CN104891777B

CN104891777B - 一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104891777B
Application number: CN201510340182.1A
Authority: CN
Inventors: 李登新; 蔡文倍
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2015-06-17
Filing date: 2015-06-17
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2035-06-17
Also published as: CN104891777A

Abstract

本发明涉及一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂及其制备方法和应用，成分按质量百分比，包括：SiO₂ 20‑60％、Al₂O₃ 5‑20％、Fe₂O₃ 1‑15％、CaO 5‑15％、C 5‑30％和N 0.25‑2％。制备方法包括：将废弃混凝土、电石渣、废粉煤灰和冶炼尾渣按照比例混合得到混合物，混合物和污泥混合，喷洒微生物去味剂，通风保温3‑7天，即得。本发明的调理剂，既有脱水作用，又可作为建材原料的重要组成部分。用于污泥深度脱水时，方法简单，脱水率可以根据污泥综合利用用途调节组成，水分最低可以降至5％以内，又有利于制备建材如陶粒、砖等，降低污泥制备建材费用。

Description

一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于污泥脱水复合调理剂及其制备和应用领域，特别涉及一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂及其制备方法和应用。

背景技术

污泥是污水处理过程中产生的一种粘稠状物质，以好氧、厌氧微生物为主体，有机质含量较高，与水的结合较紧密。一般污水厂二沉池污泥的含水率为97％～99％，其中间隙水约占70％，毛细水占20％左右，吸附水约为7％，胞内水约为3％。目前污水厂污泥经沉淀及压滤脱水后，含水率为75％～85％。

普通压滤机和离心脱水机无法对该污泥进行深度脱水低于50％以下。80％左右含水率的污泥体积较大，极易腐败，难于运输和后续处理，给后续处理与处置带来高费用、二次污染等诸多问题。针对污泥深度脱水的技术主要为加入调理剂、热脱水、微波脱水和提高压滤机压榨压力或采取几种技术耦合等几个方面。

提高压榨压力增加投资，且脱水泥饼含水很难低于60％。热脱水可以达到很高的脱水效率，但易产生二次污染，脱水费用高。一般是采取加入脱水剂并耦合压滤机的方法对污泥进行脱水。常见的脱水剂有聚合铁、聚合铝、氧化钙(生石灰)、聚丙烯酰胺、粉煤灰等。它们的脱水原理是依靠增加中和能力、搭桥能力及渗透力，主要脱除间隙水和少量的毛细水，很难脱除细胞内的水。现有技术中药剂添加量较大、无法作用于细胞内部水、调理作用不显著、调理剂加入影响了后续污泥的综合利用等问题亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂及其制备方法和应用，该发明中的污泥脱水复合调理剂既有脱水作用，又有作为建材原料的重要组成部分。使用污泥调理剂的深度脱水方法简单，脱水率可以根据污泥综合利用用途调节组成，水分最低可以降至5％以内，又有利于制备建材如陶粒、砖等，降低污泥制备建材费用。

本发明的一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂，所述污泥脱水复合调理剂的成分按质量比例包括：SiO₂ 20-60％、Al₂O₃ 5-20％、Fe₂O₃ 1-15％、CaO 5-15％、碳元素C 5-30％和氮元素N 0.25-2％。

所述SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、C和N来源于污泥、废弃混凝土、粉煤灰、城市垃圾、冶炼尾渣、电石渣和生物质中的至少一种。

一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的制备方法，包括：

将破碎后的废弃混凝土、电石渣、废粉煤灰和冶炼尾渣按照SiO₂(20-60％)：Al₂O₃(5-20％)：Fe₂O₃(1-15％)：CaO(5-15％)：C(5-30％)：N(0.25-2％)的比例混合得到混合物，混合物和污泥按照质量比为1-10:1混合，混合后均匀喷洒微生物去味剂，通风保温3-7天，即得适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂；其中保温的温度为常温-65℃，废弃混凝土中粒度小于1mm的颗粒的质量比大于80％。

