CN109231791A - 用于污泥脱水的絮凝药剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于污泥脱水技术领域，具体涉及一种用于污泥脱水的絮凝药剂及其制备方法。该絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：干粉型聚丙烯酰胺0.1‑0.3％；乳液型聚丙烯酰胺0.1‑0.3％；澄清石灰水1‑3％；溶剂96.4‑98.8％。该制备方法包括如下步骤：制备所述澄清石灰水，称取所述干粉型聚丙烯酰胺、所述乳液型聚丙烯酰胺和所述溶剂；将所述干粉型聚丙烯酰胺和所述乳液型聚丙烯酰胺溶于所述溶剂中，得第一混合液；将所述澄清石灰水加入所述第一混合液中得所述絮凝药剂。本发明的絮凝药剂中的各成分和含量之间通过协同作用，最终使污水处理过程中的产泥量增加、泥饼含水率降低、吨干泥药耗降低，其效果显著优于现有技术。

Description

用于污泥脱水的絮凝药剂及其制备方法

技术领域

本发明属于污泥脱水技术领域，具体涉及一种用于污泥脱水的絮凝药剂及其制备方法。

背景技术

絮凝剂主要用来提高沉降、澄清、过滤、气浮、离心分离等工艺过程的速度和效率，絮凝过程就是悬浮液中许多单独颗粒形成聚集体(絮团或矾花)的过程。在国内水处理中使用最广泛的絮凝剂，是合成的聚丙烯酰胺系列产品，聚丙烯酰胺(Polyacrylamide，PAM)为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力。

污水处理厂的污水来源主要是生活污水与工业废水，其中的污泥成分极其复杂。目前市场上常使用的污泥脱水絮凝药剂为干粉型聚丙烯酰胺絮凝剂，就投加效果来看，已不能满足现有复杂环境下污水的正常生产排泥；最近市场上新开发的乳液型聚丙烯酰胺絮凝剂相对干粉型的排泥效果更好，但同等有效成分药效下，其价格是干粉型的两倍，极高的成本负担企业难以承担。为改善目前存在的排泥较少及含水率高、絮凝剂成本高等多种问题，在不能改变泥质的情况下，只能从药剂入手。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于污泥脱水的絮凝药剂及其制备方法，旨在解决现有污水排泥效果不理想，污泥脱水絮凝剂药耗高致使污泥脱水成本高的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供用于污泥脱水的絮凝药剂，以所述絮凝药剂的总质量为100％计，所述絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：

本发明提供的用于污泥脱水的絮凝药剂，通过对干粉型聚丙烯酰胺和乳液型聚丙烯酰胺两种有效的污泥脱水活性成分合理搭配，即提高絮凝效率又降低了成本，同时通过添加澄清石灰水以提高碱度，从而强化污泥中铁盐及铝盐的水解，并与污泥中腐殖酸作用形成多网骨架，增强絮体强度，还会破坏细胞壁及细胞组织，释放细胞内部水分，作为助凝成分进一步提高污泥脱水性能。总之，本发明的絮凝药剂中的各成分和含量之间通过协同作用，最终使污水处理过程中的产泥量增加、泥饼含水率降低、吨干泥药耗降低，其效果显著优于现有技术。

本发明另一方面提供一种上述絮凝药剂的制备方法，包括如下步骤：

制备所述澄清石灰水，称取所述干粉型聚丙烯酰胺、所述乳液型聚丙烯酰胺和所述溶剂；

将所述干粉型聚丙烯酰胺和所述乳液型聚丙烯酰胺溶于所述溶剂中，得第一混合液；

将所述澄清石灰水加入所述第一混合液中得所述絮凝药剂。

本发明提供的上述用于污泥脱水的絮凝药剂的制备方法工艺简单，条件易于控制，制备成本低，最终获得的絮凝药剂用于污水处理时，使污水处理过程中的产泥量增加、泥饼含水率降低、吨干泥药耗降低，其效果显著优于现有技术。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了一种用于污泥脱水的絮凝药剂，以该絮凝药剂的总质量为100％计，该絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：

本发明实施例的用于污泥脱水的絮凝药剂，通过对干粉型聚丙烯酰胺和乳液型聚丙烯酰胺两种有效的污泥脱水活性成分合理搭配，即提高絮凝效率又降低了成本，同时通过添加澄清石灰水以提高碱度，从而强化污泥中铁盐及铝盐的水解，并与污泥中腐殖酸作用形成多网骨架，增强絮体强度，还会破坏细胞壁及细胞组织，释放细胞内部水分，作为助凝成分进一步提高污泥脱水性能。该絮凝药剂中的各成分和含量之间通过协同作用，最终使污水处理过程中的产泥量增加、泥饼含水率降低、吨干泥药耗降低，其效果显著优于现有技术。

进一步地，作为本发明一个具体实施例的优选方案，该用于污泥脱水的絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：

