CN104829086A - 一种复合型污泥脱水剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种复合型污泥脱水剂及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合型污泥脱水剂及其制备方法与应用，属于污泥处理领域。该复合型污泥脱水剂由调理剂和絮凝剂组成，将氧化镁、聚合硫酸铁、三氯化铁充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂，将硅藻土、壳聚糖、聚丙烯酰胺充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂，该污泥脱水剂制备工艺简单，成本低廉，脱水效果好，脱水后的污泥含水率小于60％，实现了污泥的减量化、稳定化、无害化与资源化。

Description

一种复合型污泥脱水剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于污泥处理领域，涉及一种污泥脱水剂的制备及应用，尤其涉及一种复合型污泥脱水剂及其制备方法与应用。
背景技术
污泥是污水处理的最终产物，污染物集中度高，成分比较复杂，有机质含量高，亲水性强，比表面积大，脱水难度大，机械脱水效率低。污泥脱水作为最重要的前处理过程，是降低污泥后续处理和处置成本一个非常关键的环节。在污泥填埋时，污泥脱水可大大地减少污泥的堆积场地、节约运输费用，减少填埋场的渗滤液，防止填埋对地表和地下水环境的破坏；在对污泥进行堆肥处理时，污泥脱水能大大降低污泥含水率，从而可以满足堆肥对低含水率污泥的要求；若对污泥进行焚烧处理时，污泥脱水可大大减少干燥部分能耗。
为了有效实现污泥的脱水，在污泥进行脱水前，通常需要进行一系列的污泥调理过程来改变污泥固相颗粒的形态特征其特性，减少操作上的困难，同时增加污泥的资源价值。不经过调理的污泥很由于污泥比阻太大而一不能进行脱水处理，而污泥通过调理后，污泥比阻将大幅下降。污泥调理可以分为三类：化学法、物理法、生物法，其中化学调理法由于其操作简单、工艺成熟、成本低廉，因此是目前国内外应用最为广泛的一种污泥调理方法。因此污泥脱水剂作为化学调理法的重要使用药剂成为近几年污水处理行业研究的热点。
发明内容
为了实现了污泥的减量化、稳定化、无害化与资源化，本发明公开了一种复合型污泥脱水剂及其制备方法，并将其应用于污泥脱水中，该污泥脱水剂制备工艺简单，成本低廉，脱水效果好，脱水后的污泥含水率小于60％。
本发明目的之一是公开一种复合型污泥脱水剂，该污泥脱水剂由调理剂和絮凝剂组成，所述调理剂由以下重量百分比的成分组成：
氧化镁MgO：20-50份；
聚合硫酸铁PFS：30-60份；
三氯化铁FeCl3：10-30份；
所述絮凝剂由以下重量百分比的成分组成：
硅藻土：30-60份；
壳聚糖：20-50份；
聚丙烯酰胺PAM：2-20份
作为本发明的优选方案之一，该污泥脱水剂由调理剂和絮凝剂组成，所述调理剂由以下重量百分比的成分组成：
氧化镁MgO：30-40份；
聚合硫酸铁PFS：45-55份；
三氯化铁FeCl3：12-18份；
所述絮凝剂由以下重量百分比的成分组成：
硅藻土：50-60份；
壳聚糖：35-45份；
聚丙烯酰胺PAM：2-10份
作为本发明的最优选方案，该污泥脱水剂由调理剂和絮凝剂组成，所述调理剂由以下重量百分比的成分组成：
氧化镁MgO：36份；
聚合硫酸铁PFS：48份；
三氯化铁FeCl3：16份；
所述絮凝剂由以下重量百分比的成分组成：
硅藻土：56份；
壳聚糖：38份；
聚丙烯酰胺PAM：6份
本发明的目的之二是提供上述复合型污泥脱水剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化镁、聚合硫酸铁、三氯化铁充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；
(2)将硅藻土、壳聚糖、聚丙烯酰胺充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
本发明的目的之三是提供上述复合型污泥脱水剂在污泥处理中的应用，
(1)调理：向待处理污泥中加入调理剂，加入量为污泥质量的0.1-1.0％，搅拌5-10分钟，得到调理污泥；
(2)絮凝：向(1)的调理污泥中加入絮凝剂，加入量为污泥质量的0.1-1.0％，搅拌3-5分钟，得到絮凝污泥；
