CN112374721B - 一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，包括以下步骤：(1)调配改性右旋糖酐溶液；(2)将粘胶纤维生产过程中的预处理污泥和活性污泥混合，添加调配好的改性右旋糖酐溶液，搅拌，得到泥水混合液；(3)将所述泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分。本发明采用改性右旋糖酐处理污泥，工艺运行更加稳定、安全，由于其有机特性，过程中可被降解，不会增加污泥固量，且压滤过程中不与滤布黏连，可节省滤布费用，污泥中不添加大颗粒物质，不会磨损泵体等设备，产出的高锌污泥可进行外售，减少运行费用，改性右旋糖酐在处理粘胶污泥的应用，实现了固废的减量增效，对粘胶行业污泥处理具有推动和指导意义。

Description

一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法
技术领域
本发明涉及一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，属于粘胶纤维生产领域，尤其是粘胶纤维水处理中污泥处理领域。
背景技术
目前，大多数粘胶纤维工厂采用生化处理系统，生化系统产生的活性污泥含大量胶质微粒，与水的亲和力很强，若不作适当的处理，污泥脱水将非常困难。当前化纤行业污泥处理方法大致分为两类：一种是污泥添加阳离子絮凝剂再加入聚铝或聚铁盐，利用滤带机或普通板框压滤机处理污泥，脱水滤饼含水在75％-80％，由于该种污泥添加了较多重金属物质，虽含有一定量的锌离子，但已失去回收利用价值，处理后的污泥经第三方焚烧或填埋。这种方式运行成本较高，且处理污泥过程中的浸出液含有较高浓度的重金属，容易对水体造成污染；另一种方式是在处理过程中使用电石渣或石灰粉增加污泥骨架来达到出泥效果，因电石渣或石灰粉碱性较强，为保证经脱水后泥饼pH浸出液指标严格控制在一定范围内(pH<12.5)，工艺上会使用浓H2SO4回调污泥pH值，此工艺在后续普通板框压滤机或高压板框压滤机压榨过滤过程中经常造成滤布堵塞，且污泥中的大颗粒物磨损螺杆泵等设备。该运行控制不稳定，可能造成出泥含水偏高，泥饼不成型，造成外运困难，容易造成二次污染。在添加大量的电石渣或石灰粉等物质后，产出污泥翻倍增量，处理后的污泥含锌较低，不利于进行污泥外销。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用改性右旋糖酐处理粘胶污泥的方法，使用的药剂为有机药剂，具有碳源的滤液进入污水系统后可被降解，不会增加污泥固含量，不会对出水造成影响。其工艺可行，稳定有效，可以利用普通板框压滤机进行压榨，处理后的泥饼含水率在60％以下，出泥含锌较高，可以进行外销，减少运行费用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法包括以下步骤：
(1)调配改性右旋糖酐溶液；
(2)将粘胶纤维生产过程中的预处理污泥和活性污泥混合，添加调配好的改性右旋糖酐溶液，搅拌，得到泥水混合液；
(3)将所述泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤(1)中，将所述改性右旋糖酐与生产水配置成溶液，其质量分数为0.5％-1％。
进一步，所述配置成溶液的方法包括溶解和搅拌两个步骤，先将生产水注入储罐中，储罐带有液位计及搅拌设备，生产水常温控制，加入对应量的改性右旋糖酐后，搅拌均匀，搅拌速度控制在30-40r/min，搅拌时间为13-17min。
采用上述进一步方案的有益效果是右旋糖酐是一种以蔗糖为底物经过酶催化反应产生的中性多糖，其不具备污泥破壁、脱水的性能。利用右旋糖酐无毒、无害，可为生化微生物提供大量的碳源能量性质，利用右旋糖酐和带正电荷的酰胺类物质进行接枝反应，反应产物即改性右旋糖酐，具备絮凝功能，与污泥胶质微粒的负电荷形成强氧化电位，通过电荷中和反应，达到细胞破壁作用，使细胞脱水，经普通板框压滤机压滤，泥饼含水率在60％以下。
