CN101693593A - 一种活性污泥脱水预处理的化学调理方法 - Google Patents

一种活性污泥脱水预处理的化学调理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种活性污泥脱水预处理的化学调理方法，其特征是：将经过初步浓缩的含水率在90-97％的活性污泥移到一个混合容器中，在不断搅拌的条件下加入经充分溶解的氯化亚铁溶液，搅拌3～5分钟，在不断搅拌的条件下投加生石灰，之后进行过滤脱水，所述物料的干基重量比为污泥∶氯化亚铁∶生石灰为60∶1.6～3.0∶8～15。本发明的优点是：1、大大减少产生的臭气和氨气量；2、处理成本比目前应用的处理方法低；3、氯化亚铁为脱水助剂处理污泥，产出污泥的有机质含量比铁盐与氧化钙作为脱水助剂的产泥有机质含量提高约10％，有利于后续利用。

Description

一种活性污泥脱水预处理的化学调理方法
技术领域
本发明涉及环保技术，具体是一种活性污泥脱水预处理的化学调理方法。
背景技术
随着我国经济的发展和城市化进程的加快，城市污水处理设施不断的普及，处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量将有较大的增长，近十年来新建和正在设计中的大量污水处理厂由于投资、运行人员素质、技术水平等原因，污泥处理部分只是简单的进行浓缩脱水外运。国内现在运行的污水处理厂90％以上污泥没有真正达到稳定化、无害化处理，也没有最终处置的途径。预计到2010年，我国城市污水处理厂的湿污泥年产量将达2000余万吨，污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化处理处置已成为迫在眉捷的难题。
公知污泥处理处置最大的难题是污泥脱水环节，因为污泥脱水是污泥减量化的最有效的途径，污泥脱水效率直接影响到污泥减量化、稳定化、无害化、资源化处理。目前，国内污泥处理普遍应用聚丙烯酰胺作为污泥脱水助滤剂，也有如CN1986788公开的以铁盐和钙盐作为污泥脱水预处理工艺助滤剂，还有用聚合氯化铝和聚合硫酸铁也有在污泥脱水处理领域的应用实例。但以聚丙烯酰胺作为污泥脱水预处理絮凝剂时，污泥脱水效率十分有限，一般出泥含水率只能达到75％～85％，对下一步的填埋或者资源化利用带来很大的困难；以铁盐和钙盐作为污泥脱水预处理工艺助滤剂的最大缺陷是污泥脱水时产生大量难以处理的臭气和氨气，对操作工人的身体产生很大的危害，容易对环境造成污染，且存在污泥脱水处理效果不稳定以及处理成本相对偏高的状况；而聚合氯化铝的用量相对较大且价格昂贵，造成污泥脱水处理成本高，污泥脱水效率也很难达到以铁盐与钙盐作为污泥脱水处理助滤剂的水平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活性污泥脱水预处理的化学调理方法，该方法不但可以进一步提高污泥脱水的效率和稳定性，还进一步降低污泥脱水处理的成本。
本发明活性污泥脱水预处理的化学调理方法是：将经过初步浓缩的含水率在90-97％的活性污泥移到一个混合容器中，在不断搅拌的条件下加入经充分溶解的氯化亚铁溶液，搅拌3～5分钟，在不断搅拌的条件下投加生石灰，之后进行过滤脱水，所述物料的干基重量比为污泥∶氯化亚铁∶生石灰为60∶1.6～3.0∶8～15。
所述的氯化亚铁溶液的浓度优选值为40％以上。
所述的生石灰为CaO含量为63～65％。
本发明的原理是：
本发明是先在活性污泥中加入一定量氧化能力较弱的温和铁元素化合物氯化亚铁(FeCl2)，经过搅拌使氯化亚铁中的一部分二价铁离子(即亚铁离子Fe2+)通过与活性污泥中生物残体的有机物中一些带负电荷基团、有机物水解产生的酸基、氨基酸、氨基醇和一些蛋白质衍生物等大分子结合，从而破坏污泥中稳定水，且二价铁离子(Fe2+)氧化性较弱，不会因氧化而破坏活性污泥中的这些大分子基团原有化学性质，达到不破坏活性污泥原有成分化学性质的目的，减少活性污泥调理过程中产生臭气的量，解决污泥处理过程中出现的臭气等一系列环保问题；还有一部分二价铁离子(Fe2+)通过吸附作用而均匀的分布到污泥细小颗粒物上，然后加入过量生石灰或石灰浆把污泥PH值调到强碱性，使二价(亚)铁离子Fe2+变成氢氧化亚铁(Fe(OH)2沉淀并吸附在二价铁离子结合的分子上，或二价铁离子吸附的污泥细小颗粒物上，化学反应式为：Fe2++2OH-＝＝Fe(OH)2；
