CN113800743A - 一种造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，属于污泥处理技术领域。本发明通过以造纸污泥为主要原料配合以硅酸钙和含铝可溶性化合物，再对以上混合物进行热解和球磨，制得高效污泥脱水调理剂。将该高效污泥脱水调理剂对污泥特别是城市污泥进行调质，能够有效改善污泥的脱水性能，实现污泥的深度脱水，可见本发明不仅能实现造纸污泥的高效资源化利用，还能实现污泥特别是城市污泥的深度脱水，同时还能提高污泥的热值，为污泥的能源化利用创造条件。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法。
背景技术
造纸污泥是造纸污水处理过程中产生的固体废物，具有有机物含量高的特点。我国造纸污泥的产量大、资源化利用率低，目前的造纸污泥处理方式主要以填埋处置为主，这样不仅浪费了资源，还可能对环境造成二次污染，因此，急需研发造纸污泥的资源化利用技术，为造纸污泥的高效资源化利用提供技术支持。
随着世界经济的高速发展以及污水处理率的提高和处理程度的深化，城市污泥的产量与日俱增。如果城市污泥得不到恰当的处理，将会造成严重的二次污染。因此，城市污泥的合理处理与资源化利用已经成为当前最为棘手的环境问题之一。
为了寻求城市污泥资源化利用的新途径，国内外学者对城市污泥的特性进行了系统的研究，取得如下共识：(1)城市污泥具有含水量大、脱水困难的特点，未经处理的城市污泥含水率在98％左右，经机械脱水后的城市污泥含水率依然还有80％左右。(2)城市污泥富含有机物质，因而具有热值，城市污泥(干基)热值约为10-20MJ/kg，可达煤热值的1/3以上，城市污泥的能源化利用是最佳的途径选择。(3)城市污泥的资源化利用，特别是能源化利用，要求把城市污泥的水分降至40％以下。
目前，污泥深度脱水技术主要有两大类，一是污泥热力干化技术，如低温干化、烟气干化、太阳能干化等，能够将污泥干化到任意水分，但存在干化成本高、处理能力有限、对环境造成二次污染的不足；二是污泥调质+机械脱水技术，该技术用污泥脱水调理剂对污泥进行调质，改变污泥的脱水性能，然后用机械(板框压滤机)对污泥进行脱水，可以将污泥的水分从80％降至60％左右。该技术的特点是脱水成本低、环境友好，但存在脱水调理剂欠佳、脱水效果有限的缺陷。
因此，十分有必要提高一种既能实现造纸污泥资源化利用又能够降低城市污泥水分含量的方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，该方法不仅能够实现造纸污泥的高效资源化利用，同时所制得的脱水调理剂能够实现城市污泥的深度脱水，有效解决了造纸污泥资源化利用和城市污泥脱水困难的问题。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，其包括以下步骤：
S1、将造纸污泥、硅酸钙、含铝可溶性化合物按干基质量比为1:0.01～0.03:0.07～0.09的比例混合，并破碎，得混合物；
S2、将步骤S1所制得混合物置于热解炉中热解，得到热解产物；
S3、对步骤S2所制得的热解产物进行球磨2～5min，即得高效污泥脱水调理剂。
优选地，所述步骤S1中造纸污泥、硅酸钙、含铝可溶性化合物的干基质量比1:0.02:0.08。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤S1中造纸污泥的水分≦50％(质量百分数)、有机物的干基含量≧55％(质量百分数)。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤S1中破碎的破碎粒度≦30mm。
作为本发明优选的实施方式，所述含铝可溶性化合物为聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝、硫酸铝中的至少一种。
作为本发明优选的实施方式，所述步骤S2的热解温度为400～450℃、热解时间为0.5～2h。
作为本发明优选的实施方式，所述高效脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为45～80um、PH值为7～9，热值≧8.36MJ/kg。
本发明的目的之二旨在提供一种高效污泥脱水调理剂，该高效污泥脱水调理剂是按上述方法制得的。
