CN111453960A - 一种钢铁厂水处理污泥调理剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢铁厂水处理污泥调理剂及其使用方法，按质量百分比，由以下组份混合而成：氧化铁皮10～50％，钢渣20～60％，改性粉煤灰30～60％。该方法包括：1)、将污泥调理剂加入带盖料仓中，料仓底部设有可控制投入量的给料器；2)、将污泥调理剂以粉料形式均匀地投加于混合槽进口处，混合槽中设有搅拌器，将污泥调理剂与进入混合槽的水处理污泥充分混合调理，污泥调理剂的加入量为水处理污泥干重质量百分比的5～20％，混合槽内水力停留时间为5～15min；3)、调理后的污泥通过混合槽上部溢流口进入污泥脱水机进行机械脱水。

Description

一种钢铁厂水处理污泥调理剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及工业污泥处理技术领域，特别涉及一种钢铁厂水处理污泥调理剂及其使用方法。

背景技术

在钢铁厂水处理运行过程中，会产生各种类型的污泥，如高炉水处理污泥、炼钢水处理污泥、热轧水处理污泥等。而污泥脱水则是钢铁厂水处理费用中较高且十分关键的过程，直接关系到污泥的处置效率及再利用效率。

污泥脱水前需要添加调理剂进行预处理，从而改变污泥颗粒的物化性质、破坏胶体结构，减少其与水的亲和力，提高机械脱水效率。

污泥调理剂主要可分为无机调理剂和有机调理剂两大类。无机调理剂常用铝盐或铁盐，其价格适中，但缺点是调理效率低、用量大、具有腐蚀性；有机调理剂常用高分子聚合物聚丙烯酰胺，其调理效率较高，但缺点是价格相对昂贵、粘性大、不易配制。因此，开发低价、高效的污泥调理剂一直是污泥处置与利用过程中的一项重要课题。

公告号为CN102358679B的中国专利文献公开了一种污泥调理剂及使用污泥调理剂的深度脱水方法。其调理剂的制备方法包括：将重量百分比为40～70％的菱苦土与重量百分比为30～60％石灰石研磨成粉后混合，送入马弗炉中900～1000℃灼烧1～2h，自然降温至室温后，制成污泥调理剂。该制备方法比较复杂，特别是涉及高温灼烧与降温，实际应用过程并不方便。

公告号为CN106116106A的中国专利文献则公开了一种用于污水处理厂污泥调理剂。其调理剂包括如下重量份的组分：聚合絮凝化合物：3～8份，氢氧化钠：10～15份，粉末活性炭：3～5份，硅藻土：5～10份，硅酸铝镁：4～8份，氧化锌：4～8份，三氯化铁：3～5份，滑石粉：3～8份，粉煤灰：3～8份，木屑：1～3份。该调理剂涉及原料较多、配置复杂，且加入调理剂后，污泥比阻下降率并不大。

公告号为CN101633549B的另一中国专利文献公开了一种污泥调理剂及其污泥脱水方法。其调理剂是由下述原料按质量百分比混合制成：生物质颗粒燃料燃烧后的产物30～95％，生石灰粉5～20％，粉煤灰0～50％。该调理剂中的主要原料为生物质颗粒燃料燃烧后的产物，其颗粒小、比重轻、不易与水混合，因此使用难度大。

此外，钢铁厂在生产过程中会产生许多固体废弃物，如炉渣、铁屑、尘泥、自备电厂粉煤灰等，这些固体废弃物的堆放会占用大量土地、污染周边环境，资源化利用程度低，这些问题都亟待解决与处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以显著提高污泥的脱水效率，且原料为钢铁厂固体废弃物，来源广泛、成本低的钢铁厂水处理污泥调理剂。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种钢铁厂水处理污泥调理剂，按质量百分比，由以下组份混合而成：氧化铁皮10～50％，钢渣20～60％，改性粉煤灰30～60％。

