CN101348318A - 污泥脱水复合絮凝剂 - Google Patents

Abstract

本发明为污泥脱水复合絮凝剂，涉及一种无机－有机复合絮凝剂。本发明的目的是提供一种污泥脱水的复合絮凝剂，能有效的提高脱水效率且能降低脱水成本。为实现本发明的目的而采用的技术方案是：污泥脱水复合絮凝剂，包括下列组分：聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺，其中聚合氯化铝铁的化学通式为[Al₂(OH)_nCl_6－n]_m，[Fe₂(OH)_nCl_6－n]_m，式中n＜5，m＜10；且聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的含量为聚合氯化铝铁∶阳离子聚丙烯酰胺＝2∶1～5∶1。本发明主要应用于污泥脱水。

Description

污泥脱水复合絮凝剂

技术领域

本发明涉及一种无机-有机复合絮凝剂，特别是涉及一种应用于污泥脱水的复合絮凝剂。

背景技术

在工业废水和生活污水的处理过程中，会产生大量的污泥。污泥中水分含量达到95％～99％，只要将其中的水分去除，就会大大缩小污泥的体积，以便进一步处理，但是由于污泥颗粒带一定电荷，脱水性能很差，通常采用化学调理方法，投加脱水絮凝剂使污泥胶质微粒表面发生化学反应，中和污泥胶质微粒所带的电荷，促使污泥微粒凝聚成较大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，强化脱水作用。用于污泥处理的絮凝剂费用占污水处理厂运行费用的20％～50％，因此，如何有效提高污泥脱水絮凝剂脱水性能、降低处理费用，成为业界关注的重要问题。目前污水厂常用的污泥脱水剂为CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)，然而由于CPAM长链吸附架桥容易形成团装而包裹一定的水，使污泥后续脱水受到影响，而且CPAM价格昂贵，单体有剧毒性，所以需要一种有效提高脱水效率且能降低脱水成本的产品来取代现有的污泥脱水絮凝剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种污泥脱水的复合絮凝剂，能有效的提高脱水效率且能降低脱水成本。

为实现本发明的目的而采用的技术方案是：污泥脱水复合絮凝剂，包括下列组分：聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺，其中聚合氯化铝铁的化学通式为[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m，[Fe₂(OH)_nCl_6-n]_m，式中n＜5，m＜10；且聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的含量为聚合氯化铝铁∶阳离子聚丙烯酰胺＝2∶1～5∶1。

所述聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的含量可以为聚合氯化铝铁∶阳离子聚丙烯酰胺＝3∶1～4∶1。

本发明的污泥脱水复合絮凝剂可以通过下列工艺方法得到：

1、准备原料：铝酸钙粉，盐酸，FeCl₃·6H₂O或FeSO₄·7H₂O，CPAM；

2、先在反应池内加水，搅拌后定量加入盐酸，配制盐酸浓度15-20％，然后加入铝酸钙粉和FeCl₃·6H₂O(或FeSO₄·7H₂O)；在反应过程中，控制温度不超过100℃，加完铝酸钙粉，再反应2小时，用pH试纸测试大于3时，可加水稀释到密度为1.25-1.26；放料到沉淀池，弃掉下层的不溶物，所得溶液在熟化24h后，引入反应釜；在恒温磁力搅拌器上加热搅拌至40~60℃，缓慢加入CPAM溶液，搅拌分散至形成均相溶液，熟化24小时，即得到本发明的液体产品；干燥之后可得固体产品。

本发明在应用于脱水的过程中时，情况如下：

一般认为比阻在10⁹～10¹⁰s²/g的污泥算作难过滤的污泥，比阻在(0.5～0.9)×10⁹s²/g的污泥算作中等，比阻小于0.4×10⁹s²/g的污泥容易过滤。

实验所取污泥含水率为95％，pH为6.8。比阻为1.22×10⁹s²/g，属于难过滤污泥，污泥颜色黑色，有异臭。

具体操作为加入本专利絮凝剂后，用六联电动搅拌机快搅1min，慢搅2min，等药剂混合均匀后，倒入布氏漏斗中，先自然过滤5min，再在40.0Kpa的真空度下过滤，记录滤液体积，根据公式计算出污泥比阻：

