CN110092562A - 一种污泥板框压滤脱水方法及所用的调理剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥板框压滤脱水方法及所用的调理剂，包括以下步骤：1)向待处理污泥中添加二价铁离子盐类，添加量为以污泥干基重量计的1.5％‑22.5％，搅拌均匀；2)向步骤1)处理后的污泥中添加聚丙烯酰胺，添加量为以污泥干基重量计的5.5‰‑6‰，搅拌均匀；3)经过调理后的污泥送至板框压榨机进行脱水，制得含水率为52‑60％的泥饼，用于堆肥、焚烧或填埋。本发明的有益效果是：调理剂可以使污泥絮体结构发生改变，降低比阻，提高脱水性能，且配方简单易得，脱水步骤简便，处理后的绝干污泥重量不增加，出泥有利于后续使用。

Description

一种污泥板框压滤脱水方法及所用的调理剂

技术领域

本发明属于市政污泥处理技术领域，尤其是一种污泥需要后续利用的板框压滤脱水技术。

背景技术

根据住建部统计年鉴数据预测，截止2015年，全国城镇产生的污泥量已经高达861万吨，但是污泥无害化处置率仅仅为31～36％左右。

目前常见的污泥处理方式主要有浓缩、脱水、好氧发酵(堆肥)、厌氧消化和干化。目前全国污水无害化处理项目中，干化的处理方式占主要位置。由于政策的指引下，大部分污泥脱水干化项目采用了机械脱水填埋的处置方式，调理压榨干化系统主要由化学调理和过滤两个部分组成。化学调理实质是向污泥中投加各种化学调理剂，使污泥形成颗粒大、孔隙多和结构强等的滤饼，即破坏污泥胶体的结构，减少其与水的亲和力，使污泥颗粒絮凝以改善污泥脱水性能，通过投加不同比例的化学药剂对污泥进行调质，通过高压板框脱水机机械脱水到60％以下。

过滤是利用某种多孔介质对悬浮液进行分离的单元操作。其基本原理：在压力差的作用下，悬浮液中的液体(或气体)透过可渗性介质(过滤介质)，固体颗粒为介质所截留，从而实现液体(或气体)和固体的分离。常用的过滤方法有重力过滤、真空过滤、加压过滤和离心过滤。加压过滤的污泥干化机采用动态过滤原理，污泥在腔室内边行走边过滤，依靠物料进入腔室瞬间强大的冲击力，推迟滤饼在滤布上形成滤饼层的时间，延长滤布过滤的时间。在滤布形成滤饼层后，对其施加大于过滤压力的压榨压力，将滤饼压榨后，使泥饼的含水率降至60％以下。

但是在目前常见的调理剂组分中，一般以铁盐、铝盐为主，复合添加石灰、粉煤灰等，虽然能够通过调理压榨后将污泥脱水至60％以下，但是由于调理剂的总投加比基本都要在绝干污泥的20％以上，有的甚至高达40％，而且这些石灰、粉煤灰等化学药剂基本都以干固体的方式投加，虽然经过脱水后的污泥是减少了体积，但是实质上是增加了最终污泥处置的总量，对后续处置的成本造成了二次增加，成为目前污泥深度脱水技术的瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于污泥板框压滤脱水的调理剂，可以不增加绝干污泥增量，能有效降低污泥调理后的比阻，提高污泥脱水性能，且成本低廉。

本发明的另一目的是提供一种用于污泥板框压滤脱水的方法，使用该方法可以有效降低成本，污泥实际增重少，后续利用效果好。

本发明的技术解决方案是：一种用于污泥板框压滤脱水的调理剂，由以下顺次添加的以待处理的污泥干基计重量百分比的原料组成：1.5％-22.5％的二价铁离子盐类和5.5‰-6‰的聚丙烯酰胺。

先加入的为二价铁离子盐类，本身不具有三价铁离子的腐蚀性，可以减少对系统设备的腐蚀，而且可溶于水，在压滤过程中可以随过滤水一起排出，不会增加污泥的干重，后加入的聚丙烯酰胺也是可溶于水的乳液状胶体，简单易得，两种原料组分作为絮凝剂先后按比例使用后可改变污泥絮体的大小、结构和密度，从而降低污泥的比阻，有利于板框压滤，提高污泥脱水性能，本身可以随着滤液排出，在上述添加范围内可以保证出泥为弱酸性，方便污泥在后续作为堆肥或填埋使用。

