CN101337759B - 生活污泥的脱水方法 - Google Patents
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Abstract
生活污泥的脱水方法，它涉及一种污泥的脱水方法。本发明解决了现有脱水方法中污泥团与污水形成的体系使污泥的脱水与破乳互相制约的问题。本发明方法如下：将质量浓度为5％的阳离子表面活性剂和质量浓度为1％～4％阳离子成核剂加入到污泥后静置1～2分钟，然后在搅拌的条件下加入质量浓度为0.4％～0.6％的淀粉型架桥剂或质量浓度为0.4％～0.6％的水滑石型架桥剂，然后陈化8～15分钟再过滤，即完成生活污泥的脱水。本发明方法实现了破乳，经过陈化后形成絮团比在相同的条件下应用flopamem235形成的絮团更紧密，脱水能力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种污泥的脱水方法。
背景技术
生活污水污泥除含有大量泥沙、有机物残渣等固体颗粒外，还含有残留的果汁、菜汁等有机可溶物质，植物油、动物油脂等液体不溶物以及它们的皂化物或部分皂化物，残余碱性皂液、中性洗洁净、非离子型洗涤剂等表面活性物质。经过机械降解、物理捕集、化学吸附、活性污泥转化等多种物理或化学变化，上述物质形成稳定的胶体粒子，不易沉淀分出。胶体粒子又通过-COO-、-OH-等基团吸附大量泥沙或固体不溶物杂质，形成大负离子集团。与此同时，污水中的皂液、洗洁净、洗涤剂等表面活性物质包裹于大负离子集团表面，形成保护层，使之形成乳化污泥团，这种污泥团与污水形成的体系使污泥的脱水与破乳互相制约。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有脱水方法中污泥团与污水形成的体系使污泥的脱水与破乳互相制约的问题，提供了一种生活污泥的脱水方法。
本发明生活污泥的脱水方法如下：将质量浓度为5％的阳离子表面活性剂和质量浓度为1％～4％阳离子成核剂加入到污泥后静置1～2分钟，然后在搅拌的条件下加入质量浓度为0.4％～0.6％的淀粉型架桥剂或质量浓度为0.4％～0.6％的水滑石型架桥剂，然后陈化8～15分钟再过滤，即完成生活污泥的脱水；其中阳离子表面活性剂与污泥的体积比为0.4～0.8∶1000，阳离子成核剂与污泥的体积比为5～7∶1000，淀粉型架桥剂或水滑石型架桥剂与污泥的体积比均为1～1.5∶1000。
本发明所述的阳离子表面活性剂是金属氢氧化物正电胶体、脂肪胺盐和季胺盐中的一种或两种；所述的金属氢氧化物正电胶体是碱式聚合氯化铝或氢氧化铝镁正电溶胶；所述的脂肪胺盐是十八胺盐酸盐；所述的季胺盐是十二烷基二甲基苄基溴化胺、十三烷基二甲基苄基溴化胺、十四烷基二甲基苄基溴化胺、十五烷基二甲基苄基溴化胺、十六烷基二甲基苄基溴化胺、十七烷基二甲基苄基溴化胺或十八烷基二甲基苄基溴化胺。
本发明所述的水滑石型架桥剂是按如下方法制备的：一、将镁铝水滑石通过高速分散机分散得到镁铝水滑石含量为1.0％的水溶液，然后将镁铝水滑石含量为1.0％的水溶液通过醋酸纤维素膜透析去除无机物，再浓缩经过透析的镁铝水滑石水溶液得到含水率为70％镁铝水滑石胶体溶液，在搅拌速度为60～80r/min的条件下将丙烯酰胺、丙烯酸钠、二甲基-二烯丙基氯化铵、EDTA二钠和Na2S2O5加入到含水率为70％镁铝水滑石胶体溶液中，制得溶质的总质量浓度为40％～50％的水溶液，然后调节溶液pH值为7.8～9.8，即得水相；二、油相由异链烷烃溶剂油、失水山梨醇酯和失水山梨醇酯聚氧乙烯醚组成；三、在氮气保护、搅拌速度为1800～2000r/min的条件下将步骤一得到的水相在15～25分钟的时间内滴加到步骤二得到的油相中，然后在均化速度为2200～2800r/min的条件下用均化器均化15～20分钟，得到粘度为530～680CP的乳液，在水浴内将制得乳液的温度升高至40～42℃，然后加入K2S2O6搅拌5～10分钟，再加入Na2S2O5反应6～10小时后再将温