作为本技术方案的进一步改进，按质量百分比，由以下组份混合而成：氧化铁皮25～35％，钢渣25～35％，改性粉煤灰35～45％。

作为本发明的优选实施例之一，按质量百分比，该污泥调理剂由以下组份混合而成：氧化铁皮30％，钢渣30％，改性粉煤灰40％。

也作为本发明的优选实施例之一，污泥调理剂各组分可混合后再与水处理污泥进行反应；也可将污泥调理剂各组分分别先后与水处理污泥进行反应，但所述改性粉煤灰的投放时机不晚于所述氧化铁皮和所述钢渣的投放时机，避免絮凝反应提前发生。

也作为本技术方案的进一步改进，所述氧化铁皮为热轧氧化铁皮和连铸氧化铁皮中的一种或几种的混合物；所述氧化铁皮经破碎筛分后形成平均粒径为2～10mm的颗粒物。

作为本技术方案的更进一步改进，按质量百分比，所述氧化铁皮由40～95％的氧化亚铁、0～35％的四氧化三铁和0～25％的三氧化二铁组成。

还作为本技术方案的进一步改进，所述钢渣为转炉钢渣和电炉钢渣中的一种或多种的混合物；所述钢渣为经一次或多次破碎筛分后所形成的平均粒径为1～4mm的颗粒物。

更进一步，按质量百分比，所述钢渣由30～60％的氧化钙、5～20％的三氧化二铁、5～20％的氧化亚铁、5～15％的二氧化硅、0～10％的氧化镁和0～20％的以氧化锰和氧化铝为主的杂质组成，其中杂质的成分与钢渣来源的钢水本身有关。

同样作为本技术方案的进一步改进，所述改性粉煤灰由电厂粉煤灰经化学改性处理而成，所述化学改性包括将电厂粉煤灰加入改性水溶液中浸泡并搅拌后烘干，以及300～500℃煅烧后研磨的处理步骤。

更进一步，所述改性水溶液为钙盐、镁盐、铁盐水溶液中的一种或几种的混合物。

也更进一步，所述改性粉煤灰的平均粒径<0.5mm。

同样作为本技术方案的更进一步改进，所述改性粉煤灰由30～60％的二氧化硅、20～40％的氧化铝、0～10％的氧化钙、0～10％的三氧化二铁和0～10％的氧化镁组成。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种钢铁厂水处理污泥调理剂的使用方法。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种前述钢铁厂水处理污泥调理剂的使用方法，包括以下步骤：

1)、将所述钢铁厂水处理污泥调理剂加入带盖料仓中，料仓底部设有可控制投入量的给料器；

2)、将所述钢铁厂水处理污泥调理剂以粉料形式均匀地投加于混合槽进口处，混合槽中设有搅拌器，将所述钢铁厂水处理污泥调理剂与进入混合槽的水处理污泥充分混合调理，所述钢铁厂水处理污泥调理剂的加入量为水处理污泥干重质量百分比的5～20％，混合槽内水力停留时间为5～15min；

3)、调理后的污泥通过混合槽上部溢流口进入污泥脱水机进行机械脱水。

作为该使用方法的进一步改进，步骤2)中所述钢铁厂水处理污泥调理剂的加入量为水处理污泥干重质量百分比的10％。

采用上述技术方案的钢铁厂水处理污泥调理剂及其使用方法，同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、对钢铁厂水处理污泥调理后，可以显著降低其污泥比阻、提高脱水性能。

2、该钢铁厂水处理污泥调理剂原料直接来自钢铁厂自身的固体废弃物，其来源广泛、价格低、运输储存方便，改善污泥脱水性能的同时也消纳了其他固体废弃物。

3、该钢铁厂水处理污泥调理剂采用干粉直接投加的方式，操作简单、无需配制、容易储存。

4、该钢铁厂水处理污泥调理剂中，改性粉煤灰起到絮凝作用、钢渣为絮凝核心、氧化铁皮在污泥脱水过程中起到支撑骨架作用，三者产生协同效果。

5、调理后的钢铁厂水处理污泥可以直接返送烧结厂循环使用，且其中污泥调理剂的氧化钙、氧化镁等有效成分能够代替烧结溶剂。

具体实施方式

本发明提供了一种钢铁厂水处理污泥调理剂，其由下述原料按质量百分比混合制成：氧化铁皮10～50％，钢渣20～60％，改性粉煤灰30～60％。其中，混合时，改性粉煤灰的投放时机要不晚于前面两种原料。

