CN111087163A - 一种污泥驱水调理剂的制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污泥驱水调理剂的制备方法及其应用，其特点是采用灼烧后的铁盐污泥与过硫酸钾复合为污泥脱水调理剂，在污泥加入调理剂2分钟后，毛细吸水时间下降17.46~32.41%，污泥脱水性能明显增强，脱水后的污泥再次灼烧，其残渣与过硫酸钾复合，可再次用作驱水调理剂，达到循环的目的。本发明与现有技术相比具有脱水效果好，流程简易，预处理时间短，价格低廉，高效、节能的优点，其反应产生的硫基自由基，起到骨架作用，极大地增强了污泥的脱水性能，该调理剂用于城市污水处理的污泥脱水，亦可为好氧和厌氧消化污城市污水厂污泥的驱水。

Description

一种污泥驱水调理剂的制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种含铁污泥的灼烧残渣与过硫酸钾复合的污泥驱水调理剂的制备方法及其应用。

背景技术

活性污泥法是污水处理厂的常用污水处理方法，这个过程不可避免的产生废活性污泥。通常来讲，这些污泥含水率高达98%，而且还含有病毒、细菌、寄生虫卵、重金属等难处理污染物，同时伴有恶臭。未经处理的污泥脱水困难，对环境污染作用明显，这不利于污泥的运输，增加了后续处理构筑物的处理负担。所以，加强污泥脱水是必须面对的一个问题。污泥结构复杂，由于胞外聚合物的存在，它可以包裹细胞形成一个团块结构，其内部裹挟大量的结合水，导致污泥脱水困难。目前，有很多方法被用于加强污泥脱水，包括超声、电解、热处理、高级氧化法等。但是这些处理方法存在一定的问题，比如物理方法具有高能耗的特征，不具有良好的经济效益，而化学法可能会产生污染物质，导致二次污染。所以，找到一种既快速又对环境无污染的处理方法势在必行。

中国专利文献《一种高效的污泥调理及脱水方法》（公开号 CN110467332A，公开日2019年11月19日）公开了一种污泥脱水方法，首先需要对污泥超声处理，调节温度、pH，然后投加硫杆菌、菱铁矿、过硫酸盐，再接入水平电场进行脱水。该污泥脱水方法充分发挥各自优势，产生协同效果，但操作繁琐，工艺复杂，需要调节温度、pH。

中国专利文献《一种污泥脱水方法》（公开号 CN 107162382A，公开日2017年9月15日）公开了一种污泥脱水方法，所使用的药剂包括浓硫酸、硫酸亚铁、氯化镁、氯化钙、氧化钙等，反应时间约为2小时，该污泥脱水方法占地面积小，便于操作。但不足之处在于，反应时间较长，投加药剂量较大且工艺复杂，需要加入药剂调节pH值。

中国专利文献《一种新型高效污泥脱水调理剂及其应用》（公开号CN 105923964A，公开日2016年9月7日）提供了一种新型高效污泥调理剂，包括硫单质或还原态的硫化物和硫酸亚铁，其中硫单质或还原态的硫化物和硫酸亚铁的摩尔比为1:5~5:1，同时需要进行曝气处理，优点在于应用方法工序简单，条件易于控制，可实现污泥脱水调理的规模化处理，缺点在于强化污泥脱水效果不足，反应时间在12~48小时，且需要曝气处理，耗能巨大。

中国专利文献《污泥脱水的化学调理剂及其脱水方法》（公开号CN1986788，公开日2017年6月27日）公开了一种污泥脱水剂以及其方法，污泥脱水的化学调理剂为铁盐（占污泥0.2%-1.5%）、钙盐和/或氧化钙（占污泥1%-4.5%），取污泥加水调质，然后在调质后的污泥中先加铁盐，再加钙盐和/或氧化钙，把调质好的污泥进行正压脱水，其主要优点是是成本低、脱水效果好，但不足之处在于，调理时间过长，操作繁琐。

