CN103787570B - 一种环保型污泥脱水调理剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保型污泥脱水调理剂及其应用，该调理剂由以下重量份的组分组成：壳聚糖：0.4～1.2；三价铁盐：1～5；改性凹凸棒土：1～12；表面活性剂：0.025～0.1；环保型污泥脱水调理剂用于污泥脱水，包括以下步骤：在常温常压条件下，向待处理污泥中加入占待处理污泥干重0.025％～0.1％的表面活性剂，快速搅拌至少3分钟；之后加入占待处理污泥干重1％～12％的改性凹凸棒土粉末和占待处理污泥干重1％～5％的三价铁盐，快速搅拌至少3分钟；接着，加入占待处理污泥干重0.4％～1.2％的壳聚糖，低速搅拌至少5分钟；将调理好的污泥进行压滤即可。与现有技术相比，本发明的污泥调理剂，成本低廉，用量少，可以有效降低污泥脱水的成本。调理后的污泥脱水压力小，运行能耗小，费用低。
Description
技术领域
本发明涉及一种污泥脱水调理剂及其应用，尤其是涉及一种环保型污泥脱水调理剂及其应用。
背景技术
随着经济社会的快速发展和生活质量的不断提高，工业废水和生活污水的排放量日益增多。活性污泥法作为城市污水处理中广泛采用和成熟应用的技术，具有处理效率高、运行费用低等优点，但同时也产生大量的剩余污泥。剩余污泥作为污水生物技术的重大挑战，一个重要的原因就是污泥处理与处置的高昂费用。经验表明，污泥的处理和处置的费用占整个污水处理厂运行费用的50％，有时甚至高达60％。
污泥组成复杂，含有大量的有机物、病原微生物及氮、磷等营养元素，特别是其中的重金属和有毒有机物质，若不进行适当处理，将会产生二次污染，对污泥堆放地区周围环境中的动物、植物以及人类造成极大的危害。此外，污泥絮体结构松散，比表面积和孔隙率极高，亲水性强，致使不易脱水；如此，污泥容积庞大，不便于后期的运输、贮存和处置。污泥进行处置前，通常需要进行脱水，以减少污泥体积。而污泥调理又是污泥脱水的关键环节。
其中适宜高效的絮凝剂是该技术的核心，在目前常用的一些絮凝剂中，无机絮凝剂投加量比较大，处理效果不够理想，并且其最终产物中残留的金属将对环境造成危害；而有机合成高分子絮凝剂一般属于生物难降解物质，残留单体的毒性会对环境造成二次污染。因此，开发一种环保的污泥深度脱水调理剂是关键，对于市政污水处理厂中剩余污泥的土地利用、土地填满等技术的推广具有极其重要的作用。天然有机高分子絮凝剂、无机矿物调理剂因其来源广、廉价、无毒副作用或易于生物降解等优点受到青睐，并且复合调理剂可以协同作用发挥各自的长处，起到增效减量的作用，使得无机-天然有机复合调理剂具有尤为良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效降低污泥脱水的成本、调理后的污泥脱水压力小的环保型污泥脱水调理剂及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种环保型污泥脱水调理剂，该调理剂由以下重量份的组分组成：
所述的三价铁盐选自Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3或FeCl3中的一种或几种。
所述的改性凹凸棒土的改性方法为：将凹凸棒土粉末过筛后，室温下浸泡在酸溶液中，并搅拌4h后，取出凹凸棒土烘干，研磨即得改性凹凸棒土。
所述的酸溶液与凹凸棒土的比例3ml／lg，所述的酸溶液的浓度为0.5mol／L～1.5mol／L，所述的酸溶液选自硫酸或硼酸溶液。
所述的表面活性剂选自烷基糖苷、甜菜碱、酰胺丙基甜菜碱中的一种或几种。
一种环保型污泥脱水调理剂的应用，所述的环保型污泥脱水调理剂用于污泥脱水，包括以下步骤：
(1)在常温常压条件下，向待处理污泥中加入占待处理污泥干重0.025％～0.1％的表面活性剂，快速搅拌至少3分钟；
