CN102311217A

CN102311217A - 一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺

Info

Publication number: CN102311217A
Application number: CN201110148856A
Authority: CN
Inventors: 蒋素英; 徐畅; 吴智仁; 高卫民
Original assignee: JCK CO Ltd; Jiangsu Atk Environmental Engineering Design & Research Institute Co Ltd
Current assignee: JCK CO Ltd; Jiangsu Atk Environmental Engineering Design & Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-01-11

Abstract

一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：它包括以下步骤：首先用碱性试剂将待处理淤泥的pH调节至8~10；如上述淤泥为含水率85%以上的淤泥，则加入阴离子高分子絮凝剂，如上述淤泥为含水率85%以下的淤泥，则加入分散剂，搅拌均匀，快速形成大的絮凝体；将大絮凝体机械破碎成小絮凝体，排出土粒子中包裹的水分；在小絮凝体中再加入阴离子高分子絮凝剂，快速形成大的絮凝体；絮凝体中加入无机絮凝剂使其疏水化；将上述经化学药剂改性处理的污泥移送脱水机中机械脱水。本发明公开的脱水工艺，固液分离速度快；絮凝体密实、强度大，颗粒剥离性好；疏水性优，泥颗粒粒径控制在3~5mm，易形成自然拱架结构，透水速度快。

Description

一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺

技术领域

本发明属于污水处理领域，特别是涉及一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺。

背景技术

随着我国经济的发展使土石资源越来越匮乏，对疏浚工程中产生的大量疏浚淤泥，尤其是港湾和河口浅层的疏浚淤泥的脱水固化以及资源化利用，越来越受关注。由于港湾和河口浅层的疏浚淤泥中含有大量的Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄ ^2-等高电解质离子，工程特性很差，主要表现为黏粒含量高、含水率高、压缩性大、强度低、渗透性能差、排水固结缓慢。目前对于该类淤泥的主要处理方法是：（1）自然干燥，占地面积达，耗时长，泥土只能表层达到完全干燥，中部及深层部淤泥强度达不到提高，不能完全实现真正资源化利用，在实际应用中不可行；（2）直接机械脱水，如机械压滤、机械振动、真空压密、无动力强化脱水等，脱水效果差，含水率高，强度低，没有应用价值；（3）水泥、石灰等无机材料处理，易造成泥的碱性化问题，对环境造成危害；（4）先通过无机盐絮凝剂与淤泥中的胶体粒子电中和，再用高分子絮凝剂的架桥作用形成大的絮凝体，但是该方法产生的絮凝体很大，内部包裹大量的液体，脱水困难，而且絮凝体强度较低，易破碎，脱水后的泥含水率高，强度低；（5）先通过高分子絮凝剂的架桥作用形成大的絮凝体，再加入无机盐疏水化，该方法对富含高电解质的淤泥产生的絮凝体同样很大，内部包裹大量的液体，脱水困难，脱水后的泥含水率高。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术的不足，根据高含水率和高电解质的疏浚淤泥特点，提供一种快速高效的疏浚淤泥造粒和脱水工艺。

技术方案：本发明公开了一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：它包括以下步骤：

（1）用碱性试剂将待处理淤泥的pH调节至8~10；所述碱性试剂为苛性钠，纯碱等，浓度为10~20%；

（2）如上述淤泥为含水率85%以上的淤泥，则加入阴离子高分子絮凝剂，搅拌均匀，快速形成大的絮凝体；如上述淤泥为含水率85%以下的淤泥，则加入分散剂，搅拌均匀，快速形成大的絮凝体；所述阴离子高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、无水马来酸聚合物、聚丙烯酸乙酯、瓜尔豆胶、丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物、聚苯乙烯磺酸盐、聚丙烯酸盐、聚乙烯磺酸盐以及它们的衍生物中的一种或两种以上的组合；阴离子高分子絮凝剂溶液的浓度为0.05~0.2%，阴离子高分子絮凝剂溶液和溶液中有效固含量是干污泥的质量比为1-50:10000；所述分散剂是酸式焦磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、四磷酸钠、甲基磷酸钠、木质磺酸钠及其他盐、腐殖酸钠及其他盐、羧酸钠及其衍生物中的一种或两种以上的组合，分散剂和溶液中有效固含量是干污泥的质量比为1-50：1000；

