CN108164124A - 一种适用于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂及其应用，包括复合絮凝剂和表面活性剂；其中，以污泥的固含量计，所述复合絮凝剂和表面活性剂投加量分别为：2％‑4.5％、1.5％‑3％；所述复合絮凝剂为无机‑有机复合型絮凝剂；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠。其利用复合絮凝剂及表面活性剂的协同作用有效提高污泥的脱水性能，有效实现污泥脱水后泥饼含水率降低至60％以下。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂及其应用。
背景技术
近年来，城镇污水处理得到迅速发展，城镇水环境治理取得显著成效。但是，城镇污水处理过程产生的大量污泥还未普遍得到有效处理处置。这些污泥容易对地下水、土壤等造成二次污染，成为环境安全和公众健康的威胁。污水进入污水厂后，大部分污染物集中到污泥上，污泥如何妥善处置一直是研究人员研究的热点。近些年，国家在污泥处理方面提出一些战略控制标准，目前实际在污水厂处理过程中的现状是污泥脱水率很低，而标准要求在不断提高。如何做到污泥减量化，缓解污泥增长压力，考虑后续处理应用，是当前的紧迫课题。常见的污泥处理分厂内与厂外技术，包括污泥预处理、消化处置、后期利用等，需要做好协同处置与整合利用。其中最关键的是污泥深度脱水技术。如何进行化学调理与高压过滤的结合，核心是污泥的理化性质与其动态变化特征，后者非常重要。
污泥中含有大量水分、有机物、重金属以及致病菌等有害组分，对污泥进行有效的处理处置以实现其稳定化、减量化、无害化、资源化和能源化是一项重要的任务。在众多的污泥处理处置技术中，厌氧消化技术能够通过微生物的作用有效实现有机物降解从而对污泥进行稳定化和减量化，污泥厌氧消化的生物转化是一个缓慢的过程，胞内物质的溶解和通过水解作用转化成小分子物质是污泥厌氧消化的限速步骤，因此，污泥的预处理成为重要环节。污泥热水解技术是一种发展较为完善的污泥预处理技术，能够促进污泥细胞破壁和胞外聚合物水解，提高厌氧消化速率并增加沼气产量。因此，北京市的污泥处理采用“热水解+厌氧消化 +深度脱水”的技术路线，多个污泥处理处置中心相继投入生产。因此，高级氧化消化污泥的板框脱水技术也成了一项新的研究重点。
污泥经高级厌氧消化处理后颗粒粒径和有机物含量等发生了变化。高碑店、小红门、槐房厂的泥质检测结果表明，热水解后污泥的颗粒粒径大幅降低到21-30um，经过消化粒径进一步降低到18-21um。污泥颗粒粒径的减小，会增加污泥比表面积，容易堵塞滤布孔隙，影响污泥脱水性能。此外，经过热水解后，污泥中的EPS可增加数十倍，经过消化后EPS有所降低，但仍高于预脱水泥饼中的EPS含量。EPS的增加对脱水性能也会产生影响。
本发明是基于如何进一步提高高级厌氧消化污泥的脱水性能这一角度而提出。
发明内容
针对目前污泥脱水中存在的不足，本发明的目的在于：提供一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂及其应用，其利用复合絮凝剂及表面活性剂的协同作用有效提高污泥的脱水性能，有效实现污泥脱水后泥饼含水率降低至60％以下。
为了达到上述效果，本发明采用如下技术方案实现：
一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂，所述深度脱水调理剂包括复合絮凝剂和表面活性剂；其中，以污泥的固含量计，所述复合絮凝剂和表面活性剂的投加量分别为： 2％-4.5％、1.5％-3％；所述复合絮凝剂为无机-有机复合型絮凝剂；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠。
作为上述方案的进一步优化，所述有机絮凝剂包括聚二甲基二烯丙基氯化铵和阳离子聚丙烯酰胺；所述无机絮凝剂包括聚合硫酸铁和聚合硫酸铝；所述有机絮凝剂和无机絮凝剂的质量比为10:1-1:1混合而成。
作为上述方案的进一步优化，所述复合絮凝剂中有机絮凝剂和无机絮凝剂的混合方法采用以质量比10:1-1:1，取上述有机絮凝剂和无机絮凝剂，在50-70℃充分反应10分钟-30分钟，充分混合均匀后获得复合絮凝剂。
一种上述适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂在高级厌氧消化污泥脱水中的应用。
一种根据上述深度脱水调理剂在高级厌氧消化污泥脱水中应用的使用方法，包括如下步骤：
1)先向高级厌氧消化污泥中投加1.5％-3％的表面活性剂，同时进行搅拌，搅拌实行快、慢两阶段搅拌方式，相应的搅拌强度和时间分别为300-500rpm、0.5-1min和100-300rpm、 3-5min；
2)投加复合絮凝剂，在300-500rpm快速搅拌0.5-1min后，慢速搅拌5-10min。
作为上述方案的进一步优化，所述的高级厌氧消化污泥为经过160℃热水解后常温消化 18d-30d的污泥，含固率在4％-5.5％之间。
采用本发明一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂及其应用具有如下有益效果：表面活性剂十二烷基磺酸钠或者十二烷基硫酸钠通过分散、增溶作用解体污泥絮体结构、释放原絮体内部的结合水，溶解胞外聚合物到水相，同时释放出部分结合水，再投加复合絮凝剂，利用其荷电性及聚合物分子结构，强化絮凝效能，提高脱水效果，按照本发明的调理药剂和技术方案，能够有效地提高高级厌氧消化污泥的脱水性能，复合调理剂的合成和应用方法简单，条件易于控制，可实现规模化应用。
具体实施方式
