CN106045271B - 一种硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法，该方法包括如下步骤：称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调节剂，均匀混合得到混合物A；向得到的混合物A中加入pH调节剂，均匀混合得到混合物B；向混合物B中加入硅藻土助滤剂，均匀混合得到硅藻土矿物污泥复合脱水剂。本发明的硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法简单方便，易于推广。应用本发明方法得到的复合脱水剂可实现最终污泥含水率低于65％，且处理费用较现有污泥脱水剂处理费用降低60％，便于广泛应用。

Description

一种硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体涉及一种硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法。
背景技术
降低污泥中的含水率(提高固含量)，以实现其浓缩、干化、减量，是工业污水和生活污水处理行业亟待解决的问题。工业污泥，尤其是含油性污泥其浓缩干化存在较大的技术瓶颈，即无法直接压滤实现浓缩；相对而言，生活污泥的浓缩干化，主要是处理剂的费用较高，所造成运行成本较大的问题。目前，危废工业污泥主要是委托有资质的处理企业进行消纳，以吨成本计算，其污泥浓缩减量后，能带来可观的经济效益。自“十八”大后，生活污泥要作为危废进行处理，其减量化、无害化、资源化备受关注，其技术难点在于降低污泥含水率、提高其固含量。国家新近出台的《城镇污水处理厂污泥处置》标准，对于污泥含水率均有严格的要求(含水率至少低于65％)。然而，污泥通过常规机械脱水后，其含水率通常高达85％，无法满足规范所要求规定值，必须进一步降低其含水率，但实际工程中往往较难实现，因此在污泥处理过程中，高效脱水剂的使用非常关键。
目前污泥处理剂大多采用阳离子聚丙烯酰胺类，其絮凝效果非常好，但因其粘度增加，对后期污泥脱水影响非常大，即非常不利于污泥的脱水。无机絮凝剂对后期污泥的脱影响较小，但因絮凝效果较差，需增加用量带来成本的增加。且单纯采用上述处理方法均无法实现污水含水率至少低于65％的技术指标。因此，采用复合药剂进行污水后期处理的研究备受关注，目前多采用絮凝+化学调理工艺，即通过某一化学调理剂的加入，实现污泥胶体体系脱稳来改善絮凝效果，在尽可能少用絮凝剂的条件下，实现固液分离。但现阶段生活污泥的脱水增固处理，从技术上讲可以实现含水率至少低于65％，但运营费用大大增加，使污水厂难以承受；同时大量的石灰等强碱性成份的添加，造成了污泥的二次污染非常严重。而含油工业污泥采用上述复合药剂也很难浓缩处理，即无法有效实现油、水、固的高效分离。因此研究开发既能高效实现生活污泥脱水干化增固，又能大幅度降低其处理费用，并可实现含油污水高效分离又不至于增加过多成本的复合脱水剂，非常重要，在产生可观经济效益的同进，也可带来良好的社会效益。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题就是如何降低污水污泥的含水率，而提供一种硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法及其制品与应用。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法(所用原料均市购获得)，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：按硅藻土快速吸附絮凝剂：化学调节剂＝5：1～3的重量比，称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调节剂，均匀混合得到混合物A；
步骤二：向步骤一得到的混合物A中加入熟石灰，熟石灰与混合物A质量比为1：6～8，均匀混合得到混合物B；
步骤三：向混合物B中加入硅藻土助滤剂，硅藻土助滤剂与混合物B的质量比为2～3：7～9，均匀混合得到硅藻土复合絮凝剂。
优选地，在步骤一中，所述的硅藻土快速吸附絮凝剂是由主要成分为非晶体SiO2的非煅烧硅藻土与高分子聚合物复合而成的商用产品，由吉林省嘉鹏硅藻土研发有限公司定点加工；主要无机成份为SiO2、Al2O3；主要有机成份为丙烯酰胺单体、阳离子丙烯酰胺单体等。