（3）将上述大絮凝体机械破碎成小絮凝体，排出土粒子中包裹的水分；所述破碎的小絮凝体粒径小于0.5mm；

（4）在小絮凝体中再加入阴离子高分子絮凝剂，快速形成大的絮凝体；所述的阴离子高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、无水马来酸聚合物、聚丙烯酸乙酯、瓜尔豆胶、丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物、聚苯乙烯磺酸盐、聚丙烯酸盐、聚乙烯磺酸盐以及它们的衍生物中的一种或两种以上的组合；阴离子高分子絮凝剂的加入方式是固体粉末或高分子水溶液；所述阴离子高分子絮凝剂采用固体粉末直接加药时，阴离子高分子絮凝剂和溶液中有效固含量是干污泥的质量比为1-100:10000；所述阴离子高分子絮凝剂采用高分子水溶液加药时，溶液的浓度为0.3~0.9%，阴离子高分子絮凝剂和溶液中有效固含量是干污泥的质量比为1-100:10000；

（5）在上述絮凝体中加入无机絮凝剂使其疏水化；无机絮凝剂是聚氯化铝（PAC）、氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁、氯化镁、水泥、消石灰中的一种或两种混合，无机絮凝剂和干污泥的质量比为1~500:10000；

（6）将上述经化学药剂改性处理的污泥移送脱水机中机械脱水。

步骤2或4中所述的阴离子高分子絮凝剂的分子量为1200~1800万。

有益效果：本发明公开的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺，固液分离速度快；絮凝体密实、强度大、外力作用下不会再微细化，颗粒剥离性好；疏水性优、颗粒内包裹水量小；泥颗粒粒径控制在3~5mm，易形成自然拱架结构，透水速度快。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的解释。

根据下述实施例，可以更好的理解本发明。然而，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

针对宁波高新区围海工程技术开发有限公司提供的高电解质港湾疏浚淤泥1，含水率80%，且含有大量Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄ ^2-等电解质，利用本发明造粒和脱水工艺的模式一，并与其他处理方法比较。

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥1与500 ml烧杯中

第一步：用20%的NaOH溶液调节PH=9左右，进行快速充分搅拌；

第二步：用分散剂（商品名：SH-1010江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司研制）30%浓度溶液，在发明范围0.1~0.5重量部分内添加，搅拌均匀；

第三步：液体状的阴性高分子絮凝剂是丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物，分子量1200~1800万范围内，添加量相对淤泥固体量0.2~0.6重量部变化添加，进行搅拌均匀；

第四步：无机絮凝剂（商品名：RL2 江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司研制），添加量相对淤泥固体量0.8~1.5重量范围内变化添加，搅拌形成絮体并疏水化，颗粒粒径控制在3~5mm，絮体强度大；

第五步：机械脱水。

比较例1

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥1与500 ml烧杯中

第一步：加入无机絮凝剂（市售PAC）添加量0.78重量，搅拌。

第二步：浓度为0.1%的阴性高分子絮凝剂，丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物，添加0.028重量，搅拌形成絮体。

比较例2

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥1与500 ml烧杯中

第一步：添加浓度为0.1%的阴性高分子絮凝剂，丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物0.1重量，搅拌，形成絮体。

第二步：添加无机絮凝剂（市售PAC）添加量0.1重量，搅拌，絮体疏水化。

比较例3

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥1与500 ml烧杯中

第一步：添加浓度为0.1%的阴性高分子絮凝剂，丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物0.2重量，搅拌，形成大的絮体。

第二步：高速搅拌，调整絮体颗粒粒径在1~2mm。

第三步：添加无机絮凝剂（市售PAC）添加量0.1重量，搅拌，絮体凝集。

比较例4

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥1与500 ml烧杯中

第一步：用20%的NaOH溶液调节PH=9左右，进行快速充分搅拌。

第二步：加入无机絮凝剂（市售PAC）添加量0.21重量，搅拌。

第三步：浓度为0.1%的阴性高分子絮凝剂，丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物，添加0.04重量，搅拌形成絮体。

上述实施例与比较例絮体颗粒通过压滤机脱水后污泥性能比较见表1

表1

Figure 201110148856X100002DEST_PATH_IMAGE002

实施例2

针对宁波高新区围海工程技术开发有限公司提供的高电解质港湾疏浚淤泥2，含水率90%，且含有大量Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄ ^2-等电解质，利用本发明造粒和脱水工艺的模式二，并与其他处理方法比较结果说明。