度升高至40～42℃，然后滴加水相与油相总质量20％～35％的加成物反应6～10小时，再加入与加成物摩尔比为1∶1.2～1.6的硫酸二甲酯反应2小时，即得水滑石型架桥剂；其中步骤一中丙烯酰胺与丙烯酸钠的质量比为1∶0.25～0.35，丙烯酰胺与二甲基-二烯丙基氯化铵的质量比为1∶0.15～0.3，丙烯酰胺与含水率为70％的镁铝水滑石胶体溶液的质量比为1∶0.1～0.25，丙烯酰胺与EDTA二钠的质量比为1∶0.01～0.03，丙烯酰胺与Na2S2O5的质量比为1∶0.01～0.02；步骤二中失水山梨醇酯和失水山梨醇酯-聚氧乙烯醚总质量与异链烷烃溶剂油的质量比为0.2～0.6∶1，失水山梨醇酯与失水山梨醇酯-聚氧乙烯醚的质量比为1～4∶1；步骤三中水相与油相的体积比为0.75～0.78∶0.22～0.25，加成物与K2S2O6的质量比为2000∶1～2，加成物与Na2S2O5的质量比为2000∶0.5～1，所述的加成物由质量浓度为30％的二甲胺水溶液与质量浓度为36％的甲醛水溶液按1∶1.2～1.6的质量比混合、搅拌5～10min制得。
本发明方法向污泥中加入表面活性剂后，使得污泥团表面被表面活性剂单分子层完全附着，表面活性剂开始向污泥团中大负离子集团内扩散，此时污泥团成了表面活性剂客居的场所，表面活性剂的客居对污泥团的皮膜进行了置换实现了破乳，接着加入阳离子成核剂对大负离子集团的负电荷进行电荷覆盖，并使大负离子集团吸附于阳离子成核剂上使之形成正电憎水凝胶核，此后加入的淀粉型架桥剂或水滑石型架桥剂与正电憎水凝胶核发生渗透交联使正电憎水凝胶核体积扩大而形成扩展正电憎水凝胶团，正电憎水凝胶团再经过陈化形成絮团直径为40～50mm，在相同的条件下应用flopamem235形成的絮团直径为50～60mm，由此得出本发明的方法所形成的絮团比应用flopamem235形成的絮团更紧密，脱水能力强。
将本发明的水滑石型架桥剂与法国SNF公司所生产的flopamem235型架桥剂配置成相同浓度的溶液后进行对比试验，向造纸废液中加入4ppm的两种絮凝剂，获得相同的絮凝速度，在加量小于20％的情况下，应用本发明的水滑石型架桥剂形成的絮团直径为40～50mm，应用flopamem235形成的絮团直径为50～60mm，由此得出本发明的水滑石型架桥剂所形成的絮团比flopamem235的更紧密，脱水能力强，10～15分钟脱水率高达40-57％。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式中生活污泥的脱水方法如下：将质量浓度为5％的阳离子表面活性剂和质量浓度为1％～4％阳离子成核剂加入到污泥后静置1～2分钟，然后在搅拌的条件下加入质量浓度为0.4％～0.6％的淀粉型架桥剂或质量浓度为0.4％～0.6％的水滑石型架桥剂，然后陈化8～15分钟再过滤，即完成生活污泥的脱水；其中阳离子表面活性剂与污泥的体积比为0.4～0.8∶1000，阳离子成核剂与污泥的体积比为5～7∶1000，淀粉型架桥剂或水滑石型架桥剂与污泥的体积比均为1～1.5∶1000。
本实施方式中阳离子成核剂的制备方法如下：一、在氮气的条件下将浓度为0.02g～0.2g/mL的季胺盐型阳离子淀粉水溶液除氧10～25分钟后阵化24～72小时，然后向阵化后的溶液中加入丙烯基单体、EDTA二钠、丙二醇-1.2和K2S2O8制得混合溶液，将混合溶液40～70℃水浴中反应4～8小时，得到接枝产物；二、将占步骤一得到的接枝产物质量15％～30％的Mannich试剂加入到步骤一得到的接枝产物中，然后在20～40℃下保持2～8小时，制得Mannich碱，在20℃的条件下向制得的Mannich碱中加入硫酸二甲酯后搅拌20～40分钟，制得阳离子成核剂；其中步骤一中所述的丙烯基单体是丙烯酰胺、丙烯酸钠或丙烯腈，步骤一中丙烯基单体与季胺盐型阳离子淀粉的摩尔比为1∶0.05～0.5，丙烯基单体与EDTA二钠水溶液的摩尔比为1∶0.002～0.05，EDTA二钠水溶液与丙二醇-1.2的摩尔比为1.00∶0.08～1.22，EDTA二钠水溶液与K2S2O8水溶液的摩尔比为1.00∶1.05～1.55；步骤二中Mannich试剂与步骤一中的丙烯基单体的摩尔比为1.0∶0.15～0.35，Mannich试剂与硫酸二甲酯的摩尔比为1.00∶1.05～1.20；所述的Mannich试剂是在搅拌下将质量浓度为30％的二甲胺水溶液滴至等摩尔比的质量浓度为36％甲醛水溶液中，然后在室温下反应3～5小时制得的。