(3)脱水：将(2)的絮凝污泥用压滤机进行压滤脱水，压滤机为板框压滤机、带式压滤机、隔膜压滤机中的一种。
本发明所述的复合型污泥脱水剂及其制备方法与应用，与现有技术相比，其优点如下：
1)由调理剂和絮凝剂组成的复合型污泥脱水剂，先对污泥进行调理处理，再将其进行絮凝处理，药剂用量少，脱水效果好。
2)使用聚合硫氧化镁、聚合硫酸铁、三氯化铁作为调理剂的配伍成分，利用无机金属混凝剂中和污泥表面的负电荷，污泥比阻大幅下降，易于脱水。
3)使用硅藻土、壳聚糖、聚丙烯酰胺作为絮凝剂的配伍成分，利用天然高分子结构的桥联作用，使污泥颗粒与聚合物能更好地接触，减缓了絮体在过滤过程中的沉降速度，能够得到更好的脱水性能。
4)调理剂和絮凝剂的联合使用，形成的混合聚合物的吸附层更密集更扩展，聚合物一聚合物的接触导致了更强的架桥作用，从而加强了絮凝和脱水。
5)制备工艺简单，成本低廉，脱水效果好，脱水后的污泥含固率可达40％以上，实现了污泥的减量化与稳定化。
6)配伍成分中聚丙烯酰胺用量最少，脱水处理后的污泥生物毒性低，可作为有机肥使用，实现了污泥的无害化与资源化。
具体实施方式
以下将通过具体实施例进一步说明本发明，但本领域技术人员应该理解，本发明具体实施例并不以任何方式限制本发明。在本发明基础上任何等同替换均落入本发明的保护范围之内。
实施例1：
取氧化镁36kg，聚合硫酸铁48kg，三氯化铁16kg，充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；取硅藻土56kg、壳聚糖38kg、聚丙烯酰胺6kg充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
实施例2：
取氧化镁32kg，聚合硫酸铁50kg，三氯化铁18kg，充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；取硅藻土60kg、壳聚糖30kg、聚丙烯酰胺10kg充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
实施例3：
取氧化镁25kg，聚合硫酸铁55kg，三氯化铁20kg，充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；取硅藻土40kg、壳聚糖45kg、聚丙烯酰胺15kg充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
实施例4：
取某市政污水厂的剩余污泥进行脱水，该污泥含水率为99.2％。
(1)调理：向待处理污泥中加入本发明调理剂，加入量为污泥质量的0.4％，搅拌5分钟，得到调理污泥；
(2)絮凝：向(1)的调理污泥中加入絮凝剂，加入量为，污泥质量的0.3％，搅拌5分钟，得到絮凝污泥；
(3)脱水：将(2)的絮凝污泥用板框压滤机进行压滤脱水。
脱水后污泥含水率为58.4％。
实施例5：
取某化工厂污水处理系统的生物污泥和化学污泥的混合污泥进行脱水，该污泥含水率为98.5％。
(1)调理：向待处理污泥中加入本发明调理剂，加入量为污泥质量的0.6％，搅拌10分钟，得到调理污泥；
(2)絮凝：向(1)的调理污泥中加入本发明絮凝剂，加入量为，污泥质量的0.4％，搅拌5分钟，得到絮凝污泥；
(3)脱水：将(2)的絮凝污泥用隔膜压滤机进行压滤脱水。
脱水后污泥含水率为53.6％。
实施例6：对比实验
实验组(本发明)：取氧化镁36kg，聚合硫酸铁48kg，三氯化铁16kg，充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；取硅藻土56kg、壳聚糖38kg、聚丙烯酰胺6kg充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
对照组：取聚合硫酸铁66kg，三氯化铁44kg，充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；取硅藻土56kg、壳聚糖38kg、聚丙烯酰胺6kg充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
分别使用上述实验组和对照组制备的复合型污泥脱水剂对取某市政污水厂的剩余污泥进行脱水，该污泥含水率为99.2％，处理步骤如下并相同。
(1)调理：向待处理污泥中加入调理剂，加入量为污泥质量的0.5％，搅拌5分钟，得到调理污泥；
(2)絮凝：向(1)的调理污泥中加入絮凝剂，加入量为，污泥质量的0.5％，搅拌5分钟，得到絮凝污泥；
