CN114538745B - 一种污泥调理剂和污泥脱水方法 - Google Patents

一种污泥调理剂和污泥脱水方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种污泥调理剂和污泥脱水方法，涉及污泥处理及资源化应用技术领域。本发明的污泥调理剂包括以下重量份的组分：液体聚合硫酸铁150～250份，双氧水6～20份，无机调理剂50～120份；所述无机调理剂由以下质量分数的组分组成：污泥焚烧灰30％～55％，石灰石粉20％～30％，白云石粉20％～45％；所述污泥焚烧灰为造纸污泥和/或市政污泥经脱水焚烧后得到。本发明的污水脱水方法采用本发明的污泥调理剂进行污泥调理。采用本发明的污泥调理剂和污泥脱水方法，可以提高污泥脱水效率，而且调理剂用量少，污泥处理操作简单，有助于降低污水处理成本，降低污泥处置风险。

Description

一种污泥调理剂和污泥脱水方法
技术领域
本发明涉及污泥处理及资源化应用技术领域，特别是涉及一种污泥调理剂和污泥脱水方法。
背景技术
目前，污泥深度脱水的主流工艺包括热干化法、生物处理和化学处理脱水干化法。由于化学调理效果明显，涉及的设备结构简单，便于操作，所以在污泥处理行业主要采用化学调理配合机械脱水的方法实现污泥减量化。现有的污泥化学调理剂一般采用混凝剂、絮凝剂、助凝剂的制备原理和方法进行制备。实践发现，单组分的污泥化学调理剂往难以达到理想的脱水效果。近年来，国内外研究学者开始研发复合型调理剂或者将多种调理剂复合联用，以期提高污泥深度脱水性能。
公开号为CN101633549A的专利申请公开了一种生物质灰的污泥调理剂，包括生物质颗粒燃料燃烧后的产物30％～95％，生石灰粉5％～2％，粉煤灰0～50％。利用该调理剂调理污泥后，进行机械脱水，污泥泥饼含水量可降至40％～60％，污泥比阻降至10-6～10-7。生石灰、粉煤灰只起到助凝作用，石灰可以起到破坏部分絮凝体的作用，但包括生物质焚烧后的产物在内的无机物，仅对有机物含量较低的污泥调理有明显效果，当污泥有机物含量过高时，无机调理剂对细胞结合水及大部分胞外聚合物的破坏作用较小。
公开号为CN113526838A的专利申请公开了一种污泥脱水工艺，先利用聚合硫酸铁进行调理，利用聚合硫酸铁具备的水解、聚合、沉淀的效应，通过混凝作用使胶体粒子聚集，并中和颗粒和胶体污染物的电荷，提高污泥脱水性能；再经过两次带式脱水机进行压滤脱水，实现污泥减量。但是该工艺处理较为复杂，需要两段处理且处理时间也较长，且聚合硫酸铁用量较多时，污泥滤液呈酸性，有腐蚀设备风险。
公开号为CN111620539A的专利申请公开了一种污泥深度脱水调质方法，采用聚合硫酸铁和白云石、生石灰等酸碱联合调理污泥，使得聚合硫酸铁与生石灰等物质的作用得到较好发挥，但是该方法需要将含水率90％以上的污泥预脱水得到含水率80％左右的污泥才能进行调理脱水，而且预脱水段的处理方式及药剂种类可能会影响该专利申请中提到的带式深度脱水机的脱水效果。同时，当预脱水段污泥含水率高于82％甚至更高，以及污泥中有机质含量较高时，都可能会导致后端的深度脱水效果变差。
因此，有必要提供一种新的污泥深度脱水方法，简化处理流程，稳定脱水效果，降低污泥处理成本和处置风险。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种污泥调理剂，采用该污泥调理剂剂对污泥进行调理，可以破坏污泥絮体结构，中和污泥电荷，提高污泥脱水性能，而且调理剂用量少，污泥处理操作简单，有助于降低污水处理成本。
一种污泥调理剂，包括以下重量份的组分：液体聚合硫酸铁150～250份，双氧水6～20份，无机调理剂50～120份；所述无机调理剂由以下质量分数的组分组成：污泥焚烧灰30％～55％，石灰石粉20～30％，白云石粉20％～45％；所述污泥焚烧灰为造纸污泥和/或市政污泥经脱水焚烧后得到。
本发明的污泥调理剂，通过液体聚合硫酸铁、双氧水和无机调理剂之间的配合作用，可以满足较高有机质含量的污泥的调质，可在短时间内中和颗粒和胶体污染物的电荷，压缩双电层，减少胶体电位，使胶体脱除稳定，同时氧化污泥中EPS(胞外聚合物)等有机质成分，有助于提高后续的脱水效率。而且，与现有的污水调理剂相比，处理相同污水所需的用量更少，调理操作简单，降低污泥处理成本。