一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂，所述深度脱水调理剂包括复合絮凝剂和表面活性剂；其中，以污泥的固含量计，所述复合絮凝剂和表面活性剂的投加量分别为： 2％-4.5％、1.5％-3％；所述复合絮凝剂为无机-有机复合型絮凝剂；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠。所述有机絮凝剂包括聚二甲基二烯丙基氯化铵和阳离子聚丙烯酰胺；所述无机絮凝剂包括聚合硫酸铁和聚合硫酸铝；所述有机絮凝剂和无机絮凝剂的质量比为1:10-1:1混合而成。取上述有机絮凝剂和无机絮凝剂，在50-70℃充分反应10分钟-30 分钟，充分混合均匀后获得复合絮凝剂。
一种上述适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂在高级厌氧消化污泥脱水中的应用。
一种根据上述深度脱水调理剂在高级厌氧消化污泥脱水中应用的使用方法，包括如下步骤：
1)先向高级厌氧消化污泥中投加1.5％-3％的表面活性剂，同时进行搅拌，搅拌实行快、慢两阶段搅拌方式，相应的搅拌强度和时间分别为300-500rpm、0.5-1min和100-300rpm、 3-5min；
2)投加复合絮凝剂，在300-500rpm快速搅拌0.5-1min后，慢速搅拌5-10min。
所述的高级厌氧消化污泥为经过160℃热水解后常温消化18d-30d的污泥，含固率在4％-5.5％之间。
下面结合三个实施例具体进行对本发明的适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂及其应用作详细说明。
实施例1
取某市政污水处理厂含固率为4.5％的高级厌氧消化污泥，加入1.5％的十二烷基磺酸钠水溶液，质量浓度为10％，投加后放到磁力搅拌器上，以300rpm的转速快速搅拌0.5min后，以200rpm的转速搅拌5min。配制20％质量浓度的聚合硫酸铁溶液，按质量比1:1取聚二甲基二烯丙基氯化铵和聚合硫酸铁溶液，在50-70℃反应30分钟，充分混合均匀后获得复合絮凝剂，投加4％复合絮凝剂，在以300rpm的转速快速搅拌0.5-1min后制得调理剂。污泥的CST 值可从388.4s降低到37.6s，用80cm长滤板的中试板框机压榨，进泥压力0.8mpa，压榨压力1.6mpa，进泥和压榨各1h，泥饼含水率58.9％。
实施例2
取某市政污水处理厂含固率为4.2％的高级厌氧消化污泥，加入2.5％的十二烷基硫酸钠水溶液，质量浓度为10％，投加后放到磁力搅拌器上，以500rpm的转速快速搅拌0.5min后，以200rpm的转速搅拌5min。配制20％质量浓度的聚合硫酸铝溶液，以重量比5:1取聚丙烯酰胺乳液和聚合硫酸铝溶液，在50-70℃反应30分钟，充分混合均匀后获得复合絮凝剂，再投加3.5％复合絮凝剂，再以300rpm的转速快速搅拌0.5-1min后制得调理剂。污泥的CST值可从373.7s降低到40.2s。
实施例3
取某市政污水处理厂含固率为4.6％的高级厌氧消化污泥，加入3％的十二烷基硫酸钠的水溶液，质量浓度为10％，投加后放到磁力搅拌器上，以300rpm的转速快速搅拌1min后，以 300rpm的转速搅拌5min。配制20％质量浓度的聚合硫酸铁溶液，以重量比2:1取上述两种溶液，在50-70℃反应30分钟，充分混合均匀后获得复合混凝剂，再投加3％复合絮凝剂，在以 300rpm的转速快速搅拌0.5-1min后制得调理剂。污泥的CST值可从386.5降低到36.9s。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂，其特征在于：所述深度脱水调理剂包括复合絮凝剂和表面活性剂；其中，以污泥的固含量计，所述复合絮凝剂和表面活性剂的投加量分别为：2％-4.5％、1.5％-3％；所述复合絮凝剂为无机-有机复合型絮凝剂；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠和/或十二烷基硫酸钠。
2.根据权利要求1中所述的一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂，其特征在于：所述有机絮凝剂包括聚二甲基二烯丙基氯化铵和阳离子聚丙烯酰胺；所述无机絮凝剂包括聚合硫酸铁和聚合硫酸铝；所述有机絮凝凝剂和无机絮凝剂的质量比为10:1-1:1混合而成。
3.根据权利要求1中所述的一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂，其特征在于：所述复合絮凝剂中有机絮凝剂和无机絮凝剂的混合方法采用以质量比10:1-1:1取上述有机絮凝剂和无机絮凝剂，在50-70℃充分反应10分钟-30分钟，充分混合均匀后获得复合絮凝剂。
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的一种适于高级厌氧消化污泥的深度脱水调理剂在高级厌氧消化污泥脱水中的应用。
5.一种根据权利要求4所述的深度脱水调理剂在高级厌氧消化污泥脱水中应用使用方法，其特征在于：该使用方法包括如下步骤：
1)先向高级厌氧消化污泥中投加1.5％-3％的表面活性剂，同时进行搅拌，搅拌实行快、慢两阶段搅拌方式，相应的搅拌强度和时间分别为300-500rpm、0.5-1min和100-300rpm、3-5min；
2)投加复合絮凝剂，在300-500rpm快速搅拌0.5-1min后，慢速搅拌5-10min。
6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，所述的高级厌氧消化污泥为经过160℃热水解后常温消化18d-30d的污泥，含固率在4％-5.5％之间。
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