(3)脱水：将(2)的絮凝污泥用板框压滤机进行压滤脱水。
脱水处理后污泥含水率分别为实验组55.4％，对照组76.2％。
对比实验表明，对本发明的调理剂进行改变如下：去掉配方中的氧化镁，加大配方中的聚合硫酸铁含量至66％，三氯化铁含量至44％，在其他配方不变，实验条件相同的前提下，对污泥脱水效率明显降低，这说明本发明的药剂配伍表现出对污泥脱水良好的协同作用。
实施例7：对比实验
实验组(本发明)：取氧化镁36kg，聚合硫酸铁48kg，三氯化铁16kg，充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；取硅藻土56kg、壳聚糖38kg、聚丙烯酰胺6kg充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
对照组：取氧化镁36kg，聚合硫酸铁48kg，三氯化铁16kg，充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；取硅藻土76kg、聚丙烯酰胺24kg充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
分别使用上述实验组和对照组制备的复合型污泥脱水剂对取某市政污水厂的剩余污泥进行脱水，该污泥含水率为99.2％，处理步骤如下并相同。
(1)调理：向待处理污泥中加入调理剂，加入量为污泥质量的0.5％，搅拌5分钟，得到调理污泥；
(2)絮凝：向(1)的调理污泥中加入絮凝剂，加入量为，污泥质量的0.5％，搅拌5分钟，得到絮凝污泥；
(3)脱水：将(2)的絮凝污泥用板框压滤机进行压滤脱水。
脱水处理后污泥含水率分别为实验组58.4％，对照组72.6％。
对比实验表明，对本发明的絮凝剂进行改变如下：去掉配方中的壳聚糖，加大配方中的硅藻土含量至76％、聚丙烯酰胺含量至24％，在其他配方不变，实验条件相同的前提下，对污泥脱水效率明显降低，这说明本发明的药剂配伍表现出对污泥脱水良好的协同作用，缺少及改变其中的配方将会影响到整个复合型污泥脱水剂的脱水效果。

Claims (8)

1.一种复合型污泥脱水剂，其特征在于，由调理剂和絮凝剂组成。
2.如权利要求1所述的一种复合型污泥脱水剂，其特征在于，所述调理剂由以下重量百分比的成分组成：
氧化镁MgO：20-50份；
聚合硫酸铁PFS：30-60份；
三氯化铁FeCl3：10-30份；
所述絮凝剂由以下重量百分比的成分组成：
硅藻土：30-60份；
壳聚糖：20-50份；
聚丙烯酰胺PAM：2-20份。
3.如权利要求1所述的一种复合型污泥脱水剂，优选地，所述调理剂由以下重量百分比的成分组成：
氧化镁MgO：30-40份；
聚合硫酸铁PFS：45-55份；
三氯化铁FeCl3：12-18份；
所述絮凝剂由以下重量百分比的成分组成：
硅藻土：50-60份；
壳聚糖：35-45份；
聚丙烯酰胺PAM：2-10份。
4.如权利要求3所述的一种复合型污泥脱水剂，其特征在于，所述调理剂由以下重量百分比的成分组成：
氧化镁MgO：36份；
聚合硫酸铁PFS：48份；
三氯化铁FeCl3：16份；
所述絮凝剂由以下重量百分比的成分组成：
硅藻土：56份；
壳聚糖：38份；
聚丙烯酰胺PAM：6份。
5.如权利要求1-3所述的复合型污泥脱水剂的制备方法，其特征在于，将氧化镁、聚合硫酸铁、三氯化铁充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成调理剂；将硅藻土、壳聚糖、聚丙烯酰胺充分混合后，在80-100℃下，干燥30-60分钟，制成絮凝剂。
6.如权利要求5所述的复合型污泥脱水剂在污泥脱水中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
(1)调理：向待处理污泥中加入调理剂，搅拌5-10分钟，得到调理污泥；
(2)絮凝：向(1)的调理污泥中加入絮凝剂，搅拌3-5分钟，得到絮凝污泥；
(3)脱水：将(2)的絮凝污泥用压滤机进行压滤脱水。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤(1)中调理剂的加入量为污泥质量的0.1-1.0％；步骤(2)中絮凝剂的加入量为污泥质量的0.1-1.0％；步骤(3)中的压滤机为板框压滤机、带式压滤机、隔膜压滤机中的一种。
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