所述二价铁离子盐类为聚合硫酸铁、七水合硫酸亚铁或聚合氯化硫酸铁中的至少一种。上述铁盐均为易溶于水的组分，简单易得，不具刺激性和腐蚀性。

所述聚丙烯酰胺为浓度1‰-1.5‰的水溶液。方便与污泥充分混合，提高絮凝效果。

本发明的另一技术解决方案是：一种污泥板框压滤脱水方法，包括以下步骤：1)向待处理污泥中添加二价铁离子盐类，添加量为以污泥干基重量计的1.5％-22.5％，搅拌均匀；2)向步骤1)处理后的污泥中添加聚丙烯酰胺，添加量为以污泥干基重量计的5.5‰-6‰，搅拌均匀；3)经过调理后的污泥送至板框压榨机进行脱水，制得含水率为52-60％的泥饼，用于堆肥、焚烧或填埋。使用二价铁离子盐类和聚丙烯酰胺作为污泥调理剂，可以有效改善污泥的物理特性，降低比阻，改善污泥的粘度，有利于提高污泥的脱水性能，且添加的调理剂本身易溶于水，可在压榨过程中随滤液排出，不占污泥的干重，从而实现有效减量，出泥后的泥饼呈弱酸性，方便后续的加工利用。

步骤2)中包括先将聚丙烯酰胺加水稀释至浓度为1‰-1.5‰水溶液的步骤。方便与污泥充分混合，提高絮凝效果。

本发明的有益效果是：调理剂可以使污泥絮体结构发生改变，降低比阻，提高脱水性能，且配方简单易得，脱水步骤简便，处理后的绝干污泥重量不增加，出泥有利于后续利用。

具体实施方式

实施例1：

一种污泥板框压滤脱水方法，包括以下步骤：

步骤1：城镇污水厂污泥经过重力池沉降浓缩后，浓缩后污泥含水率为97.5％，污泥通过污泥泵房从重力浓缩池泵送至调理池；

步骤2：根据步骤1中污泥的绝干重量，投加调理剂聚合硫酸铁，投加量为污泥干基的11.5％，通过搅拌器搅拌30分钟，使得聚合硫酸铁铁和浓缩污泥充分搅拌均匀并发生化学反应；

步骤3：根据步骤1中污泥的绝干重量，在步骤2完成之后，添加聚丙烯酰胺，投加量为污泥干基的5.6‰，聚丙烯酰胺先加水配置成1‰浓度的水溶液后，再向步骤2中的污泥中添加，通过搅拌机搅拌30分钟充分溶解；

步骤4：在步骤3完成后，通过柱塞泵将调理后的污泥输送至板框压滤机，经过压榨后，制得的泥饼含水率为58％-60％；

步骤6：将步骤4产生的泥饼运送至下填埋厂进行混合填埋处理。

实施例2：

另一种污泥板框压滤脱水方法，包括以下步骤：

步骤1：城镇污水厂污泥脱水车间外运污泥接收80％含水率的湿污泥，加水稀释至含水浓度为90％；

步骤2：根据步骤1中污泥的绝干重量，投加硫酸亚铁固体粉料，投加量为污泥干基的15％，通过搅拌器搅拌30分钟；

步骤3：根据步骤1中污泥的绝干重量，在步骤2完成之后，添加聚丙烯酰胺，投加量为污泥干基的5.5‰，聚丙烯酰胺先加水配置成1.5‰浓度的水溶液后，再向步骤2中的污泥内添加，通过搅拌机搅拌30分钟充分溶解；

步骤4：在步骤3完成之后，通过高低压螺杆泵将污泥泵送至板框压滤机，经过压榨后，泥饼含水率为55％；

步骤5：步骤4产生的泥饼通过皮带输送至太阳能干化棚干化处理，泥饼含水率进一步降低至40％以下，干化后的污泥运输至水泥厂掺烧。

实施例3：

一种污泥板框压滤脱水方法，包括以下步骤：

步骤1：城镇污水厂污泥脱水车间，取带式脱水机脱水后污泥，含水率79.5％，输送至污泥调节池，从污泥回流泵房泵送98.8-99.8％的污泥至污泥调节池与其混合，混合后污泥含水率为92.5％；

步骤2：根据步骤1中污泥的绝干重量，投加七水硫酸亚铁和聚合氯化硫酸铁复配物，总投加量为污泥干基的22.5％，其中七水硫酸亚铁的投加量17.5％，聚合氯化硫酸铁的投加量为绝干污泥量的5％，通过搅拌器搅拌5分钟；

步骤3：根据步骤1中污泥的绝干重量，在步骤2完成之后，添加聚丙烯酰胺，投加量为污泥干基的5.5‰，聚丙烯酰胺先加水配置成1.5‰浓度的水溶液后，再向步骤2中的污泥内添加，通过搅拌机搅拌30分钟充分溶解；

