CN101698563A

CN101698563A - 一种污泥干化处理方法

Info

Publication number: CN101698563A
Application number: CN200910307292A
Authority: CN
Inventors: 喻正其; 喻涛军; 喻峰军; 潘国钢; 俞丰
Original assignee: ZHEJIANG QINGYUAN ECOLOGY PYROELECTRICITY CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG QINGYUAN ECOLOGY PYROELECTRICITY CO Ltd
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2029-09-18
Also published as: CN101698563B

Abstract

本发明属于污泥处理领域，公开一种污泥干化处理方法，所述方法包括：按污泥质量计添加50～100ppm的聚丙烯酰胺，按污泥绝干质量计添加20～25％的锯末，搅拌均匀；得到的物料静置一定时间后采用气动隔膜泵送入过滤机中作压榨处理得到泥饼，其中，送入的压力为0.3～0.6MPa；压榨处理的压力由0逐渐升至1.5MPa；压榨处理至不再有水流出结束。本发明的方法具有添加物来源充足、价格低廉，操作简单，干化后污泥含水量在50％左右，脱水效果明显的特点，且对生产设备无特殊需求，易于工业化，规模化处理造纸产生的污泥。

Description

一种污泥干化处理方法

技术领域

本发明属于污泥处理领域，具体涉及一种造纸污泥的干化处理方法。

背景技术

废纸造纸废水处理过程中产生大量含水率较高的污泥，必须在最终处置前尽可能脱去水分以提高固含量，使其便于进一步处理。废水经物化、生化方法处理后，其中的悬浮物有90％以上分离出来成为污泥。通常废纸有5％左右进入废水，吨废纸产生70～80kg的绝干污泥，折合：气浮污泥(沉淀浓缩污泥)含水率97％，污泥量约为2.3～2.6t/t纸；机械脱水后污泥含水率75％左右，干污泥量约0.3～0.4t/t纸；自然干化污泥含水量较高，污泥量＞0.7t/t纸。如此大量的污泥如果能够合理利用就会变废为宝，为企业和社会创造效益，因此必须进行妥善处理和处置污泥。废纸造纸污泥的处理方法中，焚烧法是最好的处理方法。焚烧法处理是把经脱水预处理的污泥由双燃料动力锅炉或专门污泥燃烧锅炉焚烧，回收焚烧产生的高温烟气热能，利用袋式除尘和干式或湿式反应塔脱硫净化达标排放。焚烧产生的底灰送水泥厂和混凝土厂作建材原料，制造水泥或添加到商品混凝土中。焚烧法处理尤其是流化床锅炉焚烧法处理在发达国家和我国部分外资造纸企业得到了更广泛的应用。

污泥是造纸过程废水处理的终端产物，其产量是同等规模市政污水处理厂的5～10倍，且成分复杂含水量高，处理难度大，因此，污泥的处置问题已成为束缚造纸厂发展的重要问题。许多研究表明，造纸污泥生物质含量丰富，有机物含量40％～50％，主要含有纤维素、半纤维素和木质素等高分子有机物以及填料、凝聚剂等，且不含重金属，是一种生物质资源。

污泥处理过程大致为：污泥干化→粉碎→焚烧。污泥干化的目的在于去掉湿泥中的部分水分，以适应不同的处置要求。

现有污泥干化处理手段大多集中在装置的改进上，如中国实用新型专利CN200720108747.4提供的联合式污泥干化装置、CN200720122166.6提供的污泥干化装置、CN200820079380.2提供的热泵和污泥干化集成系统等等。也有人采用其他方法来进行污泥的干化处理，如中国发明申请CN200810198537.8提供一种加入食用菇采摘后的培养基作为污泥脱水助剂来进行污泥脱水处理；中国发明申请CN200710074138.6提供了一种首先将湿污泥与饱和水蒸汽进行低温热解反应，反应产物再经过离心过滤脱水达到污泥干化的方法，等等。但是上述方法针对的基本上是城市污水产生的污泥。