本发明的污泥调理剂中各原料的配比是按照污泥调理时的投加比例设置，方便污泥处理过程中投加原料。
液体聚合硫酸铁具备的较强的水解、聚合、沉淀性能，通过其一系列的水解聚合过程形成混凝效果，其作用优于氯化铁的效果，且不含氯离子，对后续的污泥处置影响较小；聚合硫酸铁混凝的同时会形成多种形式的多核络合阳离子，并与污泥颗粒或其中的化合物生成多核络合阳离子聚合物，通过这些阳离子聚合物的进一步水解，吸附、交联、架桥，使污泥中的胶体粒子聚集，并中和污泥颗粒和胶体所带的负电荷，压缩双电层，减少胶体电位，使胶体脱除稳定。双氧水的强氧化性破坏污泥絮体中的EPS，提高污泥的脱水性能。在酸性环境同时存在Fe离子的条件下，双氧水拥有更强的氧化性，以铁盐为催化剂，即可构成Fenton(芬顿)试剂，具有良好的氧化能力。
本发明的液体聚合硫酸铁与双氧水联合调理既发挥了聚铁的絮凝作用和双氧水的氧化作用，同时在酸性条件下聚合硫酸铁中存在的还原性铁与双氧水可构成类芬顿体系，增强双氧水的氧化能力，提高污泥的脱水性能。
采用本发明的污泥调理剂，避免了直接使用Fenton试剂调理污泥时需要药剂多，调理时间长，过程繁琐的问题，经过聚合硫酸铁+双氧水联合调理污泥后，再利用无机调理剂，既可以中和调理体系的酸性，同时又有中和污泥电性，起到助凝、吸附架桥的作用，进一步提高了污泥脱水性能，为污泥焚烧固体的资源化利用提供一种思路。
本发明中的污泥焚烧灰是以造纸污泥和/或市政污泥为原料，利用FeCl3与石灰调理脱水干化后焚烧得到的污泥产品，主要含CaO、Fe2O3及其他金属氧化物。
由于无机调理剂中含有污泥焚烧灰，污泥焚烧灰分中的CaO和Fe2O3会与聚合硫酸铁的酸溶液发生中和反应，消耗反应体系中的H+，产生相应的金属阳离子，提高污泥pH值，中和污泥电荷；而且体系中的SO4 2-和Ca2+形成CaSO4结晶，同时Fe3+完全水解形成具有架桥和卷扫(网捕)功能的Fe(OH)3絮体，将CaSO4结晶及污泥中的颗粒和部分滤液中的有机碎片结合在一起形成具有疏松多孔、具有一定刚性特征骨架结构的絮体，使得水分在高压下更易排出。
在其中一个实施例中，所述污泥焚烧灰可通过以下方法制备得到：取浓缩的造纸污泥和/或市政污泥，按干基污泥量计，添加7.8～10.2wt％FeCl3和10～20wt％CaO进行调理，脱水干化后置于105～110℃烘干，破碎研磨后过200目筛，将筛分后的污泥粉末置于550～650℃焚烧100～130min，即得。
在其中一个实施例中，所述污泥焚烧灰颗粒细度≥200目。
在其中一个实施例中，所述石灰石粉的颗粒细度≥200目。
在其中一个实施例中，所述白云石粉的颗粒细度≥200目。
上述无机调理剂不仅起到中和体系酸碱度的作用，而且颗粒细度小，比表面积大，反应速率快，可缩短反应的时间，提高污泥处理效率和污泥脱水性能。同时，其成分中的高价金属阳离子(Fe3+、Ca2+、Mg2+等)可起到电性中和、吸附架桥的作用，并破坏污泥胶体颗粒的稳定，使分散的小颗粒相互聚集形成大颗粒，从而进一步强化了污泥脱水性能。
相较于传统FeCl3与CaO调理污泥中CaO 15％～20％的使用量，本发明无机调理剂的使用量减少至10％～15％，且CaO含量较低。无机调理剂中包含一定比例的污泥焚烧灰，为相关污泥的处置提供了资源化利用的途径。
在其中一个实施例中，所述双氧水的浓度为27～30wt％。
本发明还提供一种污泥脱水方法，采用本发明所述的污泥调理剂对污泥进行调理。
采用本发明的污泥调理剂进行污水处理，对有机质含量较低或较高的污泥均具有较好的脱水效果，而且所需的药剂用量少，可在较短的调理时间内中和颗粒和胶体污染物的电荷，压缩双电层，减少胶体电位，使胶体脱除稳定，同时氧化污泥中EPS等有机质成分。
在其中一个实施例中，包括以下步骤：
浓缩：将含水率98％～99％的污泥浓缩至含水率95％～97％，得到浓缩污泥；
调理：依次向浓缩污泥中投加液体聚合硫酸铁、双氧水和无机调理剂，混合均匀，得到调理污泥；所述液体聚合硫酸铁的投加量为干基污泥重量的15～25％，所述双氧水的投加量为干基污泥重量的0.6～2％，所述无机调理剂的投加量为干基污泥重量的5～12％；
脱水：对调理污泥进行脱水，得到含水率为49％～61.5％的脱水污泥。