一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的应用，所述污泥脱水复合调理剂用于深度脱水。

所述深度脱水的方法包括：将污泥调理剂加入到污泥中，污泥调理剂加入量占污泥干重的质量百分含量为10～60％，搅拌10～20min，掺混均匀，制备建材型块，将型块在5-30L/min/kg的条件下通风7-10天，即得干燥后的污泥。

所述制备建材型块的设备为制备建材成型设备。

所述污泥为城市市政污水处理所得到的含水95％以上污泥、工业污水处理污泥、河道淤泥或池塘淤泥。

所述通风方式为自然风吹扫，吹扫的位置在型块底部，均匀布风。

所述污泥脱水后泥饼含水率低于5％。

本发明的实现是基于的原理如下：

将剩余污泥、废弃混凝土、粉煤灰、城市垃圾、冶炼尾渣、电石渣、生物质的一种或几种按照一定比例混合均匀后，喷洒微生物除味剂，利用污泥生产建材型块设备生产型快，利用好氧发酵和利用废弃混凝土、电石渣、废粉煤灰中的碱性物质与活性污泥中的细菌细胞壁浸蚀破坏的双重作用，释放污泥中水分，在自然风或加热条件下保温干燥一段时间，制得脱水剂。

本发明的目的是提供一种耦合污泥做建材原料的处理处置工艺特点的污泥脱水复合调理剂的制备方法，该调理剂具有利用溶胞技术脱水、无毒无害、不会对环境造成二次污染、脱水费用低等优点，且在定位污泥综合利用用途基础上，有针对性的设计调理剂，即调理剂即有脱水作用，又有可以作为污泥做建材的重要组成部分。本发明的另一个目的是提供一种使用上述污泥调理剂的深度脱水方法，该方法简单，脱水率可以根据污泥做成建材的类型调节组成，水分最低可以降至5％以内，又有利于制备污泥建材，降低污泥脱水费用。

有益效果

(1)本发明的污泥脱水复合调理剂具有利用溶胞技术脱水、无毒无害、不会对环境造成二次污染、脱水费用低等优点，且在定位污泥综合利用用途基础上，有针对性的设计调理剂，即调理剂既有脱水作用，又有可以作为污泥做建材的重要组成部分；

(2)本发明的污泥脱水复合调理剂用于污泥深度脱水时方法简单，脱水率可以根据污泥做成建材的类型调节组成，水分最低可以降至5％以内，又有利于制备污泥建材，降低污泥脱水费用。

附图说明

图1为本发明中污泥建材利用工艺的污泥调理剂制备原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

首先按照国家标准测试选用的剩余污泥、废弃混凝土、粉煤灰、城市垃圾、冶炼尾渣、电石渣、生物质的组成，根据组分按照质量比SiO₂ 20％：Al₂O₃ 15％：Fe₂O₃ 8％：CaO1.0％：C 30％：N 2％，其余为氢和氧等元素，掺混均匀，混合后均匀喷洒微生物去味剂，给混合物通风7天，得到干燥污泥脱水调理剂。将污泥调理剂加入到污泥中，污泥调理剂加入量占污泥干重的质量百分含量为10％，利用制备建材成型设备制备建材型块，给型块以30L/min/kg通风6天，污泥即可干燥，并制得污泥建材的所需原料。

实施例2

首先按照国家标准测试选用的剩余污泥、废弃混凝土、粉煤灰、城市垃圾、冶炼尾渣、电石渣、生物质的组成，根据组分按照SiO₂ 40％：Al₂O₃ 5％：Fe₂O₃ 1％：CaO 3％：C30％：N 0.25％，其余为氢和氧等元素，掺混均匀，混合后均匀喷洒微生物去味剂，给混合物通风3天，得到干燥污泥脱水调理剂。将污泥调理剂加入到污泥中，污泥调理剂加入量占污泥干重的质量百分含量为20％，利用制备建材成型设备制备建材型块，给型块以5L/min/kg通风7天，污泥即可干燥，并制得污泥建材的所需原料。

