CN109928591A - 基于废弃物资源化的污泥固化剂及污泥处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种基于废弃物资源化的污泥固化剂及污泥处理方法。基于废弃物资源化的污泥固化剂，以质量百分比计，组成为：超细粉50％‑60％，凝结剂10％‑20％，调理剂2％‑5％和吸水剂15％‑25％。所述的超细粉为建筑垃圾破碎处理产生的粒径小于10μm的粉尘类物质，在固化过程中形成污泥固化体的骨架结构。所述的凝结剂为烟气中收集的固体废物，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为0.5～300μm。并且具有多孔结构，孔隙率高达50％‑80％。本发明以建筑垃圾破碎处理产生的超细粉为主材料，降低了处理成本。本发明研发的新型污泥固化剂在短时间内可大大降低污泥的含水率，使得污泥易于运输和后续处理。
Description
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种基于废弃物资源化的污泥固化剂及污泥处理方法。
背景技术
随着我国城市人口的急剧增长，城市化进程不断加快，城市每天都会产生大量废水。经过长期的探索，污水的处理与处置不论在数量上还是质量上都取得了巨大的进步，但污水处理厂产生的污泥现状却不容乐观。再加上许多污水处理厂多年来“重水轻泥”导致污泥处置问题频发。这些污泥含水率高，有机成分高，易腐败散发恶臭气味，并且污泥成分中还含有许多有毒物质和病原微生物，存在巨大的安全隐患。此外，污泥的高含水率导致其运输困难，许多污水处理厂没有足够的污泥停留场地及充足的处置时间，因此需要对污泥进行及时有效的处理。
建筑垃圾指人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称。这些垃圾的堆放占用大量的土地面积，而且垃圾中的有害物质通过垃圾渗滤进入土壤中，从而发生一系列物理、化学、生物反应，或为植物根系吸收或被微生物合成吸收，造成土壤污染。并且大多数城市对建筑垃圾堆放未制定有效合理的方案，从而产生不同程度的安全隐患，比如建筑垃圾的崩塌现象时有发生，甚至会导致地表排水和泄洪能力降低。因此，无论从保护环境还是从资源再利用角度来看，建筑垃圾资源化利用的研究都是当今环境治理领域亟待解决的重大课题。通过对建筑垃圾破碎处理中产生的超细粉成分分析发现，其主要为SiO2、CaO、Al2O3、Fe3O4等，可作为污泥固化剂原料。
现有的污泥固化剂主要成分多数仍为水泥基类材料，然而水泥用作污泥固化剂时，添加量大、成本高，而且由于水泥的添加，固化污泥的后期应用范围受限，因此探索更高效、经济的固化剂材料很有必要。
发明内容
为解决现有污泥固化剂固化时间长，添加量大，以及水泥基材料过度使用成本高，固化污泥再利用范围受限等问题。针对城市污水处理厂高含水率污泥的特性，本发明提供了一种廉价有效的快速污泥固化剂。以建筑垃圾破碎处理产生的超细粉为主要原料，为建筑垃圾处理再利用找到合适的出路，同时配合使用几种凝结剂、调理剂、吸水剂，增强污泥快速脱水固化效果，使得污泥固化体易于运输和后续处理。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
本发明利用超细粉为主要污泥固化剂成分，快速固化高含水率污泥，形成污泥固化体的骨架结构。同时配合使用几种凝结剂、调理剂、吸水剂，增强污泥快速脱水固化效果，使得污泥固化体易于运输和后续处理。
基于废弃物资源化的污泥固化剂，以质量百分比计，组成为：超细粉50％-60％，凝结剂10％-20％，调理剂2％-5％和吸水剂15％-25％。
所述的超细粉为建筑垃圾破碎处理产生的粒径小于10μm的粉尘类物质，在固化过程中形成污泥固化体的骨架结构。
所述的凝结剂为烟气中收集的固体废物，具有较高的吸附活性，颗粒的粒径范围为0.5～300μm。并且具有多孔结构，孔隙率高达50％-80％，有很强的吸水性。
所述的调理剂为聚丙烯酰胺类物质及乳化油类物质的混合物，其本质是一种电解质，能溶于水，在水中可离解出带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子，利用高分子聚合物分子上带电部位中和污泥胶体颗粒所带电荷，压缩双电层使之脱稳；并利用高分子的长链条作用把细小泥土颗粒吸附缠结在一起，结成较大颗粒，从而将水分挤出，以达到密实淤泥颗粒、降低淤泥含水率、减小淤泥内部孔隙度的目的。
所述的吸水剂为膨润土、氧化钙、氢氧化钙、氯化铝或氯化镁中的一种或数种。吸水剂具有强烈的吸水性能，反应产物可以粘结污泥，强化了污泥的固化效果。
基于所述污泥固化剂的污泥处理方法，步骤如下：
步骤一，对污泥进行预处理，从污水处理厂取出污泥静置沉淀2-3天，倾倒上层水分，余下污泥测其含水率并作为后续固化处理样品。
