CN101851054B - 污泥脱水调理剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明具体公开了一种污泥脱水调理剂及其制备方法和应用，该调理剂包含聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和木质素，调理剂中各组分的含量分别为：聚丙烯酰胺0.25g/L～3g/L、羧甲基纤维素0.15g/L～1.0g/L、木质素0.2g/L～1.5g/L、其余为水。其制备方法为：取聚丙烯酰胺、木质素和羧甲基纤维素分别配成溶液后，然后依次混合均匀，最后加水定容得到污泥脱水调理剂。在搅拌条件下，用生石灰将待调理的废水、污水或污泥的pH值调节到10.0～11.0，再按体积比为1∶(80～300)加入所述调理剂，继续搅拌、压滤后，得到深度脱水的泥饼。本发明的技术方案具有工艺简单、成本低廉、无毒环保、使用效果好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程领域，尤其涉及一种污泥处理的化学试剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国经济建设和城市发展的加快，各种废水、污水和污泥产量也不断增大。这种状况给环境带来了严重的污染，直接威胁人类生活环境和水产品食用安全。
废水和污水的处理，通常是将其中的污染物沉降后形成污泥，再对污泥进行处理。降低污泥含水率是污泥减量化处理的主要关键技术。污泥常温深度脱水技术是指在简单工况下，不外加热能，对出厂污泥进一步脱水，以满足污泥处理处置标准和要求，是经济可行地实现污泥处置(最终消纳)减量化、稳定化、无害化、资源化的处理技术。其主要通过外加调理剂和工艺设备综合控制予以实现。
污泥特别是工业污泥中含有大量的有机物、重金属离子、寄生虫卵、病原菌等，其含水率不稳定，一般在80％左右。目前，对于污泥的处理90％都采取抛弃、掩埋等简单的处理方式。这种处置方式不仅占用了土地资源，还会产生二次污染；极少数的采用脱水调理剂对污泥进行处理，不仅能加快金属离子的沉降速度，且能将其它的污染物在短时间内完全沉降下来。但这些调理剂中通常含有金属、重金属离子或者联胺等有害物质，对生态环境或者人体健康不利。实现对废水、污水或污泥完全的无害化处理难度相当大，目前尚无成功先例。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的缺陷，提供一种成本低廉、无毒环保的、使用效果好的污泥脱水调理剂；以及一种制备工艺简单、原料来源广泛、制备成本低、条件要求低的污泥脱水调理剂的制备方法；还提供一种工艺条件简单、处理时间短、杂质沉降速度快、污泥脱水程度高的污泥脱水调理剂的应用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种污泥脱水调理剂，其特征在于：所述调理剂包含聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和木质素，所述调理剂中各组分的含量分别为：
聚丙烯酰胺：0.25g/L～3g/L
羧甲基纤维素：0.15g/L～1.0g/L
木质素：0.2g/L～1.5g/L；
其余为水。
作为一个总的技术构思，本发明还提供上述污泥脱水调理剂的应用方法，包括以下步骤：在搅拌条件下，用生石灰将待调理的废水、污水或污泥的pH值调节到10.0～11.0，并将所述调理剂加入到所述废水、污水或污泥中，所述调理剂与所述废水、污水或污泥的体积比为1∶(80～300)，继续搅拌5min～10min，经压滤后，得到深度脱水的泥饼。
上述的应用方法优选是在常温常压条件下进行的。
本发明的上述污泥脱水调理剂中，所述聚丙烯酰胺能使悬浮物质通过电中和、架桥吸附作用絮凝成团，主要作为絮凝剂使用；并且，聚丙烯酰胺能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量聚丙烯酰胺就能降阻50％～80％；所述木质素是一种含大量负电基团的多环高分子有机物，对高价金属离子有较强的亲和力，能使污水中的金属离子快速沉降，利于金属回收；所述羧甲基纤维素能使搅拌电机得到较低的初切力，使泥浆易于放出裹在其中的气体。这三种主成分复配后协同作用，可以达到释放吸附水和结合水的效果，实现深度脱水的目的。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述污泥脱水调理剂的制备方法，包括以下步骤：取0.25～3质量份的聚丙烯酰胺、0.2～1.5质量份的木质素和0.15～1.0质量份的羧甲基纤维素并分别溶于水中得到溶液a、溶液b和溶液c，然后将所述溶液a和溶液b混合均匀得混合液，再将所述溶液c添加到该混合液中并搅拌均匀，最后加水定容直至所述聚丙烯酰胺、木质素和羧甲基纤维素的浓度分别满足0.25g/L～3g/L、0.2g/L～1.5g/L和0.15g/L～1.0g/L，得到污泥脱水调理剂。本发明提供的制备方法可以有效避免三种主成分物质凝聚成团，大量、高效、快速地制备得到本发明的污泥脱水调理剂。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的污泥脱水调理剂，包含聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和木质素，成本低廉；其成分中不含金属、重金属或联胺等有害物质，对人体无毒，对环境无污染；同时，其能将污染物完全絮凝沉降下来，并可通过煅烧提取其中的金属，从而达到大批量回收金属的要求，是一种环保型污泥脱水调理剂。
2、本发明的污泥脱水调理剂的制备方法，制备工艺简单，其采用的原料来源广泛且价格低廉，制备成本低；在常温常压下就可制备，且无需反应等待时间，制备快速。
