CN101863611A - 一种污泥深度脱水的方法 - Google Patents

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黄瑛
赵培涛
袁凌飞
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Jiangsu Jinshan Solid Waste Resource Technology Co., Ltd.
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Southeast University
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Abstract

本发明是一种污泥深度脱水的方法，包括调质和脱水两个步骤：1.调质：在污泥泥浆中加入高分子絮凝剂搅拌，0.5-20min，再添加含Fe3+化工原料搅拌，反应0.5-20min后，再添加含Ca2+化工原料搅拌，反应0.5-20min。2.脱水：把调制好的污泥引入压滤机将污泥中的水分过滤掉，在0.1-2.5Mpa的压力下保持15-120min，1.0-3.5Mpa压力下保持15-120min。本发明采用化学与机械相结合的方法，药剂添加量少，成本低，工艺简单，脱水效果高。污泥脱水后含水率下降到65％以下，并且干污泥的燃烧热值下降不到10％。脱水后污泥泥饼非常适用于污泥的干化，焚烧处理，为后续的处理综合利用提供了有益条件。

Description

一种污泥深度脱水的方法
技术领域
本发明涉及一种污泥深度脱水方法，具体涉及一种由高分子絮凝剂和含Fe3+化工原料，含Ca2+化工原料的无机混凝剂组成的调质混凝剂的污泥深度脱水方法。属于污泥处理领域。
背景技术
污水厂污泥难以处置，已成为极其脆弱的环节，受到社会的高度关注和重视。污泥焚烧技术能够最佳地完成减容，安定化，无害化的处理目的，因此成为土地紧张的城市地区污泥处理技术的首选。而高效低费的药剂调制污泥脱水技术能够大幅度降低污泥处理的整体费用，所以是污泥处理的关键，对于市政污泥焚烧技术的推广具有极其重要的作用。
污泥调制预处理的目的在于改善污泥脱水性能，提高机械脱水效果与机械脱水设备的生产能力。
污泥中的水分按其状态共分为四种：1)间隙水，间隙水是污泥颗粒包围的游离水分，一般占污泥总含水量的70％左右；2)毛细水，毛细水是污泥颗粒之间或颗粒裂隙中由于毛细作用与污泥颗粒结合在一起的水分，占总水量的20％左右；3)吸附水，吸附水是由于表面张力的作用吸附在污泥颗粒表面的水分，由于污泥颗粒小，具有极强的表面吸附力；4)结合水，结合水是包含在污泥中微生物细胞内的水分，只有改变污泥颗粒的内部结构才能将结合水分离；结合水和吸附水共占污泥中总含水量的10％左右。
间隙水理论上容易脱除，但是由于污泥是由絮状的胶体集合而成，颗粒很细而且很软，由于软颗粒具有一定的压缩性，当外力增加时，颗粒会在过滤介质表面形成一层空隙非常小的“膜”，从而使水很难通过，脱水也就显得异常困难。而毛细水，吸附水和结合水则较难去除，特别是微生物细胞内的结合水，必须从细胞内渗出才能去除。
目前国内在污泥脱水中一般采用添加高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(3‰DS)后使用带式压滤或离心机脱水，但是脱水后污泥含水量仍高达80％左右。这种常规方法，已不适应当前污泥的深度脱水要求。
发明内容
技术问题：本发明解决以上存在的技术问题，提供一种药剂添加量少，成本低，工艺简单，脱水效果高，污泥脱水后含水率下降到65％以下，干污泥燃烧热值下降很少的污泥深度脱水方法。
技术方案：本发明是这样实现的：一种污泥深度脱水方法，步骤如下：
A.调质：在污泥泥浆中加入高分子絮凝剂搅拌，0.5-20min，再添加含Fe3+化工原料搅拌，反应0.5-20min后，再添加含Ca2+化工原料搅拌，反应0.5-20min；
B.脱水：把调制好的污泥引入压滤机将污泥中的水分过滤掉，在0.1-2.5Mpa的压力下保持15-120min，1.0-3.5Mpa压力下保持15-120min。
所述污泥泥浆中的高分子絮凝剂的投加量为绝干污泥量的0.05-20w％。
污泥泥浆中的所述含Fe3+化工原料的投加量为绝干污泥量的0.3-20w％。
污泥泥浆中的所述含Ca2+化工原料的投加量为绝干污泥量的0.3-40w％。
所述的高分子絮凝剂包括阴离子絮凝剂、阳离子絮凝剂、非离子絮凝剂或两性絮凝剂。
所述的含Fe3+化工原料包括Fe2O3、FeO、Fe(OH)3、Fe(NO3)3、Fe2(CO3)3、Fe2(SO4)3、FeSO4、FeCl3或FeCl2。
所述含Ca2+化工原料包括CaCO3、CaCl2、CaS、CaF2、Ca(NO3)2、CaO或Ca(OH)2。