所述的氧化铁皮包括热轧氧化铁皮、连铸氧化铁皮等。氧化铁皮集中后输送至破碎机中进行粗破碎，随后输送至振动筛中进行筛分，取筛上大颗粒部分，其平均粒径2～10mm，组分百分比为，氧化亚铁:四氧化三铁:三氧化二铁＝40～95％:0～35％:0～25％。

所述的钢渣包括转炉钢渣和电炉钢渣。钢渣集中后输送至破碎机中进行破碎，随后输送至振动筛中进行筛分，大颗粒返送至破碎机中进行二次破碎，其平均粒径为1～4mm，组分百分比为，氧化钙:三氧化二铁:氧化亚铁:二氧化硅:氧化镁:氧化锰、氧化铝等其他氧化物＝30～60％:5～20％:5～20％:5～15％:0～10％:0～20％。

所述的改性粉煤灰来源为自备电厂或其他电厂粉煤灰经化学改性处理后制得。将粉煤灰加入10％改性水溶液中浸泡并搅拌3小时后烘干、300～500℃煅烧后进行研磨，即得改性粉煤灰。改性水溶液可以是钙盐、镁盐、铁盐水溶液中的一种或几种混合。其平均粒径<0.5mm，组分百分比为，二氧化硅:氧化铝:氧化钙:三氧化二铁:氧化镁＝30～60％:20～40％:0～10％:0～10％:0～10％。

钢铁厂水处理污泥调理剂的使用方法包括以下步骤：

1、将钢铁厂水处理污泥调理剂加入带盖料仓中，料仓底部设有螺旋式给料器，转速可调。

2、通过螺旋式给料器均匀地将钢铁厂水处理污泥调理剂干粉(粉料)投加于混合槽进口处，混合槽中设有搅拌器，将污泥调理剂与进入混合槽的水处理污泥充分混合调理，污泥调理剂与污泥干重质量百分比为5～20％，混合槽内水力停留时间：5～15min。

3、调理后的污泥通过混合槽上部溢流口进入污泥脱水机进行机械脱水(例如挤压、离心处理)。

以下将通过具体的实施方式进行进一步的详细说明。

按质量百分比将氧化铁皮30％，钢渣30％，改性粉煤灰40％混合均匀，制成实施例用污泥调理剂。其中氧化铁皮来自热轧氧化铁皮，破碎筛分后，平均粒径6mm，化学成分为：氧化亚铁95％，四氧化三铁4％，三氧化二铁1％。钢渣来自转炉钢渣，破碎筛分后，平均粒径2mm，化学成分为：氧化钙42％，三氧化二铁14％，二氧化硅10％，氧化亚铁12％，氧化锰(II)10％，氧化镁9％，氧化铝3％。粉煤灰来自自备电厂，将粉煤灰加入10％氯化铁溶液中浸泡并搅拌3小时后烘干、400℃煅烧后研磨获得。平均粒径0.2mm，化学成分为：二氧化硅53％，氧化铝31％，三氧化二铁9％，氧化钙6％，氧化镁1％。

实施例1：

取某厂高炉水处理污泥，加入污泥干重质量百分比为10％的污泥调理剂，搅拌调理10min后，污泥比阻由未调理前的2.1×10¹⁰m/kg下降至1.9×10⁷m/kg。将调理后的污泥送至真空式脱水机，所得泥饼的含水率为38％。