进一步，步骤(2)中，所述预处理污泥为由粘胶纤维生产过程中的污水进入生化阶段前的预处理阶段产生的废水经过调解pH值和絮凝处理后产生的污泥，干基污泥含锌量在28-30％，固含量在3.0-4.6％。
进一步，步骤(2)中，所述活性污泥为由粘胶纤维生产过程中的污水在生化处理阶段产生的污泥，干基污泥含锌量小于1％，固含量在1.3-3.6％。
采用上述进一步方案的有益效果是活性污泥是污水生化处理后产生的污泥，具体是污水生化工段二沉池排放的剩余污泥。
粘胶行业水处理过程产生的污泥种类主要分为预处理污泥和活性污泥，预处理污泥是在污水进入生化前的预处理阶段产生的，从调节池来水pH值为2-3，经过电石渣或石灰粉调节中和pH，再经过絮凝剂作用将泥渣等进行絮凝沉淀。由于主车间工艺添加了大量的ZnSO4，使预处理污泥中含有大量的锌离子，干基污泥含锌量(质量分数)在28-30％，固含量(质量分数)在3.0-4.6％。活性污泥主要是在生化阶段产生，由于其微生物特性，使其含有大量的菌胶团，不易脱水，前段预处理已将大量锌离子沉淀于泥渣中，活性污泥固含量在1.3-3.6％，干基活性污泥锌含量低于1％。而一般处理后的污泥中含锌量大于10％，可以外售给煅烧氧化锌的企业进行处理。为了达到一定的含锌量，需要将预处理污泥和活性污泥按一定的比例混合后进行处理。
进一步，步骤(2)中，所述预处理污泥和所述活性污泥的混合比例为体积比0.8:1-1.5:1。
进一步，步骤(2)中，调配好的改性右旋糖酐溶液的添加比例为所述预处理污泥和所述活性污泥的混合物总体积的1.25％-2.5％，搅拌速度控制在20-30r/min，搅拌时间为10-15min。
采用上述进一步方案的有益效果是开始搅拌后，改性右旋糖酐与污泥颗粒发生初步絮凝，并产生微小矾花，搅拌10-15min后，小矾花聚集产生颗粒较大的矾花颗粒，泥沉积在底部，出现泥水分层现象，需立即停止搅拌，若继续搅拌会将形成的分子链剪断。而改性右旋糖酐溶液加入比例需要恰当，加入比例过低，污泥不成型，不利于脱水，加入比例过高增加污泥处理成本。
进一步，步骤(3)中，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在7-8公斤，压榨压力控制在10-12公斤，进料时间2-3h，进料流量100-130m3/h，压榨时间30-45min。
采用上述进一步方案的有益效果是板框压滤机分普通板框压滤机和高压板框压滤机两类，改性右旋糖酐处理粘胶污泥的方法中选用普通板框压滤机就能满足出泥要求，可减少设备投入费用。
进一步，步骤(3)中，脱出水分后的污泥含水率降到60％以下，干基污泥含锌量达到10％以上。
进一步，在步骤(2)和步骤(3)中，整个药剂及污泥的输送过程尽量避免选用离心设备，防止因剪切力将改性右旋糖酐的分子链剪断，使药剂失效。
本发明的主要步骤是：改性右旋糖酐溶液添加到配置好比例的活物污泥与预处理污泥中，经带搅拌的设备搅拌均匀，实现泥水分离目的，用普通板框压滤机压榨出泥。本发明的有益效果是：本发明采用改性右旋糖酐处理污泥，取代了原有的“阳离子絮凝剂+聚铁/聚铝盐”及“电石渣+H2SO4”的污泥处理工艺，工艺运行更加稳定、安全，由于其有机特性，过程中可被降解，不会增加污泥固量，且压滤过程中不与滤布黏连，可节省滤布费用，污泥中不添加大颗粒物质，不会磨损泵体等设备，产出的高锌污泥可进行外售，减少运行费用，改性右旋糖酐在处理粘胶污泥的应用，实现了固废的减量增效，对粘胶行业污泥处理具有推动和指导意义。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明涉及一种一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，包括以下步骤：