中国专利文献《一种铁盐污泥脱水剂以及污泥脱水方法》（公开号 CN 103663920A，公开日2014年3月26日）公开了一种污泥脱水剂以及其方法，铁盐污泥脱水剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分为硫酸亚铁；第二组分为氧化钙和氧化镁的混合物，该铁盐污泥脱水剂用于污泥的脱水，其优点在于脱水时间短、脱水成本低、操作简单，不足之处在于污泥脱水滤液水质较差，COD高达2000毫克每升以上。

现有技术的污泥脱水剂及其脱水处理存在着调理剂投加量大、价格昂贵，调理剂组分复杂，调理时间长，调理流程繁琐，时间和劳动成本高，需要调节pH或污泥加热等处理，耗能高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的一种污泥驱水调理剂的制备方法及其应用，采用灼烧后的铁盐污泥与过硫酸钾复合为污泥脱水调理剂，其反应产生的硫基自由基，起到骨架作用，极大地增强了污泥的脱水性能，该调理剂用于城市污水处理的污泥脱水，亦可为好氧和厌氧消化污城市污水厂污泥的驱水，具有价格低廉，脱水效果好，流程简易，预处理时间短，高效、节能的优点，不仅限于处理城市污水处理厂的剩余污泥，亦可为好氧和厌氧消化污泥或具有相似特性的河湖底泥，为其后续处理处置与资源化利用提供了条件，达到污泥减量化的目的，尤其可广泛用于强化城市污水厂污泥的深度脱水。

本发明的目的是这样实现的：一种污泥驱水调理剂的制备方法，其特点是将含铁污泥进行灼烧，所得残渣与过硫酸钾复合用作污泥调理剂，其处理后的污泥可再次灼烧，灼烧后的残渣再次与过硫酸钾复合，可循环作为调理剂，其具体制备包括以下步骤：

1）将含铁污泥进行灼烧，得到残渣；

2）将灼烧残渣与过硫酸钾复合为调理剂，加入到湿泥中，搅拌反应；

3）将调理后的污泥进行脱水处理；

4）将脱水处理后的污泥再次灼烧，其灼烧残渣与过硫酸钾复合，循环作为调理剂使用，将其加入到湿泥中搅拌反应，然后进行脱水处理。

所述灼烧温度为700~850℃，灼烧时间为1~3小时。

所述灼烧残渣投加量为：每克湿泥加0.001~0.0150克。

所述过硫酸钾投加量按S₂O₈ ^2-计为：每克湿泥加0.0005~0.0015克S₂O₈ ^2-。

所述搅拌反应时间为2~10分钟，搅拌速度为100~300转/分钟。

在调理剂投加过程当中，其投加量以及搅拌时间可需按照污泥的实际性质进行修正。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1）以含铁污泥灼烧残渣和过硫酸钾为主，价格低廉、来源广泛，以废治废，不易造成二次污染，而且可以循环使用，具有较好的经济效益和环境效益。

2）调理过程主要为投加药剂与搅拌反应，能耗低，无需调节pH值和加热污泥或曝气等操作，流程简易，节省大量设备、人力及能源投入，经济效益高。

3）铁作为活化剂，可以激活过硫酸钾产生硫基自由基，硫基自由基具有强氧化性，可以破坏污泥结构，裂解细胞，使结合水得到释放，增强污泥脱水性能。含铁污泥进行灼烧，残渣含有铁，可以代替硫酸亚铁与过硫酸钾进行反应可以再次产生硫基自由基，同时起到骨架作用，极大地增强了污泥的脱水性能。

4） 硫基自由基的产生，具有强氧化性，在强化污泥脱水的同时，可以同时将细胞裂解释放出的有机物氧化降解，使COD、氨氮、蛋白质和多糖含量下降，极大地改善了出水水质，降低了后续的污水处理负荷。

具体实施方式

对比例1

将某污水处理厂的剩余污泥经搅拌脱水2分钟后测定毛细吸水时间为876.45秒，说明该污泥脱水的效果很差。

下面以具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

将含铁污泥在800℃温度下灼烧2小时，其灼烧残渣与过硫酸钾复合为污泥驱水调理剂，所述灼烧残渣按每克污泥投加0.0030克；所述硫酸钾按S₂O₈ ^2-计，其每克污泥投加0.0008克S₂O₈ ^2-；所述搅拌速度为300转/分钟。

