CN103145313B - 适用于污泥焚烧处置的污泥调理剂及调理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于污泥焚烧处置的污泥调理剂及调理方法，包括以下步骤，（1）将含水率重量比76%~84%的污泥引入搅拌罐，加水至污泥含水率重量比为90%~93%，加入污泥干物质含量0.8%~2.58%的季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵搅拌；（2）加入污泥干物质含量2.8%~6.2%的聚合硫酸铁搅拌；（3）加入污泥干物质含量0.23%-0.65%的助凝剂阳离子聚丙烯酰胺搅拌，将搅拌均匀后的污泥混合液进行机械脱水。上述步骤（1）和（2）任选其一，或者两个步骤都选。本发明具有以下技术效果：调理剂添加量小，污泥有机物流失于滤液中的量相对较低；脱水污泥含水率可降至50-60%。

Description

适用于污泥焚烧处置的污泥调理剂及调理方法

技术领域本发明属于城市污水污泥处理技术领域，具体为一种适用于污泥焚烧处置的污泥调理剂及使用方法。

背景技术国内污水处理厂采用的机械脱水方式可将污泥含水率降低到5%-85%之间。由于污泥含水率较高，难以满足堆肥、填埋、热解和焚烧等后续处置要求，而且减量化不显著，增加了运输成本以及难度。

随着环境标准的逐次升级，焚烧处理所占的比例也越来越大。它可以使污泥中有机物全部碳化、烧死病原体，可以对含有重金属或化学污染物的污泥实现完全的惰性化处理，可最大限度缩减污泥体积及减少污染，且焚烧后产生的飞灰可用做改良土壤、制作建材等。

污泥的含水率是制约污泥处理运行成本的关键因素，就焚烧处置方法来说，污泥含水率越高，热值就越低、系统能耗就越大、运行成本也就越高。干化脱水的能耗及综合运行费用都比较高，因此如何用机械方法降低污泥含水率一直是研究热点。

城市污水处理厂污泥含水率约80%左右。之所以含有大量的水分除了裂隙水这一因素外，另有很大一部分原因在于颗粒表面特性和污泥团的结构。污泥颗粒表面吸附有各种荷电离子和由微生物在其代谢过程中分泌于细胞体外的胞外聚合物。这些污泥颗粒组成了污泥团，形成许许多多的毛细孔道，污泥颗粒表面所持的水份和毛细孔道中的水份都为结合水，这种结合水不能用单纯的机械方法除掉。

裂隙水理论上很容易脱除，但由于污泥是由絮状的胶体颗粒集合而成，颗粒很细而且很软，当施加外力时，胶状的微细颗粒就会堵住已形成的滤桥，增大过滤比阻；而且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“幕”，从而使水无法通过，脱水因此异常困难。

污泥在机械脱水前添加化学药剂进行调理，是本技术领域常用方法，通过对污泥的调理，以改变污泥粒子表面的物化性质和组分，破坏污泥的胶体结构，减小与水的亲和力，从而改善脱水性能。

中国专利CN1986788公开了一种污泥脱水的化学调理剂及其脱水方法，该方法以铁盐、钙盐或氧化钙为化学调理剂，先将污泥加水调质，然后在调质后的污泥中先加铁盐，添加量为污泥的0.2-1.5%，并搅拌1-6分钟；再加钙盐或氧化钙，添加量为污泥的1-4.5%，并搅拌2-8分钟。最后把调质好的污泥进行正压脱水，保压压力1.0-1.2MPa,保压时间为45-90分钟后卸压放料，正压脱水后污泥的含水率为50-60%。该方法采用的化学调理剂主要是铁盐、钙盐或氧化钙，调理后污泥呈强碱性，有机物流失多；同时添加较多的无机物，会造成热值下降，灰分增加。尤其添加了生石灰类的碱性物质后，会对电厂的炉膛产生腐蚀、结垢等影响，难以满足焚烧要求。

中国专利CN101367600A公开了一种用于污泥脱水的添加剂及污泥脱水方法，其中，添加剂包括重量比为污泥固含物的1.42-2.07%的季铵盐阳离子表面活性剂、重量比为污泥固含物的4.92-10.18%的絮凝剂、重量比为污泥固含物的5-10%的助剂；助剂为食用菇采摘后的培养基。采用的调理剂主要是表面活性剂、絮凝剂及无机盐类助剂，药剂添加量较大且有较多的无机物，造成热值下降，灰分增加，同时絮凝剂中聚合氯化铝在焚烧过程中可能产生易腐蚀设备的氯离子。