本实施方式中淀粉型架桥剂的制备方法如下：一、将直链淀粉溶于温度为78℃的蒸馏水中制得质量浓度为3％～4.5％的直链淀粉水溶液，然后在N2保护、搅拌速度为100～120r/min的条件下糊化80～100分钟，然后冷却至室温，再在搅拌速度为60～80r/min的条件下将丙烯酰胺、丙烯酸钠、二甲基-二烯丙基氯化铵、EDTA二钠和Na2S2O5加入到冷却后的直链淀粉水溶液中制得质量浓度为30～50％的水溶液，调节溶液pH值为7.8～9.8，即得水相；二、油相由异链烷烃溶剂油、失水山梨醇酯和失水山梨醇酯聚氧乙烯醚组成；三、在氮气保护、搅拌速度为1800～2000r/min的条件下将步骤一得到的水相在15～25分钟的时间内滴加到步骤二得到的油相中，然后在均化速度为2200～2800r/min的条件下用均化器均化15～20分钟，得到粘度为530～680CP的乳液，在水浴内将制得乳液的温度升高至40～42℃，然后加入K2S2O6搅拌5～10分钟，再加入Na2S2O5反应6～10小时后再将温度升高至40～42℃，然后滴加水相与油相总质量20％～35％的加成物反应6～10小时，再加入与加成物摩尔比为1∶1.2～1.6的硫酸二甲酯反应2小时，即得淀粉型架桥剂；其中步骤一中丙烯酰胺与丙烯酸钠的质量比为1∶0.25～0.35，丙烯酰胺与二甲基-二烯丙基氯化铵的质量比为1∶0.15～0.3，丙烯酰胺与直链淀粉的质量比为1∶0.1～0.25，丙烯酰胺与EDTA二钠的质量比为1∶0.01～0.03，丙烯酰胺与Na2S2O5的质量比为1∶0.01～0.02；步骤二中失水山梨醇酯和失水山梨醇酯-聚氧乙烯醚总质量与异链烷烃溶剂油的质量比为0∶0.2～0.6∶1，失水山梨醇酯与失水山梨醇酯-聚氧乙烯醚的质量比为1～4∶1；步骤三中水相与油相的体积比为0.75～0.78∶0.22～0.25，加成物与K2S2O6的质量比为2000∶1～2，加成物与Na2S2O5的质量比为2000∶0.5～1，所述的加成物由质量浓度为30％的二甲胺水溶液与质量浓度为36％的甲醛水溶液按1∶1.2～1.6的质量比混合、搅拌5～10min制得。
本实施方式中水滑石型架桥剂的制备方法如下：一、将镁铝水滑石通过高速分散机分散得到镁铝水滑石含量为1.0％的水溶液，然后将镁铝水滑石含量为1.0％的水溶液通过醋酸纤维素膜透析去除无机物，再浓缩经过透析的镁铝水滑石水溶液得到含水率为70％镁铝水滑石胶体溶液，在搅拌速度为60～80r/min的条件下将丙烯酰胺、丙烯酸钠、二甲基-二烯丙基氯化铵、EDTA二钠和Na2S2O5加入到含水率为70％镁铝水滑石胶体溶液中，制得溶质的总质量浓度为40％～50％的水溶液，然后调节溶液pH值为7.8～9.8，即得水相；二、油相由异链烷烃溶剂油、失水山梨醇酯和失水山梨醇酯聚氧乙烯醚组成；三、在氮气保护、搅拌速度为1800～2000r/min的条件下将步骤一得到的水相在15～25分钟的时间内滴加到步骤二得到的油相中，然后在均化速度为2200～2800r/min的条件下用均化器均化15～20分钟，得到粘度为530～680CP的乳液，在水浴内将制得乳液的温度升高至40～42℃，然后加入K2S2O6搅拌5～10分钟，再加入Na2S2O5反应6～10小时后再将温度升高至40～42℃，然后滴加水相与油相总质量20％～35％的加成物反应6～10小时，再加入与加成物摩尔比为1∶1.2～1.6的硫酸二甲酯反应2小时，即得水滑石型架桥剂；其中步骤一中丙烯酰胺与丙烯酸钠的质量比为1∶0.25～0.35，丙烯酰