时加入含水率为7％的干泥，将污泥调质到含水率为35.0％的污泥，得到35.0％的污泥以后，部分污泥进行干燥，得到含水率为7％的污泥再返回搅拌调质阶段。其余35.0％的污泥排出进行进一步处理，比如制砖坯等综合利用过程。

实施例3：

将含水率为70％的污泥中掺入粉煤灰，其中所掺粉煤灰占总重量的2％，然后将该混合物送入搅拌机内，搅拌机采用双轴对滚型搅拌机，搅拌的同时加入含水率为8％的干泥，将污泥调质到含水率为32.3％的污泥，得到32.3％的污泥以后，部分污泥进行干燥，得到含水率为8％的干泥再返回搅拌调质阶段。其余32.3％的污泥排出进行进一步处理，比如制砖坯等综合利用过程。

实施例4：

将含水率为77％的污泥中掺入粉煤灰，其中所掺粉煤灰占总重量的42％，然后将该混合物送入搅拌机内，搅拌机采用双轴对滚型搅拌机，搅拌的同时加入含水率为7％的干泥，将污泥调质到含水率为33.6％的污泥，得到33.6％的污泥以后，部分污泥进行干燥，得到含水率为7％的干泥再返回搅拌调质阶段。其余33.6％的污泥排出进行进一步处理，比如制砖坯等综合利用过程。

相比之下，传统的浓缩和缩水工艺处理之后，污泥的含水率难以达到70％以下，上述方法所得污泥用来制砖坯也不会出现拉裂情况。同时，本发明所用硫铁矿和粉煤灰为添加剂制得的污泥含水率为30—35％，效果很好。

Claims (4)

1.一种污泥处理过程中的改性调质方法，其特征为，包括以下步骤：

A.将含水率为70—80％的污泥中掺入硫铁矿或粉煤灰，其中所掺硫铁矿或粉煤灰占总重量的1—50％；

B.将所得污泥和硫铁矿或粉煤灰的混合物送入搅拌机，搅拌的同时加入含水率为5—8％的干泥，将污泥调为含水率是30—35％的污泥；

C.将所得部分污泥进行干燥，得到含水率为5—8％的干泥，其余含水率是30—35％的污泥排出。

2.如权利要求1所述的污泥处理过程中的改性调质方法，其特征是步骤B所用的搅拌机采用双轴对滚型搅拌机或对辊搅拌机。

3.如权利要求1或2所述的污泥处理过程中的改性调质方法，其特征是步骤C中所得含水率为5—8％干泥用于步骤B，加入步骤A所得污泥和硫铁矿或粉煤灰的混合物中。

4.如权利要求1所述的污泥处理过程中的改性调质方法，其特征是步骤C所排出含水率为30—35％的污泥用于污泥制砖。

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