CN105347653B - 一种污泥脱水调理剂、制备方法及使用方法 - Google Patents

一种污泥脱水调理剂、制备方法及使用方法 Download PDF

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Abstract

一种污泥脱水调理剂、制备方法及使用方法，属于环境工程技术领域，污泥脱水调理剂中电石渣：大理石渣：碳化物：经固化处理的污泥按质量百分比为(4～6)：(2～4)：(2～4)：(4～6)混合后形成的，其制备方法包括：分别对电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥进行破碎、球磨处理后按比例混合均匀。污泥脱水调理剂使用方法包括：污泥与污泥脱水调理剂按质量比1：(0.05～0.1)混合均匀，静置1天后对污泥混合物进行脱水处理，脱水后污泥含水率低于50％，pH介于5～10。本方法具有成本低、操作简单、脱水效果明显等优点，调理剂原料来源广泛，易与污泥充分混合，可有效提高污泥燃烧热值，本发明方法处理后的污泥可循环利用，实现了污泥无害化、减量化、资源化利用。

Description

一种污泥脱水调理剂、制备方法及使用方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，特别涉及一种污泥脱水调理剂、制备方法及使用方法。
背景技术
目前污泥处理、处置的方法主要有焚烧、堆肥农用、土地卫生填埋、制作建材、海洋处理等，其中污泥焚烧和填埋是当前污泥实现减量化、无害化、资源化的主要的处置方法，是现阶段污泥处置中较为理想的方法，能够满足越来越严格的环境要求。污泥焚烧是最彻底的处置方法，焚烧后污泥体积减少85％～95％，质量减少70％～80％，还可以彻底消灭污泥中的有害病菌及有害物质，尤其适用于充分处置不适宜于资源化利用的部分污泥；污泥填埋已经是一项比较成熟的技术，经过简单灭菌、脱水处理后，污泥可直接填埋于垃圾填埋场，填埋标准低，含水率低于50％，pH介于5～10即可，成本较低。
在对污泥焚烧或填埋处置前必须将污泥脱水到一定含水率，目的是减少污泥中的水分，提高污泥燃烧热值，避免污泥填埋出现滑坡事故。目前，国内外对污泥深度脱水的方法主要有自然干化、热源干化、机械脱水等，其中，自然干化是依靠下渗和蒸发降低污泥含水率，占地面积大，脱水速度慢，7天污泥含水率仅降低20％左右，不仅易受降雨量、气温、湿度等影响，而且气味大，仅适宜于干燥、少雨、沙质土壤地区采用；热源干化是利用热能将污泥中水分快速蒸发的处理工艺，目前多将污泥热能干化设备作为垃圾焚烧场配套设施使用，循环利用垃圾焚烧产生的热能，提高热能利用率，干化后污泥含水率低于10％，占地少，易控制，但投资和运营成本较高，对管理和操作技术的要求也很高；机械脱水是对污泥进行预处理，改善污泥脱水性能后再利用设备进行脱水，目前最通用的预处理方法是添加无机盐或高分子混凝剂如生石灰、活性镁盐、铝盐等，处理后污泥含水率介于45％～80％，效果明显，但脱水效果取决于外加剂掺量，而且药剂成本较高，因此寻找一种原料来源广、成本低、效果好的污泥脱水调理剂是当前污泥减量化、无害化、资源化研究的重点。
发明内容
针对上述存在问题，本发明提供一种污泥脱水调理剂、制备方法及使用方法，本方法具有成本低、操作简单、脱水效果明显等优点，调理剂原料来源广泛，易与污泥充分混合，可有效提高污泥燃烧热值，本发明方法处理后的污泥可循环利用，实现了污泥无害化、减量化、资源化利用。
本发明的污泥脱水调理剂，由电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥组成，成分按质量比为，电石渣：大理石渣：碳化物：经固化处理的污泥＝(4～6)：(2～4)：(2～4)：(4～6)；其中，电石渣的Ca(OH)2品位为62～75％，粒度≦100目；大理石渣粒度≦100目；碳化物为农作物碳化物或木屑碳化物，粒度≦100目；经固化处理的污泥粒径≦2mm。
其中，电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙60～75％，石英6～15％，氧化镁2～5％，氧化铝0.50～1％，三氧化二铁1～3％；大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙50～70％，石英8～12％，氧化铝15～25％；经固化处理的污泥含有成分按质量百分比为：有机质28～46％，石英10～20％，氧化铝5～12％，碳酸钙3～7％。
上述的农作物碳化物是以玉米、棉花、大豆、小麦或水稻秸秆中一种或几种为原料，木屑碳化物是以花生壳、锯末、杂草或枯枝中一种或几种为原料；
上述的经固化处理的污泥，是将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比(2～3):(1～2):(5～7)，混合均匀后形成的。