该优选的絮凝药剂使污水处理过程中的产泥量、泥饼含水率、吨干泥药耗的有益效果达到最佳。

进一步地，本发明实施例的用于污泥脱水的絮凝药剂中，干粉型聚丙烯酰胺为巴斯夫8140、巴斯夫8160、巴斯夫8165中的至少一种。上述干粉型聚丙烯酰胺均可在市场上获得，为阳离子高分子絮凝活性成分。本发明实施例中优选巴斯夫8165，其分子量在1000万左右。

进一步地，本发明实施例的用于污泥脱水的絮凝药剂中，乳液型聚丙烯酰胺为巴斯夫9046、巴斯夫9048、巴斯夫9066中的至少一种。上述乳液型聚丙烯酰胺均可在市场上获得，为阳离子高分子絮凝活性成分。本发明实施例中优选巴斯夫9046，分子量在1100万左右。

进一步地，本发明实施例的用于污泥脱水的絮凝药剂中，澄清石灰水中氢氧化钙的质量分数为8-12％。石灰水作为助凝成分主要从以下几点改变污泥脱水性能：(1)提高碱度，强化污泥中铁盐及铝盐的水解，促进絮凝作用；(2)通过与污泥中腐殖酸作用形成多网骨架，增强絮体强度，耐压透水性好；(3)破坏细胞壁及细胞组织，释放细胞内部水分。本发明实施例中优选澄清石灰水中氢氧化钙的质量分数为10％。该条件下的澄清石灰水助凝效果最佳。

进一步地，本发明实施例的用于污泥脱水的絮凝药剂中，溶剂为水。水可以更好的溶解干粉型聚丙烯酰胺和乳液型聚丙烯酰胺两种成分，同时和澄清石灰水互溶对其进行稀释，使聚丙烯酰胺和石灰水任各自保持其絮凝活性。

另一方面，本发明实施例还提供了一种上述絮凝药剂的制备方法，包括如下步骤：

S01：制备澄清石灰水，称取干粉型聚丙烯酰胺、乳液型聚丙烯酰胺和溶剂；

S02：将上述干粉型聚丙烯酰胺和乳液型聚丙烯酰胺溶于溶剂中得第一混合液；

S03：将澄清石灰水加入上述第一混合液中得絮凝药剂。

本发明实施例的用于污泥脱水的絮凝药剂的制备方法工艺简单，条件易于控制，制备成本低，最终获得的絮凝药剂用于污水处理时，使污水处理过程中的产泥量增加、泥饼含水率降低、吨干泥药耗降低，其效果显著优于现有技术。

进一步地，上述步骤S01中，澄清石灰水的制备过程为：提供氧化钙，并将该氧化钙溶于水中静置处理后，取上清液。氧化钙溶于水中生成石灰水溶液时会释放大量的热，带静置处理使石灰水溶液成常温状态，取上清液即得本发明实施例的澄清石灰水。如此，澄清石灰水和第一混合液分开制备，各自保持其絮凝活性不受干扰。

进一步地，上述步骤S02中，第一混合液的获得由自动配药系统完成。人工配药存在配药比例不准确、时效性差等问题，通过絮凝剂的自动配药系统对干粉型聚丙烯酰胺和乳液型聚丙烯酰胺进行加水溶剂溶解，使两者的配比更加准确、配制及时。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

一种用于污泥脱水的絮凝药剂，以该絮凝药剂的总质量为100％计，该絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：

上述絮凝药剂的制备方法为：

S11：制备澄清石灰水，称取干粉型聚丙烯酰胺、乳液型聚丙烯酰胺和水。

S12：将上述干粉型聚丙烯酰胺和乳液型聚丙烯酰胺通过自动配药系统溶解于水中得第一混合液。

S13：将澄清石灰水加入上述第一混合液中得絮凝药剂。

实施例2

一种用于污泥脱水的絮凝药剂，以该絮凝药剂的总质量为100％计，该絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：

上述絮凝药剂的制备方法为：

S21：制备澄清石灰水，称取干粉型聚丙烯酰胺、乳液型聚丙烯酰胺和水。

S22：将上述干粉型聚丙烯酰胺和乳液型聚丙烯酰胺通过自动配药系统溶解于水中得第一混合液。

S23：将澄清石灰水加入上述第一混合液中得絮凝药剂。

实施例3

一种用于污泥脱水的絮凝药剂，以该絮凝药剂的总质量为100％计，该絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：

上述絮凝药剂的制备方法为：

S31：制备澄清石灰水，称取干粉型聚丙烯酰胺、乳液型聚丙烯酰胺和水。

S32：将上述干粉型聚丙烯酰胺和乳液型聚丙烯酰胺通过自动配药系统溶解于水中得第一混合液。

S33：将澄清石灰水加入上述第一混合液中得絮凝药剂。

对比例1

一种用于污泥脱水的絮凝药剂，其中干粉型聚丙烯酰胺的质量为0.2％，其他均为水。

对比例2

一种用于污泥脱水的絮凝药剂，其中乳液型聚丙烯酰胺的质量为0.2％，其他均为水。

性能测试

对上述实施例1-3和对比例1-2得到的絮凝药剂进行污泥脱水效果测试：烧杯试验和上机试验。

烧杯试验的小试结果如表1所示。从表1的试验结果可以看出，随着乳液型聚丙烯酰胺絮凝剂比例的增大，絮体增大，牢固性变强，跑泥减少，表明单纯使用乳液型聚丙烯酰胺效果要优于干粉型聚丙烯酰胺，但限于乳液型聚丙烯酰胺成本高(相同药效下，其成本是干粉型的两倍)，因此采用干粉型与乳液型聚丙烯酰胺混合搭配使用。