氢氧化亚铁(Fe(OH)2沉淀在不断搅拌的条件下与空气中的氧气反应变成氢氧化铁[Fe(OH)3]，化学反应式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3；
另外，本发明投加的氯化亚铁、生石灰(CaO含量为70％左右)与污泥干基重量比：氯化亚铁∶生石灰∶污泥为：1.6～3.0∶8～15∶60；
在以上比例范围内，当增加石灰(氧化钙)的用量时可以相应减少氯化亚铁的用量，经过这一系列的化学反应，破坏了活性污泥中的稳定水，同时氢氧化铁(Fe(OH)3对活性污泥细小颗粒也具有非常强的吸附能力，可以吸附活性污泥混合液中的微小颗粒物，在活性污泥混合液中形成巨大的矾花状疏松污泥大颗粒沉淀物，这样就可以改变剩余活性污泥难以脱水的不利结构，疏松污泥大颗粒具有很小的过滤阻力，使得活性污泥更加容易脱水，通过过滤使固相与液相分离，达到泥水分离的目的。
本发明的优点是：
1、本发明利用的是氧化能力较弱的温和铁元素化合物氯化亚铁，FeCl2)加入到活性污泥中，不会破坏污泥中原有化学成分，故在污泥调理搅拌过程中大大减少产生臭气和氨气的量，解决了用铁盐、钙盐和/或氧化钙释放臭气和氨气量过大的问题；
2、处理成本比目前应用的处理方法低，与铁盐、钙盐和/或氧化钙同等用量时，处理成本降低约10％，同时对污泥脱水处理效果有所提高；
3、氯化亚铁为脱水助剂处理污泥，产出污泥的有机质含量(热值)比铁盐与氧化钙作为脱水助剂的产泥有机质含量提高约10％，有利于后续利用。
具体实施方式
实施例
取污水厂脱水到80％左右的污泥5公斤，加入5升水充分搅拌均匀得到含水率约为90％的污泥悬浮液，取一定量的污泥溶液，按照以上步骤加入氯化亚铁和生石灰，经搅拌均匀得到的混合液输送到一个压力为60～100帕的真空过滤器中，并对混合液进行抽滤脱水直到把水抽干，计算污泥脱水速率。具体污泥脱水过滤速率数据如下表：
  污泥量(毫升)   污泥含水率(％)   氯化亚铁用量(克)   生石灰(氧化钙)用量(克)   抽滤时间(分)   滤液量(毫升)   滤纸半径cm   干基比   过滤速率(升/米2/分)
  550   90.32   1.60   10.32   3.2   395   7   53.2∶1.6∶10.3   8.02
  污泥量(毫升)   污泥含水率(％)   氯化亚铁用量(克)   生石灰(氧化钙)用量(克)   抽滤时间(分)   滤液量(毫升)   滤纸半径cm   干基比   过滤速率(升/米2/分)
  600   93.10   1.99   10.06   2.1   496   7   41.4∶1.99∶10.1   15.35
  600   90.66   1.95   9.06   3.5   426   7   56.1∶1.95∶9.06   7.91
  600   91.30   2.5   10.00   2.6   466   7   52.2∶2.5∶10.0   11.65
。

Claims (1)

1.一种活性污泥脱水预处理的化学调理方法，其特征是：将经过初步浓缩的含水率在90-97％的活性污泥移到一个混合容器中，在不断搅拌的条件下加入经充分溶解的氯化亚铁溶液，搅拌3～5分钟，在不断搅拌的条件下投加生石灰，之后进行过滤脱水，所述物料的干基重量比为污泥∶氯化亚铁∶生石灰为60∶1.6～3.0∶8～15。
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