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥2与500 ml烧杯中

第一步：用20%的NaOH溶液调节PH=9左右，快速充分搅拌；

第二步：液体状的阴性高分子絮凝剂是丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物，（商品名：JCWR-SH）添加量相对淤泥固体量0.2重量部变化添加，搅拌均匀；

第三步：快速搅拌将步骤2形成的大絮凝体破碎成粒径在0.5mm以下的微细絮凝体；

第四步：在破碎的微细絮凝体中加入液体状的阴性高分子絮凝剂是丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物（商品名：JCWR-SH），添加量相对淤泥固体量0.6重量部变化添加，搅拌均匀，再次絮凝化；

第五步：在步骤4再次絮凝化的淤泥中加入无机絮凝剂（商品名：RL2江苏艾特克环境工程设计研究院有限公司研制），添加量为0.1重量部，搅拌形成絮体并疏水化，颗粒粒径控制在3~5mm；

第六步：机械脱水。

比较例5

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥2与500 ml烧杯中

第一步：加入无机絮凝剂（市售PAC）添加量0.78重量部，搅拌。

比较例6

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥2与500 ml烧杯中

第二步：添加无机絮凝剂（市售PAC）添加量0.1重量部，搅拌，絮体疏水化。

比较例7

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥2与500 ml烧杯中

第二步：高速搅拌，调整絮体颗粒粒径在1~2 mm。

第三步：添加无机絮凝剂（市售PAC）添加量0.1重量部，搅拌，絮体凝集。

比较例8

取干燥固体淤泥重量为100的疏浚淤泥2与500 ml烧杯中

第一步：用20%的NaOH溶液调节PH=9左右，进行快速充分搅拌。

第二步：加入无机絮凝剂（市售PAC）添加量0.21重量部，搅拌。

上述实施例与比较例絮体颗粒通过压滤机脱水后污泥性能比较见表2

表2

本发明提供了一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims

1.一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：它包括以下步骤：

（1）用碱性试剂将待处理淤泥的pH调节至8~10；

（2）如上述淤泥为含水率85%以上的淤泥，则加入阴离子高分子絮凝剂，搅拌均匀，快速形成大的絮凝体；如上述淤泥为含水率85%以下的淤泥，则加入分散剂，搅拌均匀，快速形成大的絮凝体；

（3）将上述大絮凝体机械破碎成小絮凝体，排出土粒子中包裹的水分；

（4）在小絮凝体中再加入阴离子高分子絮凝剂，快速形成大的絮凝体；

（5）在上述絮凝体中加入无机絮凝剂使其疏水化；

2.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：步骤1采用的碱性试剂为苛性钠，纯碱等，浓度为10~20%。

3.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：步骤2和步骤4中所述的阴离子高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、无水马来酸聚合物、聚丙烯酸乙酯、瓜尔豆胶、丙烯酰胺与丙烯酸盐的共聚物、聚苯乙烯磺酸盐、聚丙烯酸盐、聚乙烯磺酸盐以及它们的衍生物中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：步骤2所述阴离子高分子絮凝剂溶液的浓度为0.05~0.2%，阴离子高分子絮凝剂溶液和溶液中有效固含量是干污泥的质量比为1-50:10000。

5.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：步骤2所述分散剂是酸式焦磷酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、四磷酸钠、甲基磷酸钠、木质磺酸钠及其他盐、腐殖酸钠及其他盐、羧酸钠及其衍生物中的一种或两种以上的组合，分散剂和溶液中有效固含量是干污泥的质量比为1-50：1000。

6.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：步骤3所述破碎的小絮凝体粒径小于0.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：步骤4所述阴离子高分子絮凝剂的加入方式是固体粉末或高分子水溶液；所述阴离子高分子絮凝剂采用固体粉末直接加药时，阴离子高分子絮凝剂和溶液中有效固含量是干污泥的质量比为1-100:10000；所述阴离子高分子絮凝剂采用高分子水溶液加药时，溶液的浓度为0.3~0.9%，阴离子高分子絮凝剂和溶液中有效固含量是干污泥的质量比为1-100:10000。

8.根据权利要求1或3或4或7所述的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：阴离子高分子絮凝剂的分子量为1200~1800万。

9.根据权利要求1所述的一种疏浚淤泥造粒和脱水工艺,其特征在于：步骤5采用的无机絮凝剂是聚氯化铝（PAC）、氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁、氯化镁、水泥、消石灰中的一种或两种混合，无机絮凝剂和干污泥的质量比为1~500:10000。