作为本发明优选的实施方式，所述高效污泥脱水调理剂的使用量为污泥或城市污泥的0.3～0.5％。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明基于造纸污泥的特性、城市污泥脱水难及其资源化利用对水分的基本要求，以造纸污泥为主要原料、复配以硅酸钙和含铝可溶性化合物通过混合、破碎、热解、球磨等步骤制得高效污泥脱水调理剂，将高效污泥脱水调理剂应用于污泥或城市污泥的调质时，能够显著改善污泥特别是难脱水的城市污泥的脱水性能：当高效污泥脱水调理剂的添加量为城市污泥(含水95％)的0.4％时，能将城市污泥的污泥比值(SRF)、Zeta电位(绝对值)分别由原污泥的1.56×1013m/kg、-14.8mV降至为调质后的7.21×1011m/kg、-6.79mV。可见，本发明的脱水调理剂不仅能够使难脱水的城市污泥变得容易脱水，实现污泥的深度脱水同时还能提高城市污泥的热值。
综上，本发明不仅能实现造纸污泥的高效资源化利用，还能实现污泥特别是城市污泥的深度脱水，同时还能提高污泥的热值，为污泥的能源化利用创造条件。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
一种高效污泥脱水调理剂，其是按照以下的制备方法制得的：
S1、将造纸污泥、硅酸钙、含铝可溶性化合物按干基质量比为1:0.01～0.03:0.07～0.09的比例混合，并破碎至粒度≦30mm，得混合物；其中，造纸污泥的水分≦50％(质量百分数)、有机物的干基含量≧55％(质量百分数)；所述含铝可溶性化合物为聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝、硫酸铝中的至少一种；
S2、将步骤S1所制得混合物置于热解炉中在400～450℃的温度下热解0.5～1h，得到热解产物；
S3、对步骤S2所制得的热解产物进行球磨2～5min，即得高效污泥脱水调理剂，该高效污泥脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为45～80um、PH值为7～9，热值≧8.36MJ/kg。
实施例1：
1.原料：
(1)珠海华丰纸业造纸污泥300g，其含水率为38％，有机物(干基)含量为56％；(2)硅酸钙4g；(3)硫酸铝15g。
2.制备方法具体如下：
S1、将造纸污泥300g、硅酸钙4g、硫酸铝15g混合均匀并破碎至粒度≦30mm，得到混合物；
S2、将上述混合物送入热解炉进行热解，热解温度为400℃，热解时间为1小时，热解完成后自然冷却至常温，得热解产物；
S3、将上述热解产物置于球磨机中球磨4分钟，得到高效污泥脱水调理剂。
3.高效污泥脱水调理剂的技术性能指标
高效污泥脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为48um、PH值为8.5、热值为9.38MJ/kg。
4.应用效果
在100ml湘潭城市污泥(含水95％)中添加0.4g上述高效污泥脱水调理剂进行调质20分钟，湘潭城市污泥的污泥比值(SRF)、Zeta电位(绝对值)分别由原污泥的4.20×1013m/kg、-16.5mV降至为调质后的8.12×1011m/kg、-5.26mV，使难脱水的湘潭城市污泥变得非常容易脱水。
实施例2：
1.原料：
(1)珠海华丰纸业造纸污泥300g，其含水率为43％，有机物(干基)含量为58％；(2)硅酸钙3g；(3)聚合硫酸铝铁14g。
2.制备方法具体如下：
S1、将造纸污泥300g、硅酸钙3g、聚合硫酸铝铁14g混合均匀并破碎至粒度≦30mm，得到混合物；
S2、将上述混合物送入热解炉进行热解，热解温度为450℃，热解时间为1小时，热解完成后自然冷却至常温，得热解产物；
S3、将上述热解产物置于球磨机中球磨3分钟，得到高效污泥脱水调理剂。
3.高效污泥脱水调理剂的技术性能指标
高效污泥脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为58um、PH值为8.2、热值为9.42MJ/kg。
4.应用效果
在100ml湘潭城市污泥(含水95％)中添加0.4g上述高效污泥脱水调理剂进行调质20分钟，湘潭城市污泥的污泥比值(SRF)、Zeta电位(绝对值)分别由原污泥的4.20×1013m/kg、-16.5mV降至为调质后的9.86×1011m/kg、-6.50mV，使难脱水的湘潭城市污泥变得非常容易脱水。
实施例3：
1.原料：
(1)珠海华丰纸业造纸污泥300g，其含水率为50％，有机物(干基)含量为56％；(2)硅酸钙3g；(3)聚合氯化铝12g。