发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种药剂添加量少、污泥中有机物流失量低、脱水性能好以及能使脱水污泥能良好地衔接后续焚烧处置的污泥调理剂及使用方法。

本发明的技术方案为： 使用一种适用于污泥焚烧处置的污泥调理剂，包括季铵盐阳离子表面活性剂、聚合硫酸铁和助凝剂，其中季铵盐阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，添加量的重量比为污泥固含物的0.8%~2.58%；聚合硫酸铁添加量的重量比为污泥固含物的2.8%~6.2%；所述助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，添加量的重量比为污泥固含物的0.23%~0.65%。上述污泥调理剂中，季铵盐阳离子表面活性剂和聚合硫酸铁二者任选一种，或者都选。

进一步地，所述助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，其使用前调配成0.2%质量浓度的溶液。

使用一种适用于污泥焚烧处置的污泥调理方法，包括以下步骤，

（1）将含水率重量比76%~84%的污泥引入搅拌罐，加水至污泥含水率重量比为90%~93%，加入污泥干物质含量0.8%~2.58%的季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵，在40~60转/分钟的搅拌速度下搅拌6~10分钟；

（2）加入污泥干物质含量2.8%~6.2%的聚合硫酸铁，在40~60转/分钟的搅拌速度下搅拌8~12分钟；

（3）加入污泥干物质含量0.23%-0.65%的助凝剂阳离子聚丙烯酰胺，在30~40转/分钟的搅拌速度下搅拌4~8分钟，将搅拌均匀后的污泥混合液进行机械脱水。

上述步骤（1）和（2）任选其一，或者两个步骤都选。

本发明以添加量小的表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵和/或聚合硫酸铁、以及助凝剂阳离子聚丙烯酰胺对城市生活污泥进行调理。其中十六烷基三甲基氯化铵有吸附微粒的能力，使污泥颗粒从胶体中分离出来，破坏污泥胶体的稳定状态，从而达到更好的聚沉效果；聚合硫酸铁能够中和粒子电荷，使微粒子聚集成小凝聚体；助凝剂阳离子聚丙烯酰胺为高分子有机絮凝剂，通过压缩双电层、吸附-电中和、吸附架桥及网铺卷扫的作用来破坏污泥的胶体结构，减少泥水之间的亲和力，使水从污泥颗粒表面分离出来。与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明相对于添加大量石灰等无机物调理剂，其调理剂添加量小，污泥有机物流失于滤液中的量相对较低，脱水污泥能够良好地跟后续焚烧处置衔接起来。

（2）脱水污泥含水率可降至50-60%；调理剂使得污泥的脱水性能得到改善，在阳光棚里堆放2-3天，脱水污泥含水率可降至40%以下。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的阐述，其目的是为了更好理解本发明的内容。因此，实施例并不限制本发明的保护范围。

提出一种适用于污泥焚烧处置的污泥调理剂，包括季铵盐阳离子表面活性剂和助凝剂，其中季铵盐阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，添加量的重量比为污泥固含物的0.8%~2.58%；所述助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，添加量的重量比为污泥固含物的0.23%~0.65%。优选地，所述助凝剂阳离子聚丙烯酰胺使用前调配成0.2%质量浓度的溶液。

还可以提出一种适用于污泥焚烧处置的污泥调理剂，包括聚合硫酸铁和助凝剂，其中聚合硫酸铁添加量的重量比为污泥固含物的2.8%~6.2%，所述助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，添加量的重量比为污泥固含物的0.23%~0.65%。优选地，还可以包括季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵，其添加量的重量比为污泥固含物的0.8%~2.58%。优选地，所述助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，其使用前调配成0.2%质量浓度的溶液。

本发明适用于污泥焚烧处置的污泥调理方法的实施例如下：

实施例一：

（1）将含水率重量比约80%的污泥引入搅拌罐，加水至污泥含水率重量比为91%，加入污泥干物质含量1.4%的季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵，在50转/分钟的搅拌速度下搅拌10分钟；

（2）向步骤（1）调质处理后的污泥在40转/分钟的搅拌速度下加入污泥的干物质含量0.56%的助凝剂阳离子聚丙烯酰胺，加药后在32转/分钟的搅拌速度下搅拌5分钟，其中助凝剂使用前调配成0.2%质量浓度的溶液；

（3）经调质处理后的污泥通过螺杆泵输送至1.0m×1.0m隔膜压滤机进行污泥深度脱水，其中螺杆泵进料压力大于1.0MPa，隔膜压滤机的压榨压力大于1.5MPa，经深度脱水后，出泥泥饼的含水率为57.8%，泥饼与含水率重量比约80%，污泥的干基高位热值间比值为94.6%，少量有机物流失于滤液中。