本发明的污泥脱水调理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、电石渣、大理石渣经水洗后，分别在105～110℃条件下烘干6～8h，破碎、球磨后两种矿石粒径均≦100目；碳化物经破碎、球磨后粒径≦100目；
步骤2、将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比(2～3):(1～2):(5～7)，混合均匀，得到经固化处理的污泥，经固化处理的污泥在露天条件下晾晒至干燥，经破碎后过2mm筛；
步骤3、在常温下，将经过处理后的电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥，按照污泥脱水调理剂配方混合均匀，得到污泥脱水调理剂。
上述污泥脱水调理剂的制备方法，步骤1中采用鄂式破碎机将电石渣、大理石渣逐级破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为4～6h；采用颚式破碎机将碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机将破碎后的碳化物进行球磨，球磨时间为1～2h。
本发明的污泥脱水调理剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、将脱水污泥与污泥脱水调理剂，按质量比1:(0.05～0.1)加入混合搅拌机，在常温下搅拌均匀，搅拌时间为20～40min；
步骤2、静置1天后，输送到螺旋压榨脱水机进行脱水，脱水时间为1～2h，实现脱水污泥的脱水调理。
上述污泥脱水调理剂的使用方法，步骤1中脱水污泥的含水率低于90％，取自于城镇污水处理厂；
上述污泥脱水调理剂的使用方法，步骤2中的脱水污泥在静置1天并经过螺旋压榨脱水机脱水后，得到含水率低于50％，pH介于5～10的污泥。
本发明的有益效果：
1、电石渣主要成分Ca(OH)2起到助凝的作用，有利于污泥的压榨脱水，使污泥中分子水、微生物细胞内水渗出成为自由水，改善污泥脱水性能，还可以将污泥溶液体系调节成强碱性，杀灭微生物，实现污泥的灭菌、除臭。
2、碳化物能破坏污泥胶体颗粒物的稳定性，降低污泥的比阻抗值，使污泥水分得以充分释放，而且碳化物具有较大的比表面积，能够吸附重金属等有毒有害物质，避免了二次污染。
3、大理石渣主要成分CaCO3能够侵入污泥中微生物的细胞壁内，实现污泥脱水的破壁改性，加快污泥胶体颗粒稳定性的破坏，使污泥达到持续脱水的目的。
4、经固化处理的污泥颗粒因与预脱水污泥颗粒之间官能团的相互作用，使预脱水污泥颗粒表面上因吸附有各种强持水性的荷电离子和胞外聚合物而所持的水以及污泥团毛细孔道中的水，脱离预脱水污泥颗粒的吸附作用成为自由水，提高了污泥的脱水性。
5、与传统工艺相比，本发明中污泥脱水调理剂的原料来源广泛，成本较低，采用的方法能够实现污泥脱水率40％以上，脱水效果好；脱水后污泥的pH值均介于5～10之间，对环境无二次污染。
具体实施方式
实施例1
本实施例的污泥脱水调理剂，由电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥组成，成分按质量比为，电石渣：大理石渣：碳化物：经固化处理的污泥＝5：3：3：5；其中，电石渣的Ca(OH)2品位为62％，粒度≦100目；大理石渣粒度≦100目；碳化物为农作物碳化物或木屑碳化物，粒度≦100目；经固化处理的污泥粒径≦2mm。
电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙65％，石英6％，氧化镁2％，氧化铝0.5％，三氧化二铁1％；大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙50％，石英8％，氧化铝15％；经固化处理的污泥含有成分按质量百分比为：有机质28％，石英10％，氧化铝5％，碳酸钙3％。
本实施例的污泥脱水调理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、电石渣、大理石渣经水洗后，分别在105℃条件下烘干6h，采用鄂式破碎机将电石渣、大理石渣逐级破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为4h，破碎、球磨后电石渣、大理石渣粒径≦100目；采用颚式破碎机将碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为1.5h；经破碎、球磨后碳化物粒径≦100目；
步骤2、将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比2:1:7，混合均匀，得到经固化处理的污泥，经固化处理的污泥在露天条件下晾晒至干燥，经破碎后过2mm筛；
步骤3、在常温下，将经过处理后的电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥，按照污泥脱水调理剂配方混合均匀，得到污泥脱水调理剂。