2.制备方法具体如下：
S1、将造纸污泥300g、硅酸钙3g、聚合氯化铝12g混合均匀并破碎至粒度≦30mm，得到混合物；
S2、将上述混合物送入热解炉进行热解，热解温度为420℃，热解时间为1小时，热解完成后自然冷却至常温，得热解产物；
S3、将上述热解产物置于球磨机中球磨2分钟，得到高效污泥脱水调理剂。
3.高效污泥脱水调理剂的技术性能指标
高效污泥脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为76um、PH值为8.8、热值为9.22MJ/kg。
4.应用效果
在100ml湘潭城市污泥(含水95％)中添加0.4g上述高效污泥脱水调理剂进行调质20分钟，湘潭城市污泥的污泥比值(SRF)、Zeta电位(绝对值)分别由原污泥的4.20×1013m/kg、-16.5mV降至为调质后的9.02×1011m/kg、-6.18mV，使难脱水的湘潭城市污泥变得非常容易脱水。
实施例4：
1.原料：
(1)山东银河纸业造纸污泥300g，其含水率为48.6％，有机物(干基)含量为60％；(2)硅酸钙3g；(3)聚合氯化铝12g。
2.制备方法具体如下：
S1、将造纸污泥300g、硅酸钙3g、聚合氯化铝12g混合均匀并破碎至粒度≦30mm，得到混合物；
S2、将上述混合物送入热解炉进行热解，热解温度为450℃，热解时间为1小时，热解完成后自然冷却至常温，得热解产物；
S3、将上述热解产物置于球磨机中球磨2分钟，得到高效污泥脱水调理剂。
3.高效污泥脱水调理剂的技术性能指标
高效污泥脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为74um、PH值为8.2、热值为9.62MJ/kg。
4.应用效果
在100ml株洲城市污泥(含水95％)中添加0.4g上述高效污泥脱水调理剂进行调质20分钟，株洲城市污泥的污泥比值(SRF)、Zeta电位(绝对值)分别由原污泥的8.12×1013m/kg、-19.12mV降至为调质后的8.46×1011m/kg、-7.14mV，使难脱水的株洲城市污泥变得非常容易脱水。
实施例5：
1.原料：
(1)山东银河纸业造纸污泥300g，其含水率为48.6％，有机物(干基)含量为60％；(2)硅酸钙3g；(3)硫酸铝12g。
2.制备方法具体如下：
S1、将造纸污泥300g、硅酸钙3g、硫酸铝12g混合均匀并破碎至粒度≦30mm，得到混合物；
S2、将上述混合物送入热解炉进行热解，热解温度为400℃，热解时间为1小时，热解完成后自然冷却至常温，得热解产物；
S3、将上述热解产物置于球磨机中球磨4分钟，得到高效污泥脱水调理剂。
3.高效污泥脱水调理剂的技术性能指标
高效污泥脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为50um、PH值为7.9、热值为9.58MJ/kg。
4.应用效果
在100ml株洲城市污泥(含水95％)中添加0.4g上述高效污泥脱水调理剂进行调质20分钟，株洲城市污泥的污泥比值(SRF)、Zeta电位(绝对值)分别由原污泥的8.12×1013m/kg、-19.12mV降至为调质后的7.62×1011m/kg、-5.97mV，使难脱水的株洲城市污泥变得非常容易脱水。
实施例6：
1.原料：
(1)山东银河纸业造纸污泥300g，其含水率为48.6％，有机物(干基)含量为60％；(2)硅酸钙3g；(3)聚合硫酸铝铁12g。
2.制备方法具体如下：
S1、将造纸污泥300g、硅酸钙3g、聚合硫酸铝铁12g混合均匀并破碎至粒度≦30mm，得到混合物；
S2、将上述混合物送入热解炉进行热解，热解温度为420℃，热解时间为1小时，热解完成后自然冷却至常温，得热解产物；
S3、将上述热解产物置于球磨机中球磨3分钟，得到高效污泥脱水调理剂。
3.高效污泥脱水调理剂的技术性能指标
高效污泥脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为68um、PH值为9、热值为9.47MJ/kg。
4.应用效果
在100ml株洲城市污泥(含水95％)中添加0.4g上述高效污泥脱水调理剂进行调质20分钟，株洲城市污泥的污泥比值(SRF)、Zeta电位(绝对值)分别由原污泥的8.12×1013m/kg、-19.12mV降至为调质后的9.83×1011m/kg、-8.46mV，使难脱水的株洲城市污泥变得非常容易脱水。