优选地，在步骤一中，所述的化学调节剂是由石膏、菱苦土、聚合硫酸铁按质量比1：1：1组成的混合物；所述的菱苦土的成分为氧化镁，所述的聚合硫酸铁的成分为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣n/2]m，n<2,m＝f(n)。所述的化学调节剂的制备方法为将石膏、菱苦土、聚合硫酸铁分别磨成粉末，均匀混合即得。
优选地，在步骤二中，所述的pH调节剂为熟石灰。
优选地，在步骤三中，所述的硅藻土助滤剂成分为SiO2，购于吉林远通矿业有限公司。
优选地，所述方法包括如下步骤：
步骤一：按硅藻土快速吸附絮凝剂：化学调理剂＝5：2.5的质量比，称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调理剂，均匀混合得到混合物A；
步骤二：向步骤一得到的混合物A中加入熟石灰，熟石灰与混合物A质量比为1：7.5，均匀混合得到混合物B；
步骤三：向混合物B中加入硅藻土助滤剂，硅藻土助滤剂与混合物B的质量比为2.5：8.5，均匀混合得到硅藻土矿物污泥复合脱水剂。
本发明还提供了所述硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法所制得的硅藻土矿物污泥复合脱水剂。
本发明还提供了所述硅藻土矿物污泥复合脱水剂在污泥脱水中的应用。
(三)有益效果
本发明的硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法简单方便，易于推广。将制备得到的硅藻土矿物污泥复合脱水剂通过机械压滤用于脱除污泥自由水，污泥结晶化结构水(结晶水)，可实现最终污泥含水率低于65％，且处理费用较现有污泥脱水剂处理费用降低60％，便于广泛应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
硅藻土是一种具有天然微孔结构特征的非金属矿物材料，主要成份为非晶态SiO2，具有很强的吸附性能和电荷中和性能，在污水或污泥体系中会实现电性中和而实现胶体脱稳；因其微孔结构的贯通性(每个硅藻壳体颗粒具有通孔结构)，具有非常好的过滤功能，目前国内外的啤酒、饮料100％采用硅藻土助滤剂；食用油60％采用硅藻土助滤剂。因其独特的天然微孔结构所具有的过滤性，使得其在污泥浓缩脱水方面大幅度降低处理费用成为可能。但纯天然的硅藻土(或单独使用)，还不能达到我们所预期的效果，因此硅藻土的后期修饰及复合也非常关键。由于硅藻土为天然矿物，处理污泥后不会造成二次污染，可为污泥后期的资源化提供了保障。
本发明硅藻土矿物污泥复合脱水剂是采用天然矿物作为吸附絮凝剂(AM乳液单体改性硅藻土)、适量煅烧硅藻土助滤剂作为脱水剂、少量化学调节剂(石膏与菱苦土作为污泥结晶剂，聚合硫酸铁作为胞外聚合物破壁剂),熟石灰作为pH调节剂，制备的工业污泥和生活污泥的高效脱水剂。
实施例1
本实施例制备硅藻土矿物污泥复合脱水剂的方法包括如下步骤：
步骤一：按硅藻土快速吸附絮凝剂：化学调理剂＝5：2.5的质量比，称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调理剂，均匀混合得到混合物A；
步骤二：向步骤一得到的混合物A中加入熟石灰，熟石灰与混合物A质量比为1：7.5，均匀混合得到混合物B；
步骤三：向混合物B中加入硅藻土助滤剂，硅藻土助滤剂与B的质量比为2.5：8.5，均匀混合得到硅藻土矿物污泥复合脱水剂。
实施例2
本实施例方法包括如下步骤：
步骤一：按硅藻土快速吸附絮凝剂：化学调理剂＝5：1的质量比，称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调理剂，均匀混合得到混合物A；
步骤二：向步骤一得到的混合物A中加入熟石灰，熟石灰与混合物A质量比为1：6，均匀混合得到混合物B；
步骤三：向混合物B中加入硅藻土助滤剂，硅藻土助滤剂与B的质量比为2.5：7，均匀混合得到硅藻土矿物污泥复合脱水剂。
实施例3
本实施例方法包括如下步骤：
步骤一：按硅藻土快速吸附絮凝剂：化学调理剂＝5：3.0的质量比，称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调理剂，均匀混合得到混合物A；
步骤二：向步骤一得到的混合物A中加入熟石灰，熟石灰与混合物A质量比为1：8.0，均匀混合得到混合物B；