实施例二：

（1）将含水率重量比约80%的污泥引入搅拌罐，加水至污泥含水率重量比为90%，加入污泥的干物质含量0.45%的季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵，在50转/分钟的搅拌速度下搅拌6分钟；

（2）向步骤（1）调质处理后的污泥中加入污泥的干物质含量3.5%的聚合硫酸铁，在40转/分钟的搅拌速度下搅拌10分钟；

（3）向步骤（2）调质处理后的污泥在40转/分钟的搅拌速度下加入污泥的干物质含量0.35%的助凝剂阳离子聚丙烯酰胺，加药后在30转/分钟的搅拌速度下搅拌4分钟，其中助凝剂使用前调配成0.2%质量浓度的溶液；

（4）经调质处理后的污泥通过螺杆泵输送至1.0m×1.0m隔膜压滤机进行污泥深度脱水，其中螺杆泵进料压力大于1.0MPa，隔膜压滤机的压榨压力大于1.5MPa，经深度脱水后，出泥泥饼的含水率为54.9%，泥饼与含水率重量比约80%，污泥的干基高位热值间比值为103.8%，流失的有机物较少。

实施例三

（1）将含水率约80%的污泥引入搅拌罐，加水至污泥含水率为92.5%，加入污泥的干物质含量0.75%的季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵，在40转/分钟的搅拌速度下搅拌8分钟；

（2）向步骤（1）调质处理后的污泥中加入污泥的干物质含量2.8%的聚合硫酸铁，在40转/分钟的搅拌速度下搅拌10分钟；

（3）向步骤（2）调质处理后的污泥在40转/分钟的搅拌速度下加入污泥的干物质含量0.45%的助凝剂阳离子聚丙烯酰胺，加药后在30转/分钟的搅拌速度下搅拌6分钟，其中助凝剂使用前调配成0.2%质量浓度的溶液；

（4）经调质处理后的污泥通过螺杆泵输送至1.0m×1.0m隔膜压滤机进行污泥深度脱水，其中螺杆泵进料压力大于1.0MPa，隔膜压滤机的压榨压力大于1.5MPa，经深度脱水后，出泥泥饼的含水率为58.9%，泥饼与含水率重量比约80%污泥的干基高位热值间比值为100.1%，流失的有机物较少。

实施例四

（1）将含水率约80%的污泥引入搅拌罐，加水至污泥含水率为90%，加入污泥的干物质含量5.2%的聚合硫酸铁，在50转/分钟的搅拌速度下搅拌12分钟；

（2）向步骤（1）调质处理后的污泥在40转/分钟的搅拌速度下加入污泥的干物质含量0.3%的助凝剂阳离子聚丙烯酰胺，加药后在30转/分钟的搅拌速度下搅拌5分钟，其中助凝剂使用前调配成0.2%质量浓度的溶液；

（3）经调质处理后的污泥通过螺杆泵输送至1.0m×1.0m隔膜压滤机进行污泥深度脱水，其中螺杆泵进料压力大于1.0MPa，隔膜压滤机的压榨压力大于1.5MPa，经深度脱水后，出泥泥饼的含水率为53.6%，泥饼与含水率重量比约80%污泥的干基高位热值间比值为92.8%，少量有机物流失于滤液中。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种适用于污泥焚烧处置的污泥调理剂，其特征在于：包括季铵盐阳离子表面活性剂、聚合硫酸铁和助凝剂，其中季铵盐阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，添加量的重量比为污泥固含物的0.8％～2.58％；聚合硫酸铁的添加量的重量比为污泥固含物的2.8％～6.2％；所述助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，添加量的重量比为污泥固含物的0.23％～0.65％。

2.一种适用于污泥焚烧处置的污泥调理方法，其特征在于：依次包括以下步骤，(1)将含水率重量比76％～84％的污泥引入搅拌罐，加水至污泥含水率重量比为90％～93％，加入污泥干物质含量0.8％～2.58％的季铵盐阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵，在40～60转/分钟的搅拌速度下搅拌6～10分钟；

(2)加入污泥干物质含量2.8％～6.2％的聚合硫酸铁，在40～60转/分钟的搅拌速度下搅拌8～12分钟；

(3)加入污泥干物质含量0.23％-0.65％的助凝剂阳离子聚丙烯酰胺，在30～40转/分钟的搅拌速度下搅拌4～8分钟，将搅拌均匀后的污泥混合液进行机械脱水。