3、本发明的污泥脱水调理剂的应用方法，在常温常压条件下通过外加调理剂和压滤过程，实现环保化的污泥脱水生产，其工艺无需加热、条件简单；同时，其将污泥沉降和压滤前的调理两个工序有机地结合，其处理时间短、杂质沉降速度快、污泥脱水程度高，可有效解决工业污泥常温深度脱水和金属有效回收的问题；且仅需使用极小比例使脱水工艺的成本降低，提高了使用该调理剂脱水工艺的稳定性和可靠性，可广泛应用于各种废水、污水和污泥的处理。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：
本实施例的污泥脱水调理剂，包含聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和木质素，调理剂中各组分的含量分别为：聚丙烯酰胺0.75g/L，羧甲基纤维素0.75g/L和木质素0.5g/L，其余为水。其是通过如下步骤制备的：
1、称取150g阳离子型的聚丙烯酰胺(阴离子型、非离子型的均可)，在常温常压条件下，边搅拌边将其逐勺呈分散状撒入装有1L水的容器A中，持续搅拌至完全溶解后，倒入另一容器B中。
2、在常温常压下，称取100g工业品规格的木质素(分析纯、化学纯规格的均可)放置于容器C中，用水完全溶解后再加入到上述容器B中与聚丙烯酰胺溶液混合。
3、在常温常压下，称取150g工业品规格的羧甲基纤维素(分析纯、化学纯规格的均可)放置于容器D中，用水完全溶解后再加入到上述容器B中与聚丙烯酰胺溶液和木质素溶液进行混合，持续搅拌5min～10min使其混合均匀。
4、加水定容至200L，得到本发明的污泥脱水调理剂。
将上述制得的200L的调理剂用于处理25000L的金属冶炼后的冶金原水，包括以下步骤：
将25000L冶金原水放入反应罐中，在常温搅拌条件下，用生石灰将冶金废水的pH值调节到10.0～11.0，然后将上述制得的200L的调理剂加入到反应罐中，继续搅拌5～10min，使杂质充分沉淀形成沉降物；然后用泵抽掉上层大部分清水，当沉降物与上层清水体积比大约为1∶1的时候，关泵，最后用板框机将剩余的泥水混合物压滤，得到深度脱水的泥饼。
上述经深度脱水后的泥饼中，含水率为39.38％，远低于垃圾处理厂要求的65％的标准，大幅度提高了污泥的脱水性能，达到了纯无机减水剂的效果；且与纯无机减水剂相比，本发明的调理剂组分中不含金属、重金属或联胺等有害物质，对人体无毒，更环保。
实施例2：
本实施例的污泥脱水调理剂，包含聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和木质素，调理剂中各组分的含量分别为：聚丙烯酰胺为2g/L，羧甲基纤维素为0.5g/L和木质素1g/L，其余为水。其是通过如下步骤制备的：
1、称取400g阴离子型的聚丙烯酰胺，在常温常压条件下，边搅拌边将其逐勺呈分散状撒入装有1L水的容器A中，持续搅拌至完全溶解后，倒入另一容器B中。
2、在常温常压下，称取200g化学纯规格的木质素放置于容器C中，用水完全溶解后再加入到上述容器B中与聚丙烯酰胺溶液混合。
3、在常温常压下，称取100g化学纯规格的羧甲基纤维素放置于容器D中，用水完全溶解后再加入到上述容器B中与聚丙烯酰胺溶液和木质素溶液进行混合，持续搅拌5～10min使其混合均匀。
4、加水定容至200L，得到本发明的污泥脱水调理剂。
将上述制得的200L的调理剂用于处理25000L的金属冶炼后的冶金原水，包括以下步骤：将25000L冶金原水放入反应罐中，在常温搅拌条件下，用生石灰将冶金废水的pH值调节到10.0～11.0，并将上述配制好的调理剂加入到反应罐中，继续搅拌5min～10min，使杂质充分沉淀形成沉降物；然后用泵抽掉上层大部分清水，当沉降物与上层清水体积比大约为1∶1的时候，关泵，最后用板框机将剩余的泥水混合物压滤，得到深度脱水的泥饼。
上述经深度脱水后的泥饼中，含水率为40.02％，远低于垃圾处理厂要求的65％的标准，大幅度提高了污泥的脱水性能，达到了纯无机减水剂的效果；且与纯无机减水剂相比，本发明的调理剂组分中不含金属、重金属或联胺等有害物质，对人体无毒，更环保。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，如向本发明的调理剂中加入其它组分等，与本发明构思无实质性差异的各种工艺方案均在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种污泥脱水调理剂，其特征在于：所述调理剂包含聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和木质素，所述调理剂中各组分的含量分别为：
聚丙烯酰胺：0.25g/L～3g/L
羧甲基纤维素：0.15g/L～1.0g/L
木质素：0.2g/L～1.5g/L；
其余为水。
2.一种污泥脱水调理剂的制备方法，包括以下步骤：取0.25～3质量份的聚丙烯酰胺、0.2～1.5质量份的木质素和0.15～1.0质量份的羧甲基纤维素并分别溶于水中得到溶液a、溶液b和溶液c，然后将所述溶液a和溶液b混合均匀得混合液，再将所述溶液c添加到该混合液中并搅拌均匀，最后加水定容直至所述聚丙烯酰胺、木质素和羧甲基纤维素的浓度分别满足0.25g/L～3g/L、0.2g/L～1.5g/L和0.15g/L～1.0g/L，得到污泥脱水调理剂。
3.一种如权利要求1所述的污泥脱水调理剂的应用，包括以下步骤：在搅拌条件下，用生石灰将待调理的废水、污水或污泥的pH值调节到10.0～11.0，然后将所述调理剂加入到所述废水、污水或污泥中，所述调理剂与所述废水、污水或污泥的体积比为1∶(80～300)，继续搅拌5min～10min，经压滤后，得到深度脱水的泥饼。
4.根据权利要求3所述的污泥脱水调理剂的应用，其特征在于：所述应用是在常温常压条件下进行的。
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Granted publication date: 20110810 |
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