实施例3

首先按照国家标准测试选用的剩余污泥、废弃混凝土、粉煤灰、城市垃圾、冶炼尾渣、电石渣、生物质的组成，根据组分按照质量比SiO₂ 60％：Al₂O₃ 7％：Fe₂O₃ 6％：CaO 5％：C 15％：N 1％，其余为氢和氧等元素，掺混均匀，混合后均匀喷洒微生物去味剂，给混合物通风5天，得到干燥污泥脱水调理剂。将污泥调理剂加入到污泥中，污泥调理剂加入量占污泥干重的质量百分含量为40％，利用制备建材成型设备制备建材型块，给型块以20L/min/kg通风10天，污泥即可干燥，并制得污泥建材的所需原料。

实施例4

首先按照国家标准测试选用的剩余污泥、废弃混凝土、粉煤灰、城市垃圾、冶炼尾渣、电石渣、生物质的组成，根据组分按照质量比SiO₂ 40％：Al₂O₃ 10％：Fe₂O₃ 4％：CaO6％：C 30％：N 2％，其余为氢和氧等元素，掺混均匀，混合后均匀喷洒微生物去味剂，给混合物通风10天，得到干燥污泥脱水调理剂。将污泥调理剂加入到污泥中，污泥调理剂加入量占污泥干重的质量百分含量为35％，利用制备建材成型设备制备建材型块，给型块以25L/min/kg通风8天，污泥即可干燥，并制得污泥建材的所需原料。

Claims

1.一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂，其特征在于，所述污泥脱水复合调理剂的成分按质量百分比，包括：SiO₂ 20-60％、Al₂O₃ 5-20％、Fe₂O₃ 1-15％、CaO5-15％、碳元素C 5-30％和氮元素N 0.25-2％。

2.根据权利要求1所述的一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂，其特征在于，所述SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、C和N来源于污泥、废弃混凝土、粉煤灰、城市垃圾、冶炼尾渣、电石渣和生物质中的至少一种。

3.一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的制备方法，包括：

将破碎后的废弃混凝土、电石渣、废粉煤灰和冶炼尾渣按照SiO₂ 20-60％：Al₂O₃ 5-20％：Fe₂O₃ 1-15％：CaO 5-15％：C 5-30％：N 0.25-2％的比例混合得到混合物，混合物和污泥按照质量比为1-10:1混合，混合后均匀喷洒微生物去味剂，通风保温3-7天，即得适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂；其中保温的温度为常温-65℃，废弃混凝土中粒度小于1mm的颗粒的质量比大于80％。

4.一种如权利要求1所述的适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的应用，其特征在于，所述污泥脱水复合调理剂用于深度脱水。

5.根据权利要求4所述的一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的应用，其特征在于，所述深度脱水的方法包括：将污泥调理剂加入到污泥中，污泥调理剂加入量占污泥干重的质量百分含量为10～60％，搅拌10～20min，掺混均匀，制备建材型块，将型块在5-30L/min/kg的条件下通风7-10天，即得干燥后的污泥。

6.根据权利要求5所述的一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的应用，其特征在于，所述制备建材型块的设备为制备建材成型设备。

7.根据权利要求5所述的一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的应用，其特征在于，所述污泥为城市市政污水处理所得到的含水95％以上污泥、工业污水处理污泥、河道淤泥或池塘淤泥。

8.根据权利要求5所述的一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的应用，其特征在于，所述通风方式为自然风吹扫，吹扫的位置在型块底部，均匀布风。

9.根据权利要求5所述的一种适应剩余污泥生产建材工艺的污泥脱水复合调理剂的应用，其特征在于，所述污泥脱水后泥饼含水率低于5％。