步骤4：在步骤3完成之后，通过高低压螺杆泵将污泥泵送至板框压滤机，经过压榨后，泥饼含水率为52％；

步骤5：步骤4中产生的泥饼运送至填埋场混合填埋处理。

实施例4：

一种污泥板框压滤脱水方法，包括以下步骤：

步骤1：城镇污水厂污泥脱水车间，取重力浓缩池污泥，含水率为97.65％；

步骤2：根据步骤1中污泥的绝干重量，投加七水硫酸亚铁，投加量为污泥干基的20％，其中七水硫酸亚铁以粉料方式投加，通过搅拌器搅拌5分钟；

步骤3：根据步骤1中污泥的绝干重量，在步骤2完成之后，添加聚丙烯酰胺，投加量为污泥干基的6‰，聚丙烯酰胺先加水配置成1‰浓度的水溶液后，再向步骤2中的污泥内添加，通过搅拌机搅拌30分钟充分溶解；

步骤4：在步骤3完成之后，通过高低压螺杆泵将污泥泵送至板框压滤机，经过压榨后，泥饼含水率为60％；

步骤5：步骤4中产生的泥饼运送至填埋场混合填埋处理。

为进一步证明本发明实施例的有益效果，做以下三个对照组实验：

对照组1：

步骤1：城镇污水厂污泥脱水车间，取重力浓缩池污泥，含水率为96％；

步骤2：在每1000kg绝干污泥量中，投加650kg沸石，250kg石灰，搅拌均匀；

步骤3：在步骤2完成之后，通过高低压螺杆泵将污泥泵送至板框压滤机，经过压榨后，泥饼含水率为62％，风干72小时后污泥含水率为58.5％。

对照组2：

步骤1：城镇污水厂污泥脱水车间，取重力浓缩池污泥，含水率为97％；

步骤2：在每1000kg绝干污泥量中，投加30kg膨润土，15kg三氯化铁，搅拌均匀；

步骤3：在步骤2完成之后，通过高低压螺杆泵将污泥泵送至板框压滤机，经过压榨后，泥饼含水率为58.5％。

对照组3：

步骤1：城镇污水厂污泥脱水车间，取重力浓缩池污泥，含水率为96.5％；

步骤2：在每1000kg绝干污泥量中，投加375kg硫酸铁，250kg氯化镁，搅拌均匀；

步骤3：在步骤2完成之后，通过高低压螺杆泵将污泥泵送至板框压滤机，经过压榨后，泥饼含水率为66％，风干72小时后污泥含水率为62.5％。

检测实施例1-4和对照组1-3的各项参数如下：

由于污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义为：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。求此值的作用是比较不同的污泥(或同一污泥加入不同量的混合剂后)的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。

市政污水处理厂浓缩污泥的比阻一般在1.12*10¹²m/kg，经过本发明技术处理后，比阻均低于0.4*10¹²m/kg，采用本发明技术方案调理后的污泥比阻明显降低，脱水性能大大提高，有助于污泥在后续压榨机过滤脱水，均能通过压榨后泥饼含水率低于60％，且选择的调理剂均溶于水，不对污泥绝干量造成增量，大大减少后续处理处置的费用。目前常见的调理方式如对照组所示，均要投加不溶于水的调理剂作为助滤剂，如石灰、膨润土等常规助滤剂，对污泥绝干量均增量30％以上，如果添加量少，又会由于污泥调理后比阻过大而难以实现直接压滤处理后含水率满足60％以下的要求，均要经过二次风干处理后方可勉强实现。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种用于污泥板框压滤脱水的调理剂，其特征在于，由以下顺次添加的以待处理的污泥干基计重量百分比的原料组成：1.5％-22.5％的二价铁离子盐类和5.5‰-6‰的聚丙烯酰胺。

2.根据权利要求1所述的一种用于污泥板框压滤脱水的调理剂，其特征在于，所述二价铁离子盐类为聚合硫酸铁、七水合硫酸亚铁或聚合氯化硫酸铁中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种用于污泥板框压滤脱水的调理剂，其特征在于：所述聚丙烯酰胺为浓度1‰-1.5‰的水溶液。

4.一种使用权利要求1所述的调理剂的污泥板框压滤脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)向待处理污泥中添加二价铁离子盐类，添加量为以污泥干基重量计的1.5％-22.5％，搅拌均匀；

2)向步骤1)处理后的污泥中添加聚丙烯酰胺，添加量为以污泥干基重量计的5.5‰-6‰，搅拌均匀；

3)经过调理后的污泥送至板框压榨机进行脱水，制得含水率为52-60％的泥饼，用于堆肥、焚烧或填埋。

5.根据权利要求4所述的一种污泥板框压滤脱水方法，其特征在于，步骤2)中包括先将聚丙烯酰胺加水稀释至浓度为1‰-1.5‰水溶液的步骤。