有益效果：本发明添加高分子絮凝剂，通过搭桥效应将许多微粒聚集在一起，形成较大体积的松散絮体，达到聚沉的目的。同时高分子聚合物通过脱水效应，即高聚物亲水作用强，其溶解与水化作用使污泥胶体脱水，失去水化外壳而聚沉。同时，离子型高分子聚合物还通过电中和效应，吸附在带电荷的胶粒上而中和了胶粒的表面电荷，使粒子间的斥力势能降低，而使溶胶聚沉。
本发明添加Fe3+化工原料和Ca2+化工原料，使污泥胶体聚沉的原理是：污泥胶体颗粒由于表面张力的作用吸附了不少水分而成为吸附水，胶体颗粒具有双层结构且表面全部带有相同性质的电荷，一般带负电荷，它们相互排斥，妨碍颗粒的聚集、长大，使颗粒保持稳定状态。添加Fe3+化工原料和Ca2+化工原料后，使胶体颗粒的电荷得到中和后，颗粒呈不稳定状态，颗粒之间粘附在一起形成凝胶，含有Fe3+和Ca2+的凝胶随着时间而收缩，并释放出水分，比重增加，最后沉降下来。
沉降下来的污泥由压滤机将污泥的水分过滤掉，达到脱水的目的。
具体实施方式
本发明污泥深度脱水方法，其步骤如下：
1.调质：在污泥泥浆中加入高分子絮凝剂搅拌，0.5-20min，再添加含Fe3+化工原料搅拌，反应0.5-20min后，再添加含Ca2+化工原料搅拌，反应0.5-20min。
2.脱水：把调制好的污泥引入压滤机将污泥中的水分过滤掉，在0.1-2.5Mpa的压力下保持15-120min，1.0-3.5Mpa压力下保持15-120min。
本发明方法所用的高分子絮凝剂的含量为0.05-20w％，所用的含Fe3+化工原料的含量为0.3-20w％，所用的含Ca2+化工原料的含量为0.3-40w％。
实施例1：
1.取含水99.7％的二沉池剩余污泥，添加No.1调质混凝剂，即含高分子絮凝剂，添加量为0.05％，充分搅拌3分钟；
2.添加No.2调质混凝剂，即含Fe3+化工原料，添加量为0.6％，充分搅拌5min；
3.通过气动隔膜泵将调好的污泥注入板框压滤机，进泥压力为0.6MPa，60min后，在1.6MPa的压力下保压30min，以将污泥中的水分脱掉；
4.保压完成后，卸压放料。
脱水后，污泥的含水率达到62.2％，符合处理要求。
实施例2：
1.取含水91.7％的消化浓缩池污泥，添加No.1调质混凝剂，即含高分子絮凝剂，添加量为0.05％，充分搅拌3分钟；
2.添加No.3调质混凝剂，即含Fe3+化工原料，添加量为0.6％，充分搅拌3min；
3.添加No.4调质混凝剂，即含Ca2+化工原料，添加量为2％，充分搅拌3min；
4.通过气动隔膜泵将调好的污泥注入板框压滤机，进泥压力为0.6MPa，60min后，在1.6MPa的压力下保压30min，以将污泥中的水分脱掉；
5.保压完成后，卸压放料。
脱水后，污泥的含水率达到61.6％，符合处理要求。
实施例3：
1.取含水93.3％的初沉池污泥，添加No.1调质混凝剂，即含高分子絮凝剂，添加量为0.05％，充分搅拌3分钟；
2.添加No.3调质混凝剂，即含Fe3+化工原料，添加量为1.2％，充分搅拌3min；
3.添加No.4调质混凝剂，即含Ca2+化工原料，添加量为4％，充分搅拌3min；
4.通过气动隔膜泵将调好的污泥注入板框压滤机，进泥压力为0.6MPa，60min后，在1.6MPa的压力下保压30min，以将污泥中的水分脱掉；
5.保压完成后，卸压放料。
脱水后，污泥的含水率达到62.9％，符合处理要求。
实施例4：
1.取含水98.5％的浓缩池污泥，添加No.1调质混凝剂，即含高分子絮凝剂，添加量为0.05％，充分搅拌3分钟；
2.添加No.3调质混凝剂，即含Fe3+化工原料，添加量为0.6％，充分搅拌3min；
3.添加No.4调质混凝剂，即含Ca2+化工原料，添加量为4％，充分搅拌3min；
4.通过气动隔膜泵将调好的污泥注入板框压滤机，进泥压力为0.6MPa，60min后，在1.6MPa的压力下保压30min，以将污泥中的水分脱掉；
5.保压完成后，卸压放料。
脱水后，污泥的含水率达到61.6％，符合处理要求。
实施例5：
1.取含水82％的脱水污泥，加滤液调至含水为90％左右；
2.添加No.2调质混凝剂，即含Fe3+化工原料，添加量为0.6％，充分搅拌8min；
3.通过气动隔膜泵将调好的污泥注入板框压滤机，进泥压力为0.6MPa，60min后，在1.6MPa的压力下保压30min，以将污泥中的水分脱掉；
4.保压完成后，卸压放料。
脱水后，污泥的含水率达到62.7％，符合处理要求。
实施例6：
1.取含水81％的脱水泥饼，取含水82％的脱水污泥，加滤液调至含水为90％左右；
2.添加No.1调质混凝剂，即含高分子絮凝剂，添加量为0.05％，充分搅拌3分钟；
3.添加No.3调质混凝剂，即含Fe3+化工原料，添加量为0.6％，充分搅拌3min；
4.添加No.4调质混凝剂，即含Ca2+化工原料，添加量为4％，充分搅拌3min；
5.通过气动隔膜泵将调好的污泥注入板框压滤机，进泥压力为0.6MPa，60min后，在1.6MPa的压力下保压30min，以将污泥中的水分脱掉；
6.保压完成后，卸压放料。
脱水后，污泥的含水率达到59.3％，符合处理要求。

