CN113429112A - 一种新型污泥脱水方法 - Google Patents

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李爱元
董艳杰
孙向东
苏倡
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明属于水污染控制领域，具体涉及一种新型污泥脱水方法。本发明通过利用改性的双氰胺‑对苯二甲醛作为絮凝剂，通过调节絮凝pH和絮凝剂用量，选择聚丙烯酰胺溶液作为助凝剂，再通过在不同阶段调整搅拌速度使得污泥具备良好的脱水效果，且本发明脱水方法絮凝剂用量少、处理效率高、安全环保，操作难度低及絮凝效果稳定。

Description

一种新型污泥脱水方法
技术领域
本发明属于水污染控制领域，具体涉及一种新型污泥脱水方法。
背景技术
生物法处理污水是目前国内外应用最广泛的一种处理工艺，但生物法的主要缺点是在有效的净化废水的过程中会产生大量的剩余污泥。一般污水处理厂采用的机械脱水方式可将污泥含水率降低到70％～80％之间。由于污泥含水率较高，难以满足堆肥、填埋、焚烧等后续处置要求，因此污泥机械脱水之前一般都需要对污泥进行预处理，即污泥调理。污泥调理是通过投加调理剂改善污泥脱水性能，进而提高脱水后泥饼的含固率。
目前在世界范围内，利用絮凝剂进行化学调理在污泥处理领域广泛使用，成为化学调理的主流方向。其中无机絮凝絮凝剂存在的缺点是污泥的含固量低、颗粒比较细，投药量比较大，而且沉降速率及效率比较低。除此之外聚丙烯酰胺类的絮凝剂是有机高分子絮凝剂中最多的，但是因其合成和分离过程复杂，产品的生产成本高，在剩余污泥处理中不能应用推广。以双氰胺、甲醛为原料合成的双氰胺甲醛缩聚物(DDF)在剩余污泥脱水上有特殊的功效，它可以提供较多的阳离子，中和污泥中的负电荷而脱稳，性能优良，但双氰胺甲醛缩聚物(DDF)最大问题是处理时形成的絮体细小且分散，不利用沉降，影响其应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种絮凝剂用量少、处理效率高、安全环保的新型污泥脱水方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种新型污泥脱水方法，所述方法包括如下步骤：
S1、将污泥置于六联搅拌仪中；
S2、调整转速进行搅拌处理，然后调节pH，然后加入絮凝剂溶液继续搅拌；
S3、调整转速，再加入助凝剂溶液进行搅拌处理；
S4、调整转速进行搅拌处理，检测污泥溶液的毛细吸水时间；
S5、再将污泥溶液倒入脱水装置中，开启真空泵进行脱水处理。
在上述的一种新型污泥脱水方法中，步骤S2中调节pH为6-9。当污泥在酸性或碱性过强的环境中，会造成污泥絮体遭到破坏从而导致最后脱水处理效果变差。
在上述的一种新型污泥脱水方法中，步骤S2转速为300-400rpm。
在上述的一种新型污泥脱水方法中，步骤S2絮凝剂溶液浓度为30-40g/L。本发明中如果絮凝剂浓度过高，絮凝过程会发生胶体保护，使得最后脱水效果变差，浓度过低的话，絮凝的粘度不明显，也会降低脱水效果。
在上述的一种新型污泥脱水方法中，絮凝剂为改性的双氰胺-对苯二甲醛缩聚物。
作为优选，每1000mL污泥中絮凝剂溶液添加量为3-7mL。
作为优选，所述改性的双氰胺-对苯二甲醛缩聚物所述缩聚物包括如下质量份数的原料：35-45份双氰胺、8-15份改性剂、10-15份氯化铵、30-40份对苯二甲醛。
作为优选，改性剂为尿素、乙二胺、三聚氰胺中的一种或多种。
作为优选，所述改性的双氰胺-对苯二甲醛缩聚物的制备方法为：
S1、配置上述原料；
S2、先将反应釜进行预热，然后依次加入双氰胺、改性剂、氯化铵进行搅拌，在搅拌过程中添加对苯二甲醛；
S3、将反应釜升温然后保温，然后冷却至室温得到双氰胺-对苯二甲醛缩聚物。
在上述的一种新型污泥脱水方法中，步骤S3转速为80-120rpm。
在上述的一种新型污泥脱水方法中，助凝剂为浓度0.1-0.2wt％的聚丙烯酰胺溶液。本发明中选择聚丙烯酰胺溶液作为助凝剂是因为聚丙烯酰胺有较强的吸附架桥作用，添加后使得脱水效果更好。
作为优选，每1000mL污泥中助凝剂溶液添加量为0.5-2mL。
在上述的一种新型污泥脱水方法中，步骤S4转速为50-60rpm。