胺与二甲基-二烯丙基氯化铵的质量比为1∶0.15～0.3，丙烯酰胺与含水率为70％的镁铝水滑石胶体溶液的质量比为1∶0.1～0.25，丙烯酰胺与EDTA二钠的质量比为1∶0.01～0.03，丙烯酰胺与Na2S2O5的质量比为1∶0.01～0.02；步骤二中失水山梨醇酯和失水山梨醇酯-聚氧乙烯醚总质量与异链烷烃溶剂油的质量比为0.2～0.6∶1，失水山梨醇酯与失水山梨醇酯-聚氧乙烯醚的质量比为1～4∶1；步骤三中水相与油相的体积比为0.75～0.78∶0.22～0.25，加成物与K2S2O6的质量比为2000∶1～2，加成物与Na2S2O5的质量比为2000∶0.5～1，所述的加成物由质量浓度为30％的二甲胺水溶液与质量浓度为36％的甲醛水溶液按1∶1.2～1.6的质量比混合、搅拌5～10min制得。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的阳离子表面活性剂是金属氢氧化物正电胶体、脂肪胺盐和季胺盐中的一种或两种。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的金属氢氧化物正电胶体是碱式聚合氯化铝或氢氧化铝镁正电溶胶。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的脂肪胺盐是十八胺盐酸盐。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的季胺盐是十二烷基二甲基苄基溴化胺、十三烷基二甲基苄基溴化胺、十四烷基二甲基苄基溴化胺、十五烷基二甲基苄基溴化胺、十六烷基二甲基苄基溴化胺、十七烷基二甲基苄基溴化胺或十八烷基二甲基苄基溴化胺。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是阳离子成核剂质量浓度为3％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是淀粉型架桥剂的质量浓度为0.5％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是水滑石型架桥剂的质量浓度为0.5％。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是阳离子表面活性剂与污泥的体积比为0.45～0.75∶1000。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是阳离子表面活性剂与污泥的体积比为0.5～0.7∶1000。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是阳离子表面活性剂与污泥的体积比为0.6∶1000。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一不同的是阳离子成核剂与污泥的体积比为5.5～6.5∶1000。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一不同的是阳离子成核剂与污泥的体积比为6∶1000。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一不同的是淀粉型架桥剂或水滑石型架桥剂与污泥的体积比为1.25∶1000。其它与具体实施方式一相同。
Claims (5)