(2)之后加入占待处理污泥干重1％～12％的改性凹凸棒土粉末和占待处理污泥干重1％～5％的三价铁盐，快速搅拌至少3分钟；
(3)接着，加入占待处理污泥干重0.4％～1.2％的壳聚糖，低速搅拌至少5分钟；
(4)将调理好的污泥进行压滤即可。
所述的快速搅拌的转速为200-300r／min，低速搅拌的转速为60-100r／min。
所述的壳聚糖以壳聚糖的醋酸溶液形式加入。
所述的待处理污泥为含水率95％以上的活性污泥或消化污泥。
凹凸棒土中除了SiO2外，主要还有镁、铝、铁、钙等元素，这些金属元素的总含量大约为15％左右，其物理结构呈棒状纤维状，具有较大的比表面积和吸附能力。对凹凸棒土的进行酸改性后，可以扩大凹凸棒土颗粒的表面积，增加吸附性，并将凹凸棒土中Fe、Al、Ca、Mg等金属元素由氧化物状态转化为水溶性的无机分子状态。这些产生的金属离子用于污泥调理可以起到混凝作用，改性后的凹凸棒土本体则可作为污泥的骨架构建体，增强污泥的过滤能力。
壳聚糖在醋酸溶液下，电离成一种带正电荷的高分子絮凝剂，具有絮凝和架桥作用，以及一定的电荷中和作用，可以提高污泥的脱水性能。其中的表面活性剂具有破坏絮体结够，释放絮体内结合水和胞内水的作用，可以提高污泥的脱水程度；并且投加量小，可以生物降解，不会对环境造成危害。
与现有技术相比，本发明的污泥调理剂，成本低廉，用量少，可以有效降低污泥脱水的成本。调理后的污泥脱水压力小，运行能耗小，费用低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
本实施例的污泥脱水调理剂，其配方包含：占待处理污泥干重0.6％的壳聚糖，占待处理污泥干重4％的FeCl3，占待处理污泥干重6.5％的改性凹凸棒土，占待处理污泥干重0.05％的烷基糖苷。其中，壳聚糖为脱乙酰度为80％，工业级；氯化铁为工业级；改性凹凸棒土为lmol／L硫酸改性而成；烷基糖苷为50％的水溶液，工业级。
采用本实施例的污泥脱水调理剂对上海市某污水处理厂的剩余污泥进行处理，污泥含水率为96.5％，按上述投加量加入药剂，具体包括以下步骤：
向待处理污泥中加入烷基糖苷，快速搅拌3分钟；之后加入改性凹凸棒土粉末和氯化铁，快速搅拌3分钟；接着，加入壳聚糖的醋酸溶液，低速搅拌5分钟。
污泥经调理后，由污泥泵注入污泥脱水机脱水，所得干污泥的含水率为67.5％左右；调理后的污泥比阻为8.7×1011m／Kg。
实施例2：
本实施例的污泥脱水调理剂，其配方包含：占待处理污泥干重0.5％的壳聚糖，占待处理污泥干重3.5％的FeCl3，占待处理污泥干重5.5％的改性凹凸棒土，占待处理污泥干重0.025％的烷基糖苷。其中，壳聚糖为脱乙酰度为80％，工业级；氯化铁为工业级；改性凹凸棒土为lmol／L硫酸改性而成；烷基糖苷为50％的水溶液，工业级。
采用本实施例的污泥脱水调理剂对上海市某污水处理厂的二沉池污泥进行处理，污泥含水率为98.5％，按上述投加量加入药剂，具体包括以下步骤：
向待处理污泥中加入烷基糖苷，快速搅拌3分钟；之后加入改性凹凸棒土粉末和氯化铁，快速搅拌3分钟；接着，加入壳聚糖的醋酸溶液，低速搅拌5分钟。
污泥经调理后，由污泥泵注入污泥脱水机脱水，所得干污泥的含水率为64％左右；调理后的污泥比阻为6.5×1011m／Kg。
实施例3
一种环保型污泥脱水调理剂，该调理剂由以下重量份的组分组成：
其中，三价铁盐为Fe2(SO4)3。改性凹凸棒土的改性方法为：将凹凸棒土粉末过筛后，室温下浸泡在酸溶液中，并搅拌4h后，取出凹凸棒土烘干，研磨即得改性凹凸棒土。酸溶液与凹凸棒土的比例3ml／lg，酸溶液的浓度为0.5mol／L，酸溶液为硫酸溶液。表面活性剂为甜菜碱。
采用本实施例的污泥脱水调理剂对上海市某污水处理厂的二沉池污泥进行处理，污泥含水率为98.5％，包括以下步骤：