本发明通过三次搅拌速度的调节，达到最佳脱水效果。搅拌速度过低，絮凝剂与污泥不能充分混合，絮凝效果不明显；搅拌速度过高，会打散污泥絮体，导致絮凝剂网捕作用的降低。其中第一次调整转速是为了絮凝剂和污泥充分混合，达到脱水效果，后面两次速度逐渐降低主要是为了形成污泥絮体。
在上述的一种新型污泥脱水方法中，步骤S5脱水处理的真空度为0.1-0.15Mpa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过利用改性的双氰胺-对苯二甲醛作为絮凝剂，通过调节絮凝pH和絮凝剂用量，选择聚丙烯酰胺溶液作为助凝剂，再通过在不同阶段调整搅拌速度使得污泥具备良好的脱水效果，且本发明脱水方法絮凝剂用量少、处理效率高、安全环保，操作难度低及絮凝效果稳定。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
乙二胺改性双氰胺-对苯二甲醛絮凝剂的制备：
配置原料：40份双氰胺、10份乙二胺、15份氯化铵、35份对苯二甲醛；
先将反应釜预热至50℃，然后依次加入双氰胺、氯化铵、氯化铵进行搅拌，搅拌转速为70-80rpm，在搅拌过程中添加对苯二甲醛；
将反应釜升温调节pH至6，然后在90℃下保温3h，冷却至室温得到双氰胺-对苯二甲醛絮凝剂。
实施例1：
取1000mL采自污水厂二沉池回流剩余污泥，置于六联搅拌仪中，设置搅拌速度为300rpm，添加浓度为0.5wt％氢氧化钠调节溶液pH至7；
加入浓度为30g/L的乙二胺改性双氰胺-对苯二甲醛絮凝剂溶液5mL，并持续搅拌60s；
调整搅拌速度为100rpm，待搅拌速度稳定后，投加浓度为0.2wt％的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液1mL，持续搅拌2.5min；
待胶体稳定性被充分破坏，降低搅拌速度至50rpm，等待矾花聚集，沉淀，持续4min；
关闭搅拌装置，测定所得污泥溶液的毛细吸水时间(CST)；
将上述溶液倒入脱水装置中，开启真空泵，在真空度为0.105MPa的真空下进行脱水。
实施例2：
取1000mL采自污水厂二沉池回流剩余污泥，置于六联搅拌仪中，设置搅拌速度为350rpm，添加浓度为0.5wt％氢氧化钠调节溶液pH至7；
加入浓度为40g/L的乙二胺改性双氰胺-对苯二甲醛絮凝剂溶液5mL，并持续搅拌60s；
调整搅拌速度为100rpm，待搅拌速度稳定后，投加浓度为0.15wt％的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液1mL，持续搅拌2.5min；
待胶体稳定性被充分破坏，降低搅拌速度至50rpm，等待矾花聚集，沉淀，持续4min；
关闭搅拌装置，测定所得污泥溶液的毛细吸水时间(CST)；
将上述溶液倒入脱水装置中，开启真空泵，在真空度为0.105MPa的真空下进行脱水。
实施例3：
取1000mL采自污水厂二沉池回流剩余污泥，置于六联搅拌仪中，设置搅拌速度为300rpm，添加浓度为0.5wt％氢氧化钠调节溶液pH至7；
加入浓度为30g/L的乙二胺改性双氰胺-对苯二甲醛絮凝剂溶液4.5mL，并持续搅拌45s；
调整搅拌速度为120rpm，待搅拌速度稳定后，投加浓度为0.2wt％的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液1mL，持续搅拌2.5min；
待胶体稳定性被充分破坏，降低搅拌速度至50rpm，等待矾花聚集，沉淀，持续4min；
关闭搅拌装置，测定所得污泥溶液的毛细吸水时间(CST)；
将上述溶液倒入脱水装置中，开启真空泵，在真空度为0.105MPa的真空下进行脱水。
实施例4：
取1000mL采自污水厂二沉池回流剩余污泥，置于六联搅拌仪中，设置搅拌速度为400rpm，添加浓度为0.5wt％氢氧化钠调节溶液pH至7；
加入浓度为35g/L的乙二胺改性双氰胺-对苯二甲醛絮凝剂溶液3mL，并持续搅拌60s；
调整搅拌速度为120rpm，待搅拌速度稳定后，投加浓度为0.2wt％的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液1mL，持续搅拌2.5min；
待胶体稳定性被充分破坏，降低搅拌速度至50rpm，等待矾花聚集，沉淀，持续4min；
关闭搅拌装置，测定所得污泥溶液的毛细吸水时间(CST)；