1.一种生活污泥的脱水方法，其特征在于生活污泥的脱水方法如下：将质量浓度为5％的阳离子表面活性剂和质量浓度为1％～4％阳离子成核剂加入到污泥后静置1～2分钟，然后在搅拌的条件下加入质量浓度为0.4％～0.6％的淀粉型架桥剂或质量浓度为0.4％～0.6％的水滑石型架桥剂，然后陈化8～15分钟再过滤，即完成生活污泥的脱水；其中阳离子表面活性剂与污泥的体积比为0.4～0.8∶1000，阳离子成核剂与污泥的体积比为5～7∶1000，淀粉型架桥剂或水滑石型架桥剂与污泥的体积比均为1～1.5∶1000；所述的水滑石型架桥剂是按如下的方法制备的：一、将镁铝水滑石通过高速分散机分散得到镁铝水滑石含量为1.0％的水溶液，然后将镁铝水滑石含量为1.0％的水溶液通过醋酸纤维素膜透析去除无机物，再浓缩经过透析的镁铝水滑石水溶液得到含水率为70％镁铝水滑石胶体溶液，在搅拌速度为60～80r/min的条件下将丙烯酰胺、丙烯酸钠、二甲基-二烯丙基氯化铵、EDTA二钠和Na2S2O5加入到含水率为70％镁铝水滑石胶体溶液中，制得溶质的总质量浓度为40％～50％的水溶液，然后调节溶液pH值为7.8～9.8，即得水相；二、油相由异链烷烃溶剂油、失水山梨醇酯和失水山梨醇酯聚氧乙烯醚组成；三、在氮气保护、搅拌速度为1800～2000r/min的条件下将步骤一得到的水相在15～25分钟的时间内滴加到步骤二得到的油相中，然后在均化速度为2200～2800r/min的条件下用均化器均化15～20分钟，得到粘度为530～680CP的乳液，在水浴内将制得乳液的温度升高至40～42℃，然后加入K2S2O6搅拌5～10分钟，再加入Na2S2O5反应6～10小时后再将温度升高至40～42℃，然后滴加水相与油相总质量20％～35％的加成物反应6～10小时，再加入与加成物摩尔比为1∶1.2～1.6的硫酸二甲酯反应2小时，即得水滑石型架桥剂；其中步骤一中丙烯酰胺与丙烯酸钠的质量比为1∶0.25～0.35，丙烯酰胺与二甲基-二烯丙基氯化铵的质量比为1∶0.15～0.3，丙烯酰胺与含水率为70％的镁铝水滑石胶体溶液的质量比为1∶0.1～0.25，丙烯酰胺与EDTA二钠的质量比为1∶0.01～0.03，丙烯酰胺与Na2S2O5的质量比为1∶0.01～0.02；步骤二中失水山梨醇酯和失水山梨醇酯-聚氧乙烯醚总质量与异链烷烃溶剂油的质量比为0.2～0.6∶1，失水山梨醇酯与失水山梨醇酯-聚氧乙烯醚的质量比为1～4∶1；步骤三中水相与油相的体积比为0.75～0.78∶0.22～0.25，加成物与K2S2O6的质量比为2000∶1～2，加成物与Na2S2O5的质量比为2000∶0.5～1，所述的加成物由质量浓度为30％的二甲胺水溶液与质量浓度为36％的甲醛水溶液按1∶1.2～1.6的质量比混合、搅拌5～10min制得。
2.根据权利要求1所述的生活污泥的脱水方法，其特征在于所述的阳离子表面活性剂是金属氢氧化物正电胶体、脂肪胺盐和季铵盐中的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的生活污泥的脱水方法，其特征在于所述的金属氢氧化物正电胶体是碱式聚合氯化铝或氢氧化铝镁正电溶胶。
4.根据权利要求2所述的生活污泥的脱水方法，其特征在于所述的脂肪胺盐是十八胺盐酸盐。
5.根据权利要求2所述的生活污泥的脱水方法，其特征在于所述的季铵盐是十二烷基二甲基苄基溴化铵、十三烷基二甲基苄基溴化铵、十四烷基二甲基苄基溴化铵、十五烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、十七烷基二甲基苄基溴化铵或十八烷基二甲基苄基溴化铵。
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| Title |
|---|
| JP昭56-91900A 1981.07.25 |
| JP昭61-204100A 1986.09.10 |
| 袁园等.污泥化学调理和机械脱水方面的研究进展.上海环境科学22 7.2003,22(7),499-507. |
| 袁园等.污泥化学调理和机械脱水方面的研究进展.上海环境科学22 7.2003,22(7),499-507. * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101337759A (zh) | 2009-01-07 |
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