本实施例的污泥脱水调理剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、将含水率为88％的脱水污泥与污泥脱水调理剂，按质量比1:0.1加入混合搅拌机，在常温下搅拌均匀，搅拌时间为20min；
步骤2、静置1天后，输送到螺旋压榨脱水机进行脱水，脱水时间为1h，实现脱水污泥的脱水调理。
本实施例根据标准GB_T50123-1999，采用含水率试验方法，测得污泥含水率为42％，根据标准HJ 557-2010，采用水平振荡法，用pH计测量浸出液的pH，pH为7.2。
实施例2
本实施例的污泥脱水调理剂，由电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥组成，成分按质量比为，电石渣：大理石渣：碳化物：经固化处理的污泥＝6：4：3：5；其中，电石渣的Ca(OH)2品位为72％，粒度≦100目；大理石渣粒度≦100目；碳化物为农作物碳化物或木屑碳化物，粒度≦100目；经固化处理的污泥粒径≦2mm。
电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙75％，石英15％，氧化镁5％，氧化铝1％，三氧化二铁3％；大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙70％，石英12％，氧化铝25％；经固化处理的污泥含有成分按质量百分比为：有机质46％，石英20％，氧化铝12％，碳酸钙7％。
本实施例的污泥脱水调理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、电石渣、大理石渣经水洗后，分别在110℃条件下烘干8h，采用鄂式破碎机将电石渣、大理石渣逐级破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为6h，破碎、球磨后电石渣、大理石渣粒径≦100目；采用颚式破碎机将碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为2h；经破碎、球磨后碳化物粒径≦100目；
步骤2、将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比3:2:5，混合均匀，得到经固化处理的污泥，经固化处理的污泥在露天条件下晾晒至干燥，经破碎后过2mm筛；
步骤3、在常温下，将经过处理后的电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥，按照污泥脱水调理剂配方混合均匀，得到污泥脱水调理剂。
本实施例的污泥脱水调理剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、将含水率为85％的脱水污泥与污泥脱水调理剂，按质量比1:0.08加入混合搅拌机，在常温下搅拌均匀，搅拌时间为40min；
步骤2、静置1天后，输送到螺旋压榨脱水机进行脱水，脱水时间为1.5h，实现脱水污泥的脱水调理。
本实施例根据标准GB_T50123-1999，采用含水率试验方法，测得污泥含水率为43％，根据标准HJ 557-2010，采用水平振荡法，用pH计测量浸出液的pH，pH为8.7。
实施例3
本实施例的污泥脱水调理剂，由电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥组成，成分按质量比为，电石渣：大理石渣：碳化物：经固化处理的污泥＝6：4：4：6；其中，电石渣的Ca(OH)2品位为65％，粒度≦100目；大理石渣粒度≦100目；碳化物为农作物碳化物或木屑碳化物，粒度≦100目；经固化处理的污泥粒径≦2mm。
电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙70％，石英8％，氧化镁3％，氧化铝0.8％，三氧化二铁2％；大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙60％，石英9％，氧化铝19％；经固化处理的污泥含有成分按质量百分比为：有机质33％，石英17％，氧化铝8％，碳酸钙4％。
本实施例的污泥脱水调理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、电石渣、大理石渣经水洗后，分别在105℃条件下烘干7h，采用鄂式破碎机将电石渣、大理石渣逐级破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为5h，破碎、球磨后电石渣、大理石渣粒径≦100目；采用颚式破碎机将碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为2h；经破碎、球磨后碳化物粒径≦100目；
步骤2、将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比3:1:6，混合均匀，得到经固化处理的污泥，经固化处理的污泥在露天条件下晾晒至干燥，经破碎后过2mm筛；