Claims (7)

1.一种污泥深度脱水的方法，其特征在于，该方法的步骤如下：
A.调质：在污泥泥浆中加入高分子絮凝剂搅拌，0.5-20min，再添加含Fe3+化工原料搅拌，反应0.5-20min后，再添加含Ca2+化工原料搅拌，反应0.5-20min；
B.脱水：把调制好的污泥引入压滤机将污泥中的水分过滤掉，在0.1-2.5Mpa的压力下保持15-120min，1.0-3.5Mpa压力下保持15-120min。
2.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的方法，其特征在于，所述污泥泥浆中的高分子絮凝剂的投加量为绝干污泥量的0.05-20w％。
3.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的方法，其特征在于，污泥泥浆中的所述含Fe3+化工原料的投加量为绝干污泥量的0.3-20w％。
4.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的方法，其特征在于，污泥泥浆中的所述含Ca2+化工原料的投加量为绝干污泥量的0.3-40w％。
5.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的方法，其特征在于所述的高分子絮凝剂包括阴离子絮凝剂、阳离子絮凝剂、非离子絮凝剂或两性絮凝剂。
6.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的方法，其特征在于所述的含Fe3+化工原料包括Fe2O3、FeO、Fe(OH)3、Fe(NO3)3、Fe2(CO3)3、Fe2(SO4)3、FeSO4、FeCl3或FeCl2。
7.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的方法，其特征在于所述含Ca2+化工原料包括CaCO3、CaCl2、CaS、CaF2、Ca(NO3)2、CaO或Ca(OH)2。
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