由上述实施例可见，通过本发明的方法所制得的脱水调理剂不仅能够使难脱水的城市污泥变得容易脱水，实现污泥的深度脱水同时还能提高城市污泥的热值，为污泥的能源化利用创造条件。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将造纸污泥、硅酸钙、含铝可溶性化合物按干基质量比1:0.01～0.03:0.07～0.09的比例混合，并破碎，得混合物；
S2、将步骤S1所制得混合物置于热解炉中热解，得到热解产物；
S3、对步骤S2所制得的热解产物进行球磨2～5min，即得高效污泥脱水调理剂。
2.根据权利要求1所述的造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，其特征在于：所述步骤S1中造纸污泥、硅酸钙、含铝可溶性化合物的干基质量比1:0.02:0.08。
3.根据权利要求1所述的造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，其特征在于：所述步骤S1中造纸污泥的水分质量百分数≦50％、有机物的干基含量质量百分数≧55％。
4.根据权利要求1所述的造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，其特征在于：所述步骤S1中破碎的破碎粒度≦30mm。
5.根据权利要求1所述的造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，其特征在于：所述含铝可溶性化合物为聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝、硫酸铝中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，其特征在于：所述步骤S2的热解温度为400～450℃、热解时间为0.5～2h。
7.根据权利要求1所述的造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法，其特征在于：所述高效脱水调理剂的粒度≦0.1mm、平均粒径为45～80um、PH值为7～9，热值≧8.36MJ/kg。
8.一种高效污泥脱水调理剂，其特征在于：其是按权利要求1～7中任一项所述的方法制得的。
9.根据权利要求7所述的高效污泥脱水调理剂，其特征在于：所述高效污泥脱水调理剂的使用量为污泥或城市污泥的0.3～0.5％。
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| CN202111203262.4A Pending CN113800743A (zh) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 一种造纸污泥制备高效污泥脱水调理剂的方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN113800743A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004345933A (ja) * | 2003-05-26 | 2004-12-09 | Sekisui Chem Co Ltd | 無機質硬化体及びその製造方法 |
| CN104445862A (zh) * | 2014-11-12 | 2015-03-25 | 郑州轻工业学院 | 利用造纸污泥制备的复合污泥脱水调理剂及其制备方法 |
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-
2021
- 2021-10-15 CN CN202111203262.4A patent/CN113800743A/zh active Pending
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Non-Patent Citations (1)
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| 王星等: "《污泥生物处理技术》", 30 April 2010, 冶金工业出版社, pages: 13 * |
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