将上述溶液倒入脱水装置中，开启真空泵，在真空度为0.105MPa的真空下进行脱水。
实施例5：
取1000mL采自污水厂二沉池回流剩余污泥，置于六联搅拌仪中，设置搅拌速度为300rpm，添加浓度为0.5wt％氢氧化钠2mL调节溶液pH至7；
加入浓度为30g/L的乙二胺改性双氰胺-对苯二甲醛絮凝剂溶液4mL，并持续搅拌50s；
调整搅拌速度为100rpm，待搅拌速度稳定后，投加浓度为0.2wt％的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液2mL，持续搅拌3min；
待胶体稳定性被充分破坏，降低搅拌速度至50rpm，等待矾花聚集，沉淀，持续4min；
关闭搅拌装置，测定所得污泥溶液的毛细吸水时间(CST)；
将上述溶液倒入脱水装置中，开启真空泵，在真空度为0.0115MPa的真空下进行脱水。
实施例6：
与实施例1的区别，仅在于，实施例6絮凝剂为双氰胺-甲醛缩聚物。
实施例7：
与实施例1的区别，仅在于，实施例7絮凝剂浓度为20g/L。
实施例8：
与实施例1的区别，仅在于，实施例8调节污泥溶液pH至3。
实施例9：
与实施例1的区别，仅在于，实施例9搅拌速度均设置为150rpm。
对比例1：
与实施例1的区别，仅在于，对比例1未添加絮凝剂。
对比例2：
与实施例1的区别，仅在于，对比例2不进行任何絮凝操作的情况下，测定污泥的毛细吸水时间，然后倒入脱水装置中，开启真空泵进行脱水处理。
表1：实施例1-9、对比例1污泥溶液毛细吸水时间(CST)和脱水后泥饼含水率
Figure BDA0003128165110000071
Figure BDA0003128165110000081
从上述结果可以看出，本发明通过利用尿素改性的双氰胺-对苯二甲醛作为絮凝剂，通过调节絮凝pH和絮凝剂用量，选择聚丙烯酰胺溶液作为助凝剂，再通过在不同阶段调整搅拌速度使得污泥具备良好的脱水效果，且本发明脱水方法絮凝剂用量少、处理效率高、安全环保，操作难度低及絮凝效果稳定。
本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种新型污泥脱水方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1、将污泥置于六联搅拌仪中；
S2、调整转速进行搅拌处理，加入絮凝剂溶液继续搅拌；
S3、调整转速，再加入助凝剂溶液进行搅拌处理；
S4、调整转速进行搅拌处理，检测污泥溶液的毛细吸水时间；
S5、将污泥溶液倒入脱水装置中，开启真空泵进行脱水处理。
2.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，步骤S2在加入絮凝剂溶液之前需要调节pH至6-9。
3.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，步骤S2转速为300-400rpm。
4.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，絮凝剂溶液为浓度30-40g/L的改性双氰胺-对苯二甲醛缩聚物。
5.根据权利要求1或4所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，每1000mL污泥中絮凝剂溶液添加量为3-7mL。
6.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，步骤S3转速为80-120rpm。
7.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，助凝剂溶液为浓度0.1％-0.2wt％的聚丙烯酰胺溶液。
8.根据权利要求1或7所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，每1000mL污泥中助凝剂溶液添加量为0.5-2mL。
9.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，步骤S4转速为50-60rpm。
10.根据权利要求1所述的一种新型污泥脱水方法，其特征在于，步骤S5脱水处理的真空度为0.1-0.15Mpa。
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