步骤3、在常温下，将经过处理后的电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥，按照污泥脱水调理剂配方混合均匀，得到污泥脱水调理剂。
本实施例的污泥脱水调理剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、将含水率为83％的脱水污泥与污泥脱水调理剂，按质量比1:0.05加入混合搅拌机，在常温下搅拌均匀，搅拌时间为30min；
步骤2、静置1天后，输送到螺旋压榨脱水机进行脱水，脱水时间为2h，实现脱水污泥的脱水调理。
本实施例根据标准GB_T50123-1999，采用含水率试验方法，测得污泥含水率为41％，根据标准HJ 557-2010，采用水平振荡法，用pH计测量浸出液的pH，pH为9.2。
实施例4
本实施例的污泥脱水调理剂，由电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥组成，成分按质量比为，电石渣：大理石渣：碳化物：经固化处理的污泥＝4：2：2：4；其中，电石渣的Ca(OH)2品位为69％，粒度≦100目；大理石渣粒度≦100目；碳化物为农作物碳化物或木屑碳化物，粒度≦100目；经固化处理的污泥粒径≦2mm。
电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙74％，石英13％，氧化镁4％，氧化铝0.9％，三氧化二铁2.5％；大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙68％，石英10％，氧化铝23％；经固化处理的污泥含有成分按质量百分比为：有机质39％，石英12％，氧化铝11％，碳酸钙5.5％。
本实施例的污泥脱水调理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、电石渣、大理石渣经水洗后，分别在108℃条件下烘干6h，采用鄂式破碎机将电石渣、大理石渣逐级破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为6h，破碎、球磨后电石渣、大理石渣粒径≦100目；采用颚式破碎机将碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为1h；经破碎、球磨后碳化物粒径≦100目；
步骤2、将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比2:1:5，混合均匀，得到经固化处理的污泥，经固化处理的污泥在露天条件下晾晒至干燥，经破碎后过2mm筛；
步骤3、在常温下，将经过处理后的电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥，按照污泥脱水调理剂配方混合均匀，得到污泥脱水调理剂。
本实施例的污泥脱水调理剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、将含水率为86％的脱水污泥与污泥脱水调理剂，按质量比1:0.05加入混合搅拌机，在常温下搅拌均匀，搅拌时间为20min；
步骤2、静置1天后，输送到螺旋压榨脱水机进行脱水，脱水时间为1h，实现脱水污泥的脱水调理。
本实施例根据标准GB_T50123-1999，采用含水率试验方法，测得污泥含水率为47％，根据标准HJ 557-2010，采用水平振荡法，用pH计测量浸出液的pH，pH为6.4。
实施例5
本实施例的污泥脱水调理剂，由电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥组成，成分按质量比为，电石渣：大理石渣：碳化物：经固化处理的污泥＝6：3：2：4；其中，电石渣的Ca(OH)2品位为63％，粒度≦100目；大理石渣粒度≦100目；碳化物为农作物碳化物或木屑碳化物，粒度≦100目；经固化处理的污泥粒径≦2mm。
电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙71％，石英8％，氧化镁4％，氧化铝0.7％，三氧化二铁2％；大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙68％，石英11％，氧化铝21％；经固化处理的污泥含有成分按质量百分比为：有机质42％，石英15％，氧化铝10％，碳酸钙6％。
本实施例的污泥脱水调理剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、电石渣、大理石渣经水洗后，分别在107℃条件下烘干7.5h，采用鄂式破碎机将电石渣、大理石渣逐级破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为4h，破碎、球磨后电石渣、大理石渣粒径≦100目；采用颚式破碎机将碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为1.5h；经破碎、球磨后碳化物粒径≦100目；