发明内容

针对现有技术缺少有效处理造纸污泥的方法，本发明的目的是提供一种污泥干化处理方法，可有效降低造纸污泥含水量，利于造纸污泥粉碎后焚烧需要。

为实现本发明的目的，发明人提供下述技术方案：

一种污泥干化处理方法，包括下述步骤：

(1)配料：按污泥质量计添加50～100ppm的聚丙烯酰胺，按污泥绝干质量计添加20～25％的锯末，搅拌均匀；

(2)干化处理：步骤(1)得到的物料静置一定时间后采用气动隔膜泵送入过滤机中作压榨处理得到泥饼，其中，送入的压力为0.3～0.6MPa；压榨处理的压力由零逐渐升至1.5MPa；压榨处理至不再有水流出结束。

造纸污泥的成分主要是造纸纤维，比较柔软且具有一定韧性，含水量一般在94％左右，采用离心脱水机脱水处理后其含水量往往还是高达72％左右，因含水量太高，无法满足后序的输送、焚烧等要求。

发明人针对造纸污泥的特点进行了一系列的试验。在造纸污泥中不添加任何添加剂、单加聚丙烯酰胺100ppm(按污泥质量计)、单加熟石灰粉(按污泥绝干质量1.2％添加)、聚丙烯酰胺100ppm(按污泥质量计)与熟石灰粉(按污泥绝干质量1.2％添加)共同添加的情况下，物料采用气动隔膜泵送入过滤机中做压榨处理，送入的压力在0.3～0.6MPa、压榨处理的压力由零逐渐升至1.5MPa。四种情况下的结果是，泥饼未能成型。后发明人发现，添加污泥绝干质量16％的锯末后，试验结果有所好转，泥饼可以成型，但是含水量仍然较高。通过多次试验，发明人发现，降低污泥含水量主要取决于添加剂锯末的粒度和用量，而加入絮凝剂聚丙烯酰胺和添加剂熟石灰粉可以缩短污泥处理时间。同时絮凝剂聚丙烯酰胺的添加有利于污泥泥饼成型。

发明人通过在造纸污泥中加入按污泥质量计50～100ppm的絮凝剂聚丙烯酰胺和按污泥绝干质量计20～25％的添加剂锯末，搅拌混匀得到的物料静置一段时间，以使絮凝剂充分发挥作用，然后将物料采用气动隔膜泵送入到过滤机中做压榨处理，在送入的压力为0.3～0.6MPa、压榨处理的压力由零逐渐升至1.5MPa条件下，压榨处理至过滤机出口不再有水流出结束，所得泥饼脱水效果比较明显，泥饼含水量可控制在50％左右。本发明中采用气动隔膜泵的好处是不会破坏絮凝剂的絮凝效果。针对本发明选用的造纸污水具有含水量高、纤维含量低的特点，加入絮凝剂有利于固液分离，加入锯末有利于提高纤维量，将泥饼内部水份导出，避免夹心的形成。进泥压力的选择由低到高缓慢上升，主要是为了保证过滤机使用的最大容积率，压力过低则污泥不能充盈，过滤机利用率低，同时也影响压榨效果；经试验，进泥压力至0.6MPa即可使过滤机达到最大容积率。

作为优选，根据本发明所述的污泥干化处理方法，其中，所述污泥为造纸污泥，来自造纸污水，其含水量在92～95％。

作为优选，根据本发明所述的污泥干化处理方法，其中，所述聚丙烯酰胺为阳离子型，离子度为35，分子量为800万。发明人研究发现，针对浙江富阳地区造纸污水含水率高，纤维含量低的特点，采用此类絮凝剂的效果最好。

作为优选，根据本发明所述的污泥干化处理方法，其中，所述锯末的粒度为20～30目。发明人研究发现，采用较粗的锯末，即粒度控制在20～30目之间的锯末，污泥的脱水效果最好，并且泥饼中间不会形成夹心。锯末过细(粒度大于30目)，纤维过细不利脱水；锯末过粗(粒度小于20目)，影响进料，在压榨过程中会损伤过滤机的隔膜。添加剂锯末在挤压过程中能很好的将污泥泥饼内部的水分压出，并且可避免泥饼中间夹心的形成。

作为优选，根据本发明所述的污泥干化处理方法，其中，所述步骤(1)中还包括添加污泥绝干质量0.8～1.5％的熟石灰粉，熟石灰粉(氢氧化钙Ca(OH)₂)又称“消石灰”。发明人研究发现，污泥中添加适量熟石灰粉，会大大缩短压榨处理的时间，却不会产生影响污泥干化的效果，即不影响脱水效果。更优的选择是添加污泥绝干质量1.2％的熟石灰粉。