实施例2：

取某厂连铸水处理污泥，加入污泥干重质量百分比为10％的污泥调理剂，搅拌调理10min后，污泥比阻由未调理前的1.3×10¹⁰m/kg下降至1.2×10⁷m/kg。将调理后的污泥送至带式脱水机，所得泥饼的含水率为35％。

实施例3：

取某厂热轧水处理污泥，加入污泥干重质量百分比为10％的污泥调理剂，搅拌调理10min后，污泥比阻由未调理前的7.7×10⁹m/kg下降至5.4×10⁶m/kg。

将调理后的污泥送至板框式脱水机，所得泥饼的含水率为31％。

上述的对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用本发明。熟悉本领域的技术人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把本发明应用到其他实施例中而不经过创造性劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域的技术人员根据本发明的内容，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内。

Claims (14)

1.一种钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，按质量百分比，由以下组份混合而成：氧化铁皮10～50％，钢渣20～60％，改性粉煤灰30～60％。

2.根据权利要求1所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，按质量百分比，由以下组份混合而成：氧化铁皮25～35％，钢渣25～35％，改性粉煤灰35～45％。

3.根据权利要求1所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，按质量百分比，由以下组份混合而成：氧化铁皮30％，钢渣30％，改性粉煤灰40％。

4.根据权利要求1所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，混合时，所述改性粉煤灰的投放时机不晚于所述氧化铁皮和所述钢渣的投放时机。

5.根据权利要求1所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，所述氧化铁皮为热轧氧化铁皮和连铸氧化铁皮中的一种或几种的混合物；所述氧化铁皮经破碎筛分后形成平均粒径为2～10mm的颗粒物。

6.根据权利要求5所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，按质量百分比，所述氧化铁皮由40～95％的氧化亚铁、0～35％的四氧化三铁和0～25％的三氧化二铁组成。

7.根据权利要求1所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，所述钢渣为转炉钢渣和电炉钢渣中的一种或多种的混合物；所述钢渣为经一次或多次破碎筛分后所形成的平均粒径为1～4mm的颗粒物。

8.根据权利要求7所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，按质量百分比，所述钢渣由30～60％的氧化钙、5～20％的三氧化二铁、5～20％的氧化亚铁、5～15％的二氧化硅、0～10％的氧化镁以及0～20％的以氧化锰和氧化铝为主的杂质组成。

9.根据权利要求1所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，所述改性粉煤灰由电厂粉煤灰经化学改性处理而成，所述化学改性包括将电厂粉煤灰加入改性水溶液中浸泡并搅拌后烘干，以及300～500℃煅烧后研磨的处理步骤。

10.根据权利要求9所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，所述改性水溶液为钙盐、镁盐、铁盐水溶液中的一种或几种的混合物。

11.根据权利要求9所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，所述改性粉煤灰的平均粒径<0.5mm。

12.根据权利要求9所述的钢铁厂水处理污泥调理剂，其特征在于，按质量百分比，所述改性粉煤灰由30～60％的二氧化硅、20～40％的氧化铝、0～10％的氧化钙、0～10％的三氧化二铁和0～10％的氧化镁组成。

13.一种权利要求1-12中任一权利要求所述钢铁厂水处理污泥调理剂的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将所述钢铁厂水处理污泥调理剂加入带盖料仓中，料仓底部设有可控制投入量的给料器；

2)、将所述钢铁厂水处理污泥调理剂以粉料形式均匀地投加于混合槽进口处，混合槽中设有搅拌器，将所述钢铁厂水处理污泥调理剂与进入混合槽的水处理污泥充分混合调理，所述钢铁厂水处理污泥调理剂的加入量为水处理污泥干重质量百分比的5～20％，混合槽内水力停留时间为5～15min；

3)、调理后的污泥通过混合槽上部溢流口进入污泥脱水机进行机械脱水。

14.根据权利要求13所述钢铁厂水处理污泥调理剂的使用方法，其特征在于，步骤2)中所述钢铁厂水处理污泥调理剂的加入量为水处理污泥干重质量百分比的10％。