步骤2、将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比2:2:6，混合均匀，得到经固化处理的污泥，经固化处理的污泥在露天条件下晾晒至干燥，经破碎后过2mm筛；
步骤3、在常温下，将经过处理后的电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥，按照污泥脱水调理剂配方混合均匀，得到污泥脱水调理剂。
本实施例的污泥脱水调理剂的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、将含水率为81％的脱水污泥与污泥脱水调理剂，按质量比1:0.05加入混合搅拌机，在常温下搅拌均匀，搅拌时间为30min；
步骤2、静置1天后，输送到螺旋压榨脱水机进行脱水，脱水时间为2h，实现脱水污泥的脱水调理。
本实施例根据标准GB_T50123-1999，采用含水率试验方法，测得污泥含水率为36％，根据标准HJ 557-2010，采用水平振荡法，用pH计测量浸出液的pH，pH为7.9。

Claims (8)

1.一种污泥脱水调理剂，其特征在于：由电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥组成，成分按质量比为，电石渣：大理石渣：碳化物：经固化处理的污泥＝(4～6)：(2～4)：(2～4)：(4～6)；其中，电石渣的Ca(OH)2品位为62～75％，粒度≦100目；大理石渣粒度≦100目；碳化物为农作物碳化物或木屑碳化物，粒度≦100目；经固化处理的污泥粒径≦2mm，经固化处理的污泥是将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比(2～3):(1～2):(5～7)，混合均匀后形成的。
2.根据权利要求1所述的污泥脱水调理剂，其特征在于：电石渣含有成分按质量百分比为：氧化钙60～75％，石英6～15％，氧化镁2～5％，氧化铝0.50～1％，三氧化二铁1～3％；大理石渣含有成分按质量百分比为：碳酸钙50～70％，石英8～12％，氧化铝15～25％；经固化处理的污泥含有成分按质量百分比为：有机质28～46％，石英10～20％，氧化铝5～12％，碳酸钙3～7％。
3.根据权利要求1所述的污泥脱水调理剂，其特征在于：所述的农作物碳化物是以玉米、棉花、大豆、小麦或水稻秸秆中一种或几种为原料；所述的木屑碳化物是以花生壳、锯末、杂草或枯枝中一种或几种为原料。
4.权利要求1所述的污泥脱水调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、电石渣、大理石渣经水洗后，分别在105～110℃条件下烘干6～8h，破碎、球磨后两种矿石粒径均≦100目；碳化物经破碎、球磨后粒径≦100目；
步骤2、将水泥、石灰与城镇污水处理厂的污泥，按质量比(2～3):(1～2):(5～7)，混合均匀，得到经固化处理的污泥，经固化处理的污泥在露天条件下晾晒至干燥，经破碎后过2mm筛；
步骤3、在常温下，将经过处理后的电石渣、大理石渣、碳化物和经固化处理的污泥，按照污泥脱水调理剂配方混合均匀，得到污泥脱水调理剂。
5.根据权利要求4所述的污泥脱水调理剂的制备方法，其特征在于：步骤1中采用鄂式破碎机将电石渣、大理石逐级破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机进行球磨，球磨时间为4～6h；采用颚式破碎机将碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨机将破碎后的碳化物进行球磨，球磨时间为1～2h。
6.权利要求1所述的污泥脱水调理剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将脱水污泥与污泥脱水调理剂，按质量比1:(0.05～0.1)加入混合搅拌机，在常温下搅拌均匀，搅拌时间为20～40min；
步骤2、静置1天后，输送到螺旋压榨脱水机进行脱水，脱水时间为1～2h，实现脱水污泥的脱水调理。
7.根据权利要求6所述的污泥脱水调理剂的使用方法，其特征在于：步骤1中脱水污泥的含水率低于90％，取自于城镇污水处理厂。
8.根据权利要求6所述的污泥脱水调理剂的使用方法，其特征在于：步骤2中的脱水污泥在静置1天并经过螺旋压榨脱水机脱水后，得到含水率低于50％，pH介于5～10的污泥。
CN201510784662.7A 2015-11-14 2015-11-14 一种污泥脱水调理剂、制备方法及使用方法 Active CN105347653B (zh)

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