表1

测试结果	絮凝情况	手握试验结果
			对比例1	絮体较小，抱团牢固	用力握拳，有泥跑出，泥饼较干
实施例1	絮体中等，抱团牢固	用力握拳，有少量泥跑出，泥饼较干
			实施例2	絮体中等，抱团牢固	用力握拳，有少量泥跑出，泥饼很干
实施例3	絮体较大，抱团牢固	用力握拳，有少量泥跑出，泥饼很干
			对比例2	絮体很大，抱团牢固	用力握拳，无泥跑出，泥饼很干

通过上机实际运行得出最优混合比例，结果如下表2所示。通过上机试验结果表2可以看出，在兼顾产泥量的同时，本实施例1-3的产泥量、泥饼含水率、吨干泥药耗的综合性能最优。而且，随着乳液型聚丙烯酰胺的比例增大，泥饼含水率降低，干粉与乳液比例为1:1时吨干泥药耗最低，但由于当前配药系统对乳液型聚丙烯酰胺的自动配药的技术困难问题，再综合考虑用药成本，选用干粉与乳液为3:1的混合比例的絮凝药剂用于污泥脱水综合效果最好。

表2

上述实施例和对比例的数据都由本污水处理厂运行得到，本污水处理厂采用新型旋转挤压式脱水机，对污泥絮体颗粒要求大且结构牢固，虽然能耗很低但药耗较高，从调试运行以来使用过多个厂家多种型号的干粉絮凝剂，均未收到明显效果。通过对三种药剂进行研究，并多次长期实验后得出应用比例，使用后效果大大改善。干粉型聚丙烯酰胺、乳液型聚丙烯酰胺、澄清石灰水三者的协同作用主要体现在三种药剂的絮凝作用方式不同：乳液型聚丙烯酰胺为超长链状，絮凝过程中可构成较大絮体，在表面形成坚固网络，干粉型聚丙烯酰胺作用于被网络包裹的内部污泥絮体，使其更加紧凑，澄清石灰水创造碱性条件促使污泥吸附的铝盐及铁盐水解沉降，同时能起到破坏细胞壁及细胞组织，释放胞内水的效果。三种药剂在污泥絮凝的过程中作用互补，最终形成协同效果，实际应用中效果显著。

2016年开始使用本发明实施例的絮凝药剂进行污泥处理后，比2015年(当时使用干粉型聚丙烯酰胺的絮凝剂)药耗总体要低，2016年5个月平均药耗为7.42kg/tDS，2015年为8.66kg/tDS。吨干泥成本为：2016年185.50元，2015年246.38元。通过2016年与2015年同期对比，药耗下降14.32％，成本下降24.71％，降幅较大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于污泥脱水的絮凝药剂，其特征在于，以所述絮凝药剂的总质量为100％计，所述絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：

2.如权利要求1所述的絮凝药剂，其特征在于，所述絮凝药剂包括如下质量百分含量的成分：

3.如权利要求1或2所述的絮凝药剂，其特征在于，所述干粉型聚丙烯酰胺为巴斯夫8140、巴斯夫8160、巴斯夫8165中的至少一种。

4.如权利要求1或2所述的絮凝药剂，其特征在于，所述乳液型聚丙烯酰胺为巴斯夫9046、巴斯夫9048、巴斯夫9066中的至少一种。

5.如权利要求1或2所述的絮凝药剂，其特征在于，所述澄清石灰水中氢氧化钙的质量分数为8-12％。

6.如权利要求5所述的絮凝药剂，其特征在于，所述澄清石灰水中氢氧化钙的质量分数为10％。

7.如权利要求1或2所述的絮凝药剂，其特征在于，所述溶剂为水。

8.如权利要求1-7任一项所述的絮凝药剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备所述澄清石灰水，称取所述干粉型聚丙烯酰胺、所述乳液型聚丙烯酰胺和所述溶剂；

将所述干粉型聚丙烯酰胺和所述乳液型聚丙烯酰胺溶于所述溶剂中，得第一混合液；

将所述澄清石灰水加入所述第一混合液中得所述絮凝药剂。

9.如权利要求8所述的絮凝药剂的制备方法，其特征在于，所述澄清石灰水的制备过程为：提供氧化钙，并将所述氧化钙溶于水中静置处理后，取上清液。

10.如权利要求8所述的絮凝药剂的制备方法，其特征在于，所述第一混合液的获得由自动配药系统完成。