$r=\frac{{2\mathrm{PA}}^2}{\mathrm{mc}}K$

其中：r-比阻

m-滤液的粘滞系数

P-真空度

C-单位溶剂滤液截留的滤饼重量

A-过滤面积

$C=\frac{C_k{C}_o}{100(C_k-C_o)}$

C_k-过滤后污泥的固含量

C_o-过滤前污泥的固含量

V-滤液的体积

t-过滤时间

K-t/V-V曲线的斜率(可作图求出)

通过实验：

本发明的污泥脱水复合絮凝剂，投加量100mg/L(相当于2.0kg/t干污泥)，污泥比阻0.37×109s²/g，属于极易脱水的比阻范围；与传统脱水采用的絮凝剂聚丙烯酰胺相比，节约运行费用20％以上。

从本发明的产品特征等可以看出，本发明的优点在于：有效的提高了脱水效率且能降低脱水成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：

优选实施例

污泥脱水复合絮凝剂，包括下列组分：聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺，其中聚合氯化铝铁的化学通式为[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m，[Fe₂(OH)_nCl_{6 -n}]_m，式中n＜5，m＜10；且聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的含量为聚合氯化铝铁∶阳离子聚丙烯酰胺＝2∶1～5∶1。

所述聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的含量可以为聚合氯化铝铁∶阳离子聚丙烯酰胺＝3∶1～4∶1。

本发明的污泥脱水复合絮凝剂可以通过下列工艺方法得到：

1、准备原料：铝酸钙粉，盐酸，FeCl₃·6H₂O或FeSO₄·7H₂O，CPAM；

2、先在反应池内加水，搅拌后定量加入盐酸，配制盐酸浓度15-20％，然后加入铝酸钙粉和FeCl₃·6H₂O(或FeSO₄·7H₂O)；在反应过程中，控制温度不超过100℃，加完铝酸钙粉，再反应2小时，用pH试纸测试大于3时，可加水稀释到密度为1.25-1.26；放料到沉淀池，弃掉下层的不溶物，所得溶液在熟化24h后，引入反应釜；在恒温磁力搅拌器上加热搅拌至40~60℃，缓慢加入CPAM溶液，搅拌分散至形成均相溶液，熟化24小时，即得到本发明的液体产品；干燥之后可得固体产品。

本发明在应用于脱水的过程中时，情况如下：

一般认为比阻在10⁹～10¹⁰s²/g的污泥算作难过滤的污泥，比阻在(0.5～0.9)×10⁹s²/g的污泥算作中等，比阻小于0.4×10⁹s²/g的污泥容易过滤。

实验所取污泥含水率为95％，pH为6.8。比阻为1.22×10⁹s²/g，属于难过滤污泥，污泥颜色黑色，有异臭。

具体操作为加入本专利絮凝剂后，用六联电动搅拌机快搅1min，慢搅2min，等药剂混合均匀后，倒入布氏漏斗中，先自然过滤5min，再在40.0Kpa的真空度下过滤，记录滤液体积，根据公式计算出污泥比阻：

$r=\frac{{2\mathrm{PA}}^2}{\mathrm{mc}}K$

其中：r-比阻

m-滤液的粘滞系数

P-真空度

C-单位溶剂滤液截留的滤饼重量

A-过滤面积

$C=\frac{C_k{C}_o}{100(C_k-C_o)}$

C_k-过滤后污泥的固含量

C_o-过滤前污泥的固含量

V-滤液的体积

t-过滤时间

K-t/V-V曲线的斜率(可作图求出)

通过实验：

本发明的污泥脱水复合絮凝剂，投加量100mg/L(相当于2.0kg/t干污泥)，污泥比阻0.37×109s²/g，属于极易脱水的比阻范围；与传统脱水采用的絮凝剂聚丙烯酰胺相比，节约运行费用20％以上。

Claims (2)

1、污泥脱水复合絮凝剂，其特征在于包括下列组分：

聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺，其中聚合氯化铝铁的化学通式为[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m，[Fe₂(OH)_nCl_6-n]_m，式中n＜5，m＜10；

且聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的含量为聚合氯化铝铁∶阳离子聚丙烯酰胺＝2∶1～5∶1。

2、根据权利要求1所述的污泥脱水复合絮凝剂，其特征在于所述聚合氯化铝铁和阳离子聚丙烯酰胺的含量为聚合氯化铝铁∶阳离子聚丙烯酰胺＝3∶1～4∶1。