作为优选，根据本发明所述的污泥干化处理方法，其中，所述步骤(2)中的静置一定时间为10～30分钟。发明人研究发现，本发明方法使用的絮凝剂在添加到污泥中后静置10～30分钟就能达到好的絮凝效果。更优的选择是静置18～22分钟左右。

作为优选，根据本发明所述的污泥干化处理方法，其中，所述步骤(2)的压榨处理中压榨压力为0.8～1.2MPa的持续时间至少占整个压榨处理时间的2/3。压榨处理中过滤机的压力是由零逐渐升至1.5MPa的，对于本领域的一个熟练技术人员来讲，压力的调节根据过滤机出口出水量的大小即可操作，出水量小了后就可升高压力，但是压力不能超过1.5MPa。研究发现，压榨压力在0.8～1.2MPa之间的时候，其持续时间不少于整个压榨处理时间2/3时，泥饼脱水的效果比较好且整个压榨处理的时间也比较合理。

作为优选，根据本发明所述的污泥干化处理方法，其中，所述步骤(2)的泥饼厚度≯30mm(即泥饼厚度不超过30mm)。本发明获得泥饼，在实际生产过程中往往需要进入下一步工序，即通过皮带输送到破碎机中进行破碎处理，然后破碎后的物料输送到锅炉中做焚烧处理。泥饼厚度超过30mm，脱水效果比较差，其体积比较大，亦不能满足皮带输送的要求，且造纸污泥主要成分为造纸纤维，具有一定的柔软度和韧性，厚度超过30mm，不宜作破碎处理。

本发明申请具有以下优点：

本发明的方法具有添加物来源充足、价格低廉，操作简单，干化后污泥含水量在50％左右，脱水效果明显的特点，且对生产设备无特殊需求，易于工业化，规模化处理造纸污水产生的污泥。

具体实施方式

下面结合实施例，更具体地说明本发明的内容。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。

在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均可从市场购得或是本行业常用的。

主要设备和原料：

过滤机(杭州兴源过滤设备有限公司生产的10M²过滤机)

造纸污泥(来自浙江富阳江南片污水处理厂处理后的造纸污水，其含水量约为94％，含固率5.87％)

聚丙烯酰胺(阳离子型、离子度35、分子量800万)

锯末(20～30目，含水量7.03％，发热量4212Cal/g)

实施例1

搅拌池中放入400kg造纸污泥，加入5L浓度0.45wt.％聚丙烯酰胺溶液(聚丙烯酰胺22.5g)、6kg锯末和0.2kg熟石灰粉，搅拌均匀后静置20分钟，然后采用气动隔膜泵将静置处理后的物料在送入的压力为0.3～0.6MPa条件下泵入过滤机中，1个小时后物料输送完毕。打开增压水泵，根据过滤机出水口水流大小，逐渐增加过滤机的压力，压力为0.8～1.2MPa的时间持续保持20分钟，最后压力增加到1.5MPa，挤压处理至过滤机出水口不再有水流出，关闭增压水泵，压榨处理结束，整个压榨处理时间为30分钟。

得到55.5公斤的泥饼，经检测，其含水量为50.63％，发热量为2251Cal/g，泥饼厚度为30mm，泥饼外形尺寸为1500×1500×30mm。经试验，本实施例规格的泥饼能满足皮带输送的要求，可顺利将泥饼送入破碎机中进行破碎处理。

实施例2

搅拌池中放入400kg造纸污泥，加入9L浓度0.45wt.％聚丙烯酰胺溶液(聚丙烯酰胺40.5g)、5kg锯末和0.35kg熟石灰粉，搅拌均匀后静置10分钟，然后采用气动隔膜泵将静置处理后的物料在送入的压力为0.3～0.6MPa条件下泵入过滤机中，1个小时后物料输送完毕。打开增压水泵，根据过滤机出水口水流大小，逐渐增加过滤机的压力，压力为0.8～1.2MPa的时间持续保持20分钟，最后压力增加到1.5MPa，挤压处理至过滤机出水口不再有水流出，关闭增压水泵，压榨处理结束，整个压榨处理时间为28分钟。