(1)将改性右旋糖酐加生产水调配，调配比例质量分数0.5％-1％。具体为：先将生产水注入储罐中，储罐带有液位计及搅拌设备，生产水常温控制，加入对应量的改性右旋糖酐后，搅拌均匀，搅拌速度控制在30-40r/min，搅拌时间为13-17min。
(2)将粘胶纤维生产过程中的预处理污泥和活性污泥混合，预处理污泥和活性污泥混合比例为体积比0.8:1-1.5:2，添加调配好的改性右旋糖酐溶液，添加比例所述预处理污泥和所述活性污泥的混合物总体积的1.25％-2.5％。进行搅拌，搅拌速度控制在20-30r/min，改性右旋糖酐与污泥颗粒发生初步絮凝，并产生微小矾花，搅拌10-15min后，小矾花聚集产生颗粒较大的矾花颗粒，泥沉积在底部，出现泥水分层现象，立即停止搅拌。
其中，所述预处理污泥为由粘胶纤维生产过程中的污水进入生化阶段前的预处理阶段产生的废水经过调解pH值和絮凝处理后产生的污泥，干基污泥含锌量在28-30％，固含量在3.0-4.6％。所述活性污泥为由粘胶纤维生产过程中的污水在生化处理阶段产生的污泥，干基污泥含锌量小于1％，固含量在1.3-3.6％。
(3)将改性右旋糖酐处理后的泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在7-8公斤，压榨压力控制在10-12公斤，进料时间2-3h，进料流量100-130m3/h，压榨时间30-45min。脱出水分后的污泥含水率降到60％以下，干基污泥含锌量达到10％以上。
以下用具体实施例和对比例来说明上述问题。
实施例1
将改性右旋糖酐加生产水配置成质量分数为0.5％的溶液，搅拌速度控制在35r/min，搅拌时间13min。
将预处理污泥和活性污泥混合按体积比0.8:1比例混合，总体积为80m3，利用搅拌器进行搅拌混合均匀，搅拌转速：25r/min。搅拌时间为15min。按体积比1.25％加入1m3添加改性右旋糖酐溶液，开始搅拌后，搅拌速度控制在30r/min，改性右旋糖酐与污泥颗粒发生初步絮凝，并产生微小矾花，搅拌10min后，小矾花聚集产生较大的矾花颗粒并沉积下来产生泥水分层现象，停止搅拌。
将改性右旋糖酐处理后的泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在7公斤，压榨压力控制在10公斤，进料时间3h，进料流量100m3/h，压榨时间45min。脱出水分后的污泥含水率降至55％，处理后的干基污泥含锌量13％。
实施例2
将改性右旋糖酐加生产水配置成浓度为0.8％的溶液，搅拌速度控制在35r/min，搅拌时间15min。
将预处理污泥和活性污泥混合按体积比1:1比例混合，总体积为80m3，利用搅拌器进行搅拌混合均匀，搅拌转速：25r/min。搅拌时间为15min。按体积比2.0％加入1.6m3添加改性右旋糖酐溶液，开始搅拌后，搅拌速度控制在25r/min，改性右旋糖酐与污泥颗粒发生初步絮凝，并产生微小矾花，搅拌12min后，小矾花聚集产生较大的矾花颗粒并沉积下来产生泥水分层现象，停止搅拌。
将改性右旋糖酐处理后的泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在8公斤，压榨压力控制在12公斤，进料时间2h，进料流量130m3/h，压榨时间45min。脱出水分后的污泥含水率降至50％，处理后的干基污泥含锌量14％。
实施例3
将改性右旋糖酐加生产水配置成浓度为1％的溶液，搅拌速度控制在35r/min，搅拌时间17min。
将预处理污泥和活性污泥混合按体积比1.5:1比例混合，总体积为80m3，利用搅拌器进行搅拌混合均匀，搅拌转速：25r/min。搅拌时间为15min。按体积比2.5％加入2m3添加改性右旋糖酐溶液，开始搅拌后，搅拌速度控制在20r/min，改性右旋糖酐与污泥颗粒发生初步絮凝，并产生微小矾花，搅拌15min后，小矾花聚集产生较大的矾花颗粒并沉积下来产生泥水分层现象，停止搅拌。