(1)在常温常压条件下，向待处理污泥中加入占待处理污泥干重0.025％％的表面活性剂，快速搅拌至少3分钟；
(2)之后加入占待处理污泥干重1％的改性凹凸棒土粉末和占待处理污泥干重1％的三价铁盐，快速搅拌至少3分钟；
(3)接着，加入占待处理污泥干重0.4％的壳聚糖(壳聚糖以壳聚糖的醋酸溶液形式加入)，低速搅拌至少5分钟；
(4)将调理好的污泥进行压滤即可。
快速搅拌的转速为200-300r／min，低速搅拌的转速为60-100r／min。
污泥经调理后，由污泥泵注入污泥脱水机脱水，所得干污泥的含水率为65％左右；调理后的污泥比阻为7.2×1011m／Kg。
实施例4
一种环保型污泥脱水调理剂，该调理剂由以下重量份的组分组成：
其中，三价铁盐为Fe(NO3)3。改性凹凸棒土的改性方法为：将凹凸棒土粉末过筛后，室温下浸泡在酸溶液中，并搅拌4h后，取出凹凸棒土烘干，研磨即得改性凹凸棒土。酸溶液与凹凸棒土的比例3ml／lg，酸溶液的浓度为1.5mol／L，酸溶液为硼酸溶液。表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱。
采用本实施例的污泥脱水调理剂对上海市某污水处理厂的二沉池污泥进行处理，污泥含水率为97.5％，包括以下步骤：
(1)在常温常压条件下，向待处理污泥中加入占待处理污泥干重0.075％的表面活性剂，快速搅拌至少3分钟；
(2)之后加入占待处理污泥干重12％的改性凹凸棒土粉末和占待处理污泥干重5％的三价铁盐，快速搅拌至少3分钟；
(3)接着，加入占待处理污泥干重1.2％的壳聚糖(壳聚糖以壳聚糖的醋酸溶液形式加入)，低速搅拌至少5分钟；
(4)将调理好的污泥进行压滤即可。
快速搅拌的转速为200-300r／min，低速搅拌的转速为60-100r／min。
污泥经调理后，由污泥泵注入污泥脱水机脱水，所得干污泥的含水率为62％左右；调理后的污泥比阻为6.3×1011m／Kg。
Claims (4)
1.一种环保型污泥脱水调理剂，其特征在于，该调理剂由以下重量份的组分组成：
所述的改性凹凸棒土的改性方法为：将凹凸棒土粉末过筛后，室温下浸泡在酸溶液中，并搅拌4h后，取出凹凸棒土烘干，研磨即得改性凹凸棒土；
所述的酸溶液与凹凸棒土的比例3ml/1g，所述的酸溶液的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L，所述的酸溶液选自硫酸或硼酸溶液；
所述的三价铁盐选自Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3或FeCl3中的一种或几种；
所述的表面活性剂选自烷基糖苷、甜菜碱或酰胺丙基甜菜碱中的一种或几种。
2.一种如权利要求1所述的环保型污泥脱水调理剂的应用，其特征在于，所述的环保型污泥脱水调理剂用于污泥脱水，包括以下步骤：
(1)在常温常压条件下，向待处理污泥中加入占待处理污泥干重0.025％～0.1％的表面活性剂，快速搅拌至少3分钟；
(2)加入占待处理污泥干重1％～12％的改性凹凸棒土粉末和占待处理污泥干重1％～5％的三价铁盐，快速搅拌至少3分钟；
(3)加入占待处理污泥干重0.4％～1.2％的壳聚糖，低速搅拌至少5分钟；
(4)将调理好的污泥进行压滤即可；
所述的快速搅拌的转速为200-300r/min，低速搅拌的转速为60-100r/min。
3.根据权利要求2所述的一种环保型污泥脱水调理剂的应用，其特征在于，所述的壳聚糖以壳聚糖的醋酸溶液形式加入。
4.根据权利要求2所述的一种环保型污泥脱水调理剂的应用，其特征在于，所述的待处理污泥为含水率95％以上的活性污泥或消化污泥。
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