CN112174455B - 一种利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，属于环境工程和污泥处理技术领域；本发明中，先将废弃的滤袋破碎，然后对其改性处理，并将改性后的产物与污泥一同水热反应，以此达到污泥深度脱水的目的；所述方法充分利用了骨架材料和碱性催化污泥水解的优点，提高了有机物的水解能力，脱水时改善污泥粘弹性，提高脱水效率，降低能耗，同时多余的滤液可以对污泥进行预热，冷却后的滤液回到污水处理池进行进一步处理，且将废弃滤袋进行了资源化利用，降低了骨架材料的成本，且对废弃物进行了资源化利用。

Description

一种利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法
技术领域
本发明属于环境工程和污泥处理技术领域，具体涉及一种利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法。
背景技术
污泥具有高含水率、高有机物含量同时可能含有大量的有毒有害物质的半固体产物，如含有有机物、重金属、病原菌等成分，若处置不当，将对环境造成严重危害。目前工程上的污泥经过机械压滤后的含水率在80%~85%，高含水率不仅仅不利于污泥的后续处理，同时也增加了污泥运输成本。
常用的污泥脱水方法有烘干法、骨架材料法、水热法等。水热法通过将污泥在密闭条件下进行加热，在一定温度和压力下促进污泥中有机质水解到水相中，从而达到破坏污泥絮凝体结构，改善污泥脱水性能，污泥中含水量较高，由于水热碳化温度较高能耗大，因此处理成本较高。骨架材料法是采用掺杂有机或无机骨架材料的方法来抑制污泥变形来提高污泥可压缩性并改善压缩过程中污泥固体的机械强度和渗透性，进而达到污泥深度脱水的目的。有机材料加入后能够提高污泥滤饼的热值，但是成本高、不易机械粉碎、经济性较低；无机组分虽然经济性相对较强，但增加滤饼的处置费用。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法。在本发明中，先将废弃的滤袋破碎，然后对其改性处理，并将改性后的产物与污泥一同水热反应，以此达到污泥深度脱水的目的。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，包括如下步骤：
将废弃滤袋洗净后破碎，得到棒状玻璃纤维，接着将棒状玻璃纤维、过量镁铝水滑石溶液、过量尿素共结晶反应，过滤、洗涤，然后煅烧，得到碱性结晶玻璃纤维；
将污泥和碱性结晶玻璃纤维混合，将混合物水热反应，反应结束后机械压滤，获得深度脱水的污泥滤饼。
进一步的，所述棒状纤维的大小不超过0.5cm。
进一步的，所述镁铝水滑石溶液中，镁铝摩尔比为Mg2+:Al3+=4:1。
进一步的，所述结晶反应的条件为：在110~150℃下反应12~24h。
进一步的，所述煅烧的条件为：在350℃下煅烧4h。
进一步的，所述污泥为含水80~85%的污泥。
进一步的，所述碱性结晶玻璃纤维的用量为污泥质量的5~20%。
进一步的，水热反应的条件为在60~100℃下反应45~90min。
进一步的，机械压滤获得的滤液可加入混合物中一同水热反应，所述滤液的加入量为泥水混合物质量的20~50%。
进一步的，所述深度脱水的污泥滤饼的含水率低于60%。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
目前在污泥中加入废弃滤袋组分在一定程度上虽然能够降低污泥滤饼的含水率，但不能进行稳定的脱水处理；且污泥水热反应后的液相处理是一大问题，其还具有一定的毒性。本发明中，通过耦合利用骨架材料掺杂后抑制污泥变形来提高污泥可压缩性并改善压缩过程中污泥固体的机械强度和渗透性和污泥水热液化的滤液回收利用的技术，利用碱性结晶的玻璃纤维来改善污泥压滤过程中的粘弹特性和污泥水热液化的滤液来促进胞外聚合物水解。并且，碱性结晶的玻璃纤维表面富集碱性物质，在污泥水热反应时碱性物质可以强化污泥水解；过滤过程中玻璃纤维的刚性也能够强化污泥脱水，从而实现在较低能耗和较为温和条件下污泥深度脱水的目的。
本发明中所述利用改性废弃滤袋污泥深度脱水的方法充分利用了骨架材料和碱性催化污泥水解的优点，提高了有机物的水解能力，脱水时改善污泥粘弹性，提高脱水效率，降低能耗，同时多余的滤液可以对污泥进行预热，冷却后的滤液回到污水处理池进行进一步处理，且将废弃滤袋进行了资源化利用，降低了骨架材料的成本，且对废弃物进行了资源化利用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：
将废弃滤袋洗净后破碎成长度小于0.5cm的棒状纤维，接着将棒状玻璃纤维、镁铝水滑石溶液与过量尿素在110℃下结晶24h，过滤、洗涤，然后将得到的结晶体在350℃下煅烧4h，得到碱性结晶玻璃纤维。
以质量分数计，将用机械压滤后获得的滤液预热过的含水率80%的农药污泥100份、碱性结晶玻璃纤维10份、机械压滤后获得的滤液100份加入到热水解反应釜中，升温到60℃，反应90min，反应结束后对泥水混合物机械压滤，得到农药污泥的滤饼和滤液。