得到55kg的泥饼，经检测，其含水量为50.73％，发热量为2247Cal/g，泥饼厚度为30mm。

实施例3

搅拌池中放入400kg造纸污泥，加入7L浓度0.45wt.％聚丙烯酰胺溶液(聚丙烯酰胺31.5g)、6.3kg锯末和0.3kg熟石灰粉，搅拌均匀后静置10分钟，然后采用气动隔膜泵将静置处理后的物料在送入的压力为0.3～0.6MPa条件下泵入过滤机中，1个小时后物料输送完毕。打开增压水泵，根据过滤机出水口水流大小，逐渐增加过滤机的压力，压力为0.8～1.2MPa的时间持续保持22分钟，最后压力增加到1.5MPa，挤压处理至过滤机出水口不再有水流出，关闭增压水泵，压榨处理结束，整个压榨处理时间为30分钟。

得到55.2kg的泥饼，经检测，其含水量为49.92％，发热量为2137Cal/g，泥饼厚度为30mm。

比较例1

搅拌池中放入400kg造纸污泥，加入6kg锯末，搅拌均匀，然后采用气动隔膜泵将搅拌后的物料在送入的压力为0.3～0.6MPa条件下泵入过滤机中，1.5个小时后物料输送完毕。打开增压水泵，根据过滤机出水口水流大小，逐渐增加过滤机的压力，压力为0.8～1.2MPa的时间持续保持50分钟，最后压力增加到1.5MPa，挤压处理至过滤机出水口不再有水流出，关闭增压水泵，压榨处理结束，整个压榨处理时间为90分钟。

得到55kg的泥饼，经检测，含水量为47.8％，发热量为2161Cal/g，泥饼厚度为30mm。

比较例2

搅拌池中放入400kg造纸污泥，加入5L浓度0.45wt.％聚丙烯酰胺溶液(聚丙烯酰胺22.5g)和6kg锯末，搅拌均匀后静置20分钟，然后采用气动隔膜泵将静置处理后的物料在送入的压力为0.3～0.6MPa条件下泵入过滤机中，1个小时后物料输送完毕。打开增压水泵，根据过滤机出水口水流大小，逐渐增加过滤机的压力，压力为0.8～1.2MPa的时间持续保持40分钟，最后压力增加到1.5MPa，挤压处理至过滤机出水口不再有水流出，关闭水泵，压榨处理结束，整个压榨处理时间为53分钟。

得到54kg的泥饼，经检测，含水量为51.25％，发热量为2174Cal/g，泥饼厚度为30mm。

通过比较可以看出，添加聚丙烯酰胺能缩短污泥送入过滤机的时间，添加熟石灰粉会缩短压榨处理的时间，而添加聚丙烯酰胺和熟石灰粉对污泥干化的效果没有不良影响。

尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。

Claims

1.一种污泥干化处理方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)按污泥质量计添加50～100ppm的聚丙烯酰胺，按污泥绝干质量计添加20～25％的锯末，搅拌均匀；

(2)步骤(1)得到的物料静置一定时间后采用气动隔膜泵送入过滤机中作压榨处理得到泥饼，其中，送入的压力为0.3～0.6MPa；压榨处理的压力由零逐渐升至1.5MPa；压榨处理至不再有水流出结束。

2.如权利要求1所述的污泥干化处理方法，其特征在于，所述污泥为造纸污泥，其含水量在92～95％。

3.如权利要求1所述的污泥干化处理方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺为阳离子型，离子度为35，分子量为800万。

4.如权利要求1所述的污泥干化处理方法，其特征在于，所述锯末的粒度为20～30目。

5.如权利要求1所述的污泥干化处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中还包括添加污泥绝干质量0.8～1.5％的熟石灰粉。

6.如权利要求1所述的污泥干化处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中的静置一定时间为10～30分钟。

7.如权利要求1所述的污泥干化处理方法，其特征在于，所述步骤(2)的压榨处理中压榨压力为0.8～1.2MPa的持续时间至少占整个压榨处理时间的2/3。

8.如权利要求1所述的污泥干化处理方法，其特征在于，所述步骤(2)的泥饼厚度≯30mm。