将改性右旋糖酐处理后的泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在7.5公斤，压榨压力控制在11公斤，进料时间2.5h，进料流量120m3/h，压榨时间40min。脱出水分后的污泥含水率降至48％，处理后的干基污泥含锌量17％。
对比例1
将改性右旋糖酐加生产水配置成浓度为0.8％的溶液，搅拌速度控制在35r/min，搅拌时间15min。
将预处理污泥和活性污泥混合按体积比0.6:1比例混合，总体积为80m3，利用搅拌器进行搅拌混合均匀，搅拌转速：25r/min。搅拌时间为15min。混合均匀后，按体积比3％加入2.4m3调配好的改性右旋糖酐溶液，搅拌均匀。添加改性右旋糖酐溶液，开始搅拌后，搅拌速度控制在25r/min，改性右旋糖酐与污泥颗粒发生初步絮凝，并产生微小矾花，搅拌15min后，小矾花聚集产生较大的矾花颗粒并沉积下来产生泥水分层现象，停止搅拌。
将改性右旋糖酐处理后的泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在7公斤，压榨压力控制在11公斤，进料时间2.5h，进料流量120m3/h，压榨时间50min。脱出水分后的污泥含水率降至65％，处理后的干基污泥含锌量9％。
对比例2
将改性右旋糖酐加生产水配置成浓度为0.8％的溶液，搅拌速度控制在35r/min，搅拌时间15min。
将预处理污泥和活性污泥混合按体积比1:2比例混合，总体积为80m3，利用搅拌器进行搅拌混合均匀，搅拌转速：25r/min。搅拌时间为15min。混合均匀后，按体积比3.8％加入3.04m3调配好的改性右旋糖酐溶液，搅拌均匀。添加改性右旋糖酐溶液，开始搅拌后，搅拌速度控制在25r/min，改性右旋糖酐与污泥颗粒发生初步絮凝，并产生微小矾花，搅拌15min后，小矾花聚集产生较大的矾花颗粒并沉积下来产生泥水分层现象，停止搅拌。
将改性右旋糖酐处理后的泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在7公斤，压榨压力控制在11公斤，进料时间2.5h，进料流量110m3/h，压榨时间55min。脱出水分后的污泥含水率降至68％，处理后的干基污泥含锌量10％。
对比例3
将改性右旋糖酐加生产水配置成浓度为0.8％的溶液，搅拌速度控制在35r/min，搅拌时间15min。
将预处理污泥和活性污泥混合按体积比0.8:1比例混合，总体积为80m3，利用搅拌器进行搅拌混合均匀，搅拌转速：25r/min。搅拌时间为15min。混合均匀后，按体积比1％加入0.8m3，开始搅拌后，搅拌速度控制在25r/min，改性右旋糖酐与污泥颗粒发生初步絮凝，并产生微小矾花，搅拌20min后，小矾花聚集产生较大的矾花颗粒并沉积下来产生泥水分层现象，停止搅拌。
将改性右旋糖酐处理后的泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在7公斤，压榨压力控制在10公斤，进料时间3h，进料流量100m3/h，压榨时间70min。脱出水分后的污泥含水率降至70％，处理后的干基污泥含锌量12％。
实施例1-3及对比例1-3中的技术参数以及处理结果如下表所示。
实施例1-3 对比例1 对比例2 对比例3
改性右旋糖酐溶液加入比例 1.25％ 3％ 3.8％ 1％
预处理污泥和活性污泥混合比例 0.8:1-1.5:1 0.6:1 1:2 0.8:1
污泥脱水时间 33-42min 50min 55min 70min
处理后污泥含水率 48％-55％ 65％ 68％ 70％
处理后干基污泥含锌 13％-17％ 9％ 10％ 12％