步骤二，向污泥样品投入所述污泥固化剂，污泥固化剂占污泥总量的10％-30％，混合搅拌5－10分钟后，自然固化6-12h，污泥的含水率降低20％-30％，脱水污泥易于运输和后续处理。
本发明的有益效果：
本发明采用的污泥固化剂主要成分为建筑垃圾破碎处理产生的超细粉，一方面，为建筑垃圾的再利用找到合适的出路；另一方面，“以废治废”固化剂材料来源广泛，价格低廉，降低了处理成本。同时本发明研发的新型污泥固化剂在短时间内可大大降低污泥的含水率，使得污泥易于运输和后续处理，解决了目前很多污水处理厂对于不易运输的高含水率污泥没有足够的污泥停留场地及充足的处置时间等问题。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
步骤一，对污泥进行预处理，从污水处理厂取出污泥静置沉淀2天，倾倒上层水分，余下污泥测其含水率并作为后续固化处理样品。
步骤二，向污泥样品投入所述污泥固化剂，污泥固化剂占污泥总量的10％，混合搅拌5分钟后，自然固化6h，污泥的含水率降低20％，脱水污泥易于运输和后续处理。
脱水固化处理采用的新型污泥固化剂由如下组分组成：超细粉50％，采用8μm的粉尘类物质；凝结剂20％，采用颗粒的粒径范围为0.5μm，且孔隙率为50％；调理剂5％，采用聚丙烯酰胺类物质及乳化油类物质的混合物；吸水剂25％，采用膨润土；各组分的含量均为重量百分比。
实施例2
步骤一，对污泥进行预处理，从污水处理厂取出污泥静置沉淀3天，倾倒上层水分，余下污泥测其含水率并作为后续固化处理样品。
步骤二，向污泥样品投入所述污泥固化剂，污泥固化剂占污泥总量的30％，混合搅拌10分钟后，自然固化12h，污泥的含水率降低30％，脱水污泥易于运输和后续处理。
脱水固化处理采用的新型污泥固化剂由如下组分组成：超细粉60％，采用9μm的粉尘类物质；凝结剂18％，采用颗粒的粒径范围为300μm，且孔隙率为80％；调理剂2％，采用聚丙烯酰胺类物质及乳化油类物质的混合物；吸水剂20％，采用氧化钙；各组分的含量均为重量百分比。
实施例3
步骤一，对污泥进行预处理，从污水处理厂取出污泥静置沉淀3天，倾倒上层水分，余下污泥测其含水率并作为后续固化处理样品。
步骤二，向污泥样品投入所述污泥固化剂，污泥固化剂占污泥总量的30％，混合搅拌10分钟后，自然固化12h，污泥的含水率降低30％，脱水污泥易于运输和后续处理。
脱水固化处理采用的新型污泥固化剂由如下组分组成：超细粉50％，采用9μm的粉尘类物质；凝结剂20％，采用颗粒的粒径范围为300μm，且孔隙率为50％；调理剂5％，采用聚丙烯酰胺类物质及乳化油类物质的混合物；吸水剂25％，采用氢氧化钙；各组分的含量均为重量百分比。
实施例4
步骤一，对污泥进行预处理，从污水处理厂取出污泥静置沉淀3天，倾倒上层水分，余下污泥测其含水率并作为后续固化处理样品。
步骤二，向污泥样品投入所述污泥固化剂，污泥固化剂占污泥总量的30％，混合搅拌10分钟后，自然固化12h，污泥的含水率降低30％，脱水污泥易于运输和后续处理。
脱水固化处理采用的新型污泥固化剂由如下组分组成：超细粉50％，采用9μm的粉尘类物质；凝结剂20％，采用颗粒的粒径范围为300μm，且孔隙率为50％；调理剂5％，采用聚丙烯酰胺类物质及乳化油类物质的混合物；吸水剂25％，采用氯化铝和氯化镁的混合；各组分的含量均为重量百分比。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应该本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.基于废弃物资源化的污泥固化剂，其特征在于，以质量百分比计，组成为：超细粉50％-60％，凝结剂10％-20％，调理剂2％-5％和吸水剂15％-25％；
所述的超细粉为建筑垃圾破碎处理产生的粒径小于10μm的粉尘类物质；所述的凝结剂为烟气中收集的固体废物，颗粒的粒径范围为0.5～300μm；所述的调理剂为聚丙烯酰胺类物质及乳化油类物质的混合物。
2.如权利要求1所述的基于废弃物资源化的污泥固化剂，其特征在于，所述的吸水剂为膨润土、氧化钙、氢氧化钙、氯化铝或氯化镁中的一种或数种。
3.如权利要求1或2所述的基于废弃物资源化的污泥固化剂，其特征在于，所述的凝结剂为具有多孔结构，孔隙率为50％-80％。
4.采用权利要求1或2或3任一所述的污泥固化剂的污泥处理方法，步骤如下：
步骤一，对污泥进行预处理，从污水处理厂取出污泥静置沉淀2-3天，倾倒上层水分，余下污泥测其含水率并作为后续固化处理样品；
步骤二，向污泥样品投入所述污泥固化剂，污泥固化剂占污泥总量的10％-30％，混合搅拌5－10分钟后，自然固化6-12h，污泥的含水率降低20％-30％，达到污泥脱水的目的。
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