所述滤饼的含水率为55%，滤液可用于对未处理的污泥预热，冷却后循环到污泥处理池再处理。
实施例2：
将废弃滤袋洗净后破碎成长度小于0.5cm的棒状纤维，接着将棒状玻璃纤维、镁铝水滑石溶液与过量尿素在130℃下结晶18h，过滤、洗涤，然后将得到的结晶体在350℃下煅烧4h，得到碱性结晶玻璃纤维。
以质量分数计，将用机械压滤后获得的滤液预热过的含水率80%的市政污泥100份、碱性结晶玻璃纤维5份、机械压滤后获得的滤液100份加入到热水解反应釜中，升温到80℃，反应60min，反应结束后对泥水混合物机械压滤，得到农药污泥的滤饼和滤液。
所述滤饼的含水率为53%，滤液可用于对未处理的污泥预热，冷却后循环到污泥处理池再处理。
实施例3：
将废弃滤袋洗净后破碎成长度小于0.5cm的棒状纤维，接着将棒状玻璃纤维、镁铝水滑石溶液与过量尿素在150℃下结晶12h，过滤、洗涤，然后将得到的结晶体在350℃下煅烧4h，得到碱性结晶玻璃纤维。
以质量分数计，将用机械压滤后获得的滤液预热过的含水率80%的市政污泥100份、碱性结晶玻璃纤维20份、机械压滤后获得的滤液100份加入到热水解反应釜中，升温到100℃，反应45min，反应结束后对泥水混合物机械压滤，得到农药污泥的滤饼和滤液。
所述滤饼的含水率为51%，滤液可用于对未处理的污泥预热，冷却后循环到污泥处理池再处理。
对比例1：
将废弃滤袋洗净后破碎成长度小于0.5cm的棒状纤维，接着将棒状玻璃纤维、镁铝水滑石溶液与过量尿素在150℃下结晶12h，过滤、洗涤，然后将得到的结晶体在350℃下煅烧4h，得到碱性结晶玻璃纤维。
以质量分数计，将用机械压滤后获得的滤液预热过的含水率80%的市政污泥100份、碱性结晶玻璃纤维10份、蒸馏水100份加入到热水解反应釜中，升温到60℃，反应90min，反应结束后对泥水混合物机械压滤，得到农药污泥的滤饼和滤液。
所述滤饼的含水率为61%，滤液可用于对未处理的污泥预热，冷却后循环到污泥处理池再处理。
对比例2：
将废弃滤袋洗净后破碎成长度小于0.5cm的棒状纤维，接着将棒状玻璃纤维、镁铝水滑石溶液与过量尿素在150℃下结晶12h，过滤、洗涤，然后将得到的结晶体在350℃下煅烧4h，得到碱性结晶玻璃纤维。
以质量分数计，取用机械压滤后获得的滤液预热过的含水率80%的市政污泥100份，然后将蒸馏水100份加入到热水解反应釜中，升温到60℃，反应90min，反应结束后对泥水混合物机械压滤，得到农药污泥的滤饼和滤液。
所述滤饼的含水率为62%，滤液可用于对未处理的污泥预热，冷却后循环到污泥处理池再处理。
与对比例相比，实施例1~3中所述利用改性废弃滤袋污泥深度脱水的方法充分利用了骨架材料和碱性催化污泥水解的优点，提高了有机物的水解能力，脱水时改善污泥粘弹性，提高脱水效率，降低能耗。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，包括：
将废弃滤袋洗净后破碎，得到棒状玻璃纤维，接着将棒状玻璃纤维、过量镁铝水滑石溶液、过量尿素共结晶反应，过滤、洗涤，然后煅烧，得到碱性结晶玻璃纤维；
将污泥和碱性结晶玻璃纤维混合，将混合物水热反应，反应结束后机械压滤，获得深度脱水的污泥滤饼。
2.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，所述棒状玻璃纤维的长度不超过0.5cm。
3.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，所述镁铝水滑石溶液中，镁铝摩尔比为Mg2+:Al3+=4:1。
4.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，所述结晶反应的条件为：在110~150℃下反应12~24h。
5.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，所述煅烧的条件为：在350℃下煅烧4h。
6.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，所述污泥为含水率80~85%的污泥。
7.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，所述碱性结晶玻璃纤维的用量为污泥质量的5~20%。
8.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，水热反应的条件为在60~100℃下反应45~90min。
9.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，机械压滤获得的滤液加入混合物中一同水热反应，所述滤液的加入量为混合物质量的20~50%。
10.根据权利要求1所述的利用改性废弃滤袋深度脱水污泥的方法，其特征在于，所述深度脱水的污泥滤饼的含水率低于60%。
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