经过对比分析，采用本发明的生产工艺(实施例1-3)，可以将经过很低比例改性右旋糖酐溶液处理后的污泥达到60％以下的含水率和大于10％的含锌。对比例1-2，活性污泥加入比例过高，改性右旋糖酐溶液加入比例高、污泥脱水时间长，脱水后污泥的含水率高，由于活性污泥加入比例高，造成处理后干基污泥的含锌低我，无法外销。而对比例3是将实施例1中的改性右旋糖酐溶液加入比例降低，两种污泥的混合比例不变，出现泥水分离的时间延长，脱水时间加长，处理后污泥含水率高。
由此可见，基于本发明采用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的发明构思，需要严格控制技术参数，尤其是改性右旋糖酐溶液加入比例以及预处理污泥和活性污泥混合比例，必须要在本发明限定的比例范围内，一旦超出，就会带来污泥压榨脱水时间的延长，耗能成本增加，还会影响最后污泥的含水率和干基污泥含锌量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）调配改性右旋糖酐溶液；利用右旋糖酐和带正电荷的酰胺类物质进行接枝反应，反应产物即改性右旋糖酐；
（2）将粘胶纤维生产过程中的预处理污泥和活性污泥混合，添加调配好的改性右旋糖酐溶液，搅拌，得到泥水混合液；所述预处理污泥为由粘胶纤维生产过程中的污水进入生化阶段前的预处理阶段产生的废水经过调解pH值和絮凝处理后产生的污泥，所述活性污泥为由粘胶纤维生产过程中的污水在生化处理阶段产生的污泥，所述预处理污泥和所述活性污泥的混合比例为体积比0.8:1-1.5:1，调配好的改性右旋糖酐溶液的添加比例为所述预处理污泥和所述活性污泥的混合物总体积的1.25%-2.5%；
（3）将所述泥水混合液利用压榨脱水设备脱出水分；脱出水分后的污泥含水率降到60%以下，干基污泥含锌量达到10%以上，外售给煅烧氧化锌的企业进行处理。
2.根据权利要求1所述一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，其特征在于，步骤（1）中，将所述改性右旋糖酐与生产水配置成溶液，其质量分数为0.5%-1%。
3.根据权利要求2所述一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，其特征在于，所述配置成溶液的方法包括溶解和搅拌两个步骤，先将生产水注入储罐中，储罐带有液位计及搅拌设备，生产水常温控制，加入对应量的改性右旋糖酐后，搅拌均匀，搅拌速度控制在30-40r/min，搅拌时间为13-17min。
4.根据权利要求1所述一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述预处理污泥的干基污泥含锌量质量分数在28-30%，固含量在3.0-4.6%。
5.根据权利要求1所述一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述活性污泥的干基污泥含锌量小于1%，固含量在1.3-3.6%。
6.根据权利要求1所述一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，其特征在于，步骤（2）中，搅拌速度控制在20-30r/min，搅拌时间为10-15min。
7.根据权利要求1所述一种利用改性右旋糖酐处理粘胶纤维污泥的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述压榨脱水设备为普通板框压滤机，运行压力控制在7-8公斤，压榨压力控制在10-12公斤，进料时间2-3h，进料流量100-130m3/h，压榨时间30-45min。
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高分子右旋糖酐的改性及生物多糖絮凝剂的合成;曾涛等;《第十一届中国酶工程学术研讨会论文摘要集》;20171021;第224页 *

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