步骤三：向混合物B中加入硅藻土助滤剂，硅藻土助滤剂与B的质量比为2：9.0，均匀混合得到硅藻土矿物污泥复合脱水剂。
实施例4
本实施例方法包括如下步骤：
步骤一：按硅藻土快速吸附絮凝剂：化学调理剂＝5：2.5的质量比，称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调理剂，均匀混合得到混合物A；
步骤二：向步骤一得到的混合物A中加入熟石灰，熟石灰与混合物A质量比为1：7.5均匀混合得到混合物B；
步骤三：向混合物B中加入硅藻土助滤剂，硅藻土助滤剂与B的质量比为3：8.5，均匀混合得到硅藻土矿物污泥复合脱水剂。
应用例1
(1)以碧水源丰台河西再生水厂污泥为实验对象，取500ml放入烧杯中，向其中加入实施例1制备的硅藻土矿物污泥复合脱水剂。搅拌10分钟，静置3分钟，抽取上层清液100ml。
(2)使用循环水式真空泵抽滤至压强开始下降，称量泥饼湿重为3.41g。
(3)将泥饼放入烘箱烘干，称量烘干后的重量，其重量为1.21g。
(4)计算得含水率为64.5％。
应用例2
(1)以碧水源丰台河西再生水厂污泥为实验对象，取500ml原水放入烧杯中，其中加入实施例2制备的硅藻土矿物污泥复合脱水剂。搅拌10分钟，静置3分钟，抽取100ml上层清液。
(2)使用循环水式真空泵抽滤至压强开始下降，称量泥饼湿重为4.70g。
(3)将泥饼放入烘箱烘干，称量烘干后的质量。其质量为1.65g。
(4)计算得含水率为64.9％。
应用例3
(1)以碧水源丰台河西再生水厂污泥为实验对象，取500ml原水放入烧杯中，其中加入实施例3制备的硅藻土矿物污泥复合脱水剂。搅拌10分钟，静置3分钟，抽取100ml上层清液。
(2)使用循环水式真空泵抽滤至压强开始下降，称量泥饼湿重。质量为6.37g。
(3)将泥饼放入烘箱烘干，称量烘干后的质量。其质量为2.25g。
(4)计算得含水率为64.7％。
应用例4
(1)以碧水源丰台河西再生水厂污泥为实验对象，取500ml原水放入烧杯中，其中加入实施例4制备的硅藻土矿物污泥复合脱水剂。搅拌10分钟，静置3分钟，抽取100ml上层清液。
(2)使用循环水式真空泵抽滤至压强开始下降，称量泥饼湿重。其质量为6.92g。
(3)将泥饼放入烘箱烘干，称量烘干后的质量。其质量为2.45g。
(4)计算得含水率为64.6％。
本污泥脱水剂价格为6000元/吨，碧水源丰台河西再生水厂所用原脱水剂价格为18000元/吨，成本降低约66％。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：按硅藻土快速吸附絮凝剂：化学调节剂＝5：1～3的质量比，称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调节剂，均匀混合得到混合物A，所述的硅藻土快速吸附絮凝剂是主要成分为非晶体SiO2的非煅烧硅藻土，所述的化学调节剂是由石膏、菱苦土、聚合硫酸铁按质量比1：1：1组成的混合物，所述的菱苦土的成分为氧化镁，所述的聚合硫酸铁的成分为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣n/2]m，n<2，m＝f(n)；
步骤二：向步骤一得到的混合物A中加入pH调节剂，pH调节剂与混合物A质量比为1：6～8，均匀混合得到混合物B，所述的pH调节剂为熟石灰；
步骤三：向混合物B中加入硅藻土助滤剂，硅藻土助滤剂与混合物B的质量比为2～3：7～9，均匀混合得到硅藻土矿物污泥复合脱水剂，所述的硅藻土助滤剂成分为SiO2。
2.根据权利要求1所述的硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：按硅藻土快速吸附絮凝剂：化学调节剂＝5：2.5的质量比，称取硅藻土快速吸附絮凝剂和化学调节剂，均匀混合得到混合物A；
步骤二：向步骤一得到的混合物A中加入熟石灰，熟石灰与混合物A质量比为1：7.5，均匀混合得到混合物B；
步骤三：向混合物B中加入硅藻土助滤剂，硅藻土助滤剂与混合物B的质量比为2.5：8.5，均匀混合得到硅藻土矿物污泥复合脱水剂。
3.权利要求1或2所述的硅藻土矿物污泥复合脱水剂的制备方法所制得的硅藻土矿物污泥复合脱水剂。
4.权利要求3所述的硅藻土矿物污泥复合脱水剂在污泥脱水中的应用。
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