实施例2

在待处理的污泥中投加七水合硫酸亚铁进行铁硫氧化处理，其反应时间为2分钟，搅拌速度为200转/分钟，所述七水合硫酸亚铁按Fe²⁺计，其每克污泥投加0.001克Fe²⁺。然后，将铁硫氧化处理的污泥在800℃下灼烧2小时，其灼烧残渣与过硫酸钾一起加入湿泥中搅拌反应2分钟，搅拌速度为200转/分钟，所述灼烧残渣按每克湿泥投加0.0017克；所述过硫酸钾按S₂O₈ ^2-计，其每克湿泥投加0.0008克S₂O₈ ^2-，脱水后的污泥，其毛细吸水时间测定为723.4秒，与对比例1相比较下降了17.46%，说明该污泥中加入了污泥驱水调理剂，污泥的脱水性能明显增强。

实施例3

向待处理污泥中按每克湿泥投加0.001克Fe²⁺计的七水合硫酸亚铁进行铁硫氧化处理，其反应时间为2分钟，搅拌速度为200转/分钟。然后，将铁硫氧化处理的污泥在800℃下灼烧2小时，其灼烧残渣与过硫酸钾一起加入湿泥中搅拌反应2分钟，搅拌速度为200转/分钟，所述灼烧残渣按每克湿泥投加0.0034克；所述过硫酸钾按S₂O₈ ^2-计，其每克湿泥投加0.0008克S₂O₈ ^2-，脱水后的污泥，其毛细吸水时间测定为668.02秒，与对比例1相比较下降了23.78%，说明该污泥中加入了污泥驱水调理剂，污泥的脱水性能明显增强。

实施例3：

向待处理污泥中按每克湿泥投加0.001克Fe²⁺计的七水合硫酸亚铁进行铁硫氧化处理，其反应时间为2分钟，搅拌速度为200转/分钟。然后，将铁硫氧化处理的污泥在800℃下灼烧2小时，其灼烧残渣与过硫酸钾一起加入湿泥中搅拌反应2分钟，搅拌速度为200转/分钟，所述灼烧残渣按每克湿泥投加0.0067克；所述过硫酸钾按S₂O₈ ^2-计，其每克湿泥投加0.0008克S₂O₈ ^2-，脱水后的污泥，其毛细吸水时间测定为592.4秒，与对比例1相比较下降了32.41%，说明该污泥中加入了污泥驱水调理剂，污泥的脱水性能明显增强。

本发明将含铁污泥中的铁作为活化剂，可以激活过硫酸钾产生硫基自由基，硫基自由基具有强氧化性，可以破坏污泥结构，裂解细胞，使结合水得到释放，增强污泥脱水性能。铁盐污泥进行灼烧，残渣含有铁，可以代替硫酸亚铁与过硫酸钾进行反应可以产生硫基自由基，同时起到骨架作用，极大地增强了污泥的脱水性能。以上只是对本发明做进一步说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种污泥驱水调理剂的制备方法，其特征在于将含铁污泥在700~850℃温度下灼烧1~3小时，其灼烧残渣与过硫酸钾复合为污泥脱水调理剂，所述硫酸钾按S₂O₈ ^2-计，其每克含铁湿污泥投加量为：0.0005~0.0015克S₂O₈ ^2-。

2.一种权利要求1所述污泥驱水调理剂制备方法制备的调理剂的应用，其特征在于该调理剂用于污水处理的剩余污泥、好氧和厌氧消化污泥或具有相似特性的河湖底污泥中，其灼烧残渣按每克湿泥投加0.001~0.0150克；硫酸钾按S₂O₈ ^2-计，每克湿泥投加0.0005~0.0015克S₂O₈ ^2-，搅拌反应2~10分钟，然后将调理后的污泥进行脱水处理，其测定毛细吸水时间为600~750秒。

3.根据权利要求2所述污泥驱水调理剂制备方法制备的调理剂的应用，其特征在脱水处理后的污泥在700~850℃温度下灼烧1~3小时，其灼烧残渣与过硫酸钾复合，作为调理剂循环使用污泥脱水处理。