上述方法先将污泥进行浓缩，再利用污泥调理剂破坏污泥絮体结构，中和污泥电荷，提高污泥脱水性能；同时污泥焚烧灰等无机物中的钙镁铁等成分，可以调节污泥酸碱度，稳定脱水污泥，从而减少污泥处置风险。
在其中一个实施例中，所述浓缩步骤中，污泥为市政污泥。
在其中一个实施例中，所述调理步骤具体为：向浓缩污泥中投加聚合硫酸铁，60～80rap/min搅拌3～5min；投加双氧水，30～40rap/min搅拌3～5min；投加无机调理剂，30～40rap/min搅拌2～5min，得到调理污泥。
在其中一个实施例中，所述调理步骤在调理罐中进行。
在其中一个实施例中，所述脱水步骤具体为：采用板框压滤机对调理污泥进行压滤脱水。
在其中一个实施例中，所述板框压滤机的脱水压力为1～2MPa，脱水时间为20～30min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明使用液体聚合硫酸铁、双氧水和无机调理剂协同维持体系酸碱度，避免直接使用浓硫酸或高浓度硫酸，操作条件不苛刻，过程简单；在相同pH值下，聚合硫酸铁与双氧水投加量相较于芬顿试剂投加硫酸、硫酸亚铁与双氧水投加量降低约30％～45％；经聚合硫酸铁调理后的污泥pH约为3～3.3，避免了pH值较低，微生物细胞破裂，细胞内溶物流出，污泥颗粒尺寸减小，而造成污泥脱水性能恶化。同时可避免体系因pH过低而投加较多无机碱性物质进行中和反应而增加药剂量。本发明的污泥调理剂对不同有机含量的污泥均具有较好的调理效果，有效减少了单一酸或双氧水氧化效果差的问题，而且聚合硫酸铁成本较低，双氧水和无机调理剂使用量较少，且无机调理成分来源广，综合成本比Fenton+石灰和FeCl3+石灰调理的成本降低30％～40％。
本发明的污水处理方法可有效提高污泥脱水效果，所需的药剂用量少，可在较短的调理时间内中和颗粒和胶体污染物的电荷，压缩双电层，减少胶体电位，使胶体失稳，同时氧化污泥中EPS等有机质成分；而且，还可以调节污泥酸碱度，稳定脱水污泥，减少污泥处置风险。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合较佳的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
除非特殊说明，以下实施例和对比例的原料均为市售购得。液体聚合硫酸铁的全铁质量分数11.0％，密度1.45，盐基度8.0％～16％。可以理解地，以下原料的份数均为重量份数。
以下实施例或对比例中所用的污泥焚烧灰通过以下方法制备得到：取浓缩后的市政污泥(含水率约为95％～97％)，按干基污泥量计，添加8.0wt％FeCl3和15wt％CaO进行调理，搅拌10min，抽滤后于105℃烘至绝干，经破碎过200目筛后，置于马弗炉中600℃焚烧120min，即得。
实施例1
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁150份、30％的双氧水6份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰55％、石灰石粉25％、白云石粉20％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中污泥调理剂的投加方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为15％，双氧水的投加量为6％，无机调理剂的投加量为10％。例如，以1000g干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为150g，双氧水的投加量为6g，无机调理剂的投加量为100g。
二、污水处理
1、浓缩：将含水率99％的市政污泥(有机质占干基污泥重量的46.8wt％)通过污泥泵，泵入浓缩装置，将污泥含水率浓缩至96％，得到浓缩污泥；污泥浓缩可以有效减小污泥体积，提高污泥调理效率。
2、调理：将浓缩污泥通入调理罐中，先投加液体聚合硫酸铁，投加量为15％，70rap/min转速下搅拌混合3min；然后加入双氧水，投加量0.6％，35rap/min转速下搅拌混合5min；再加入无机调理剂，投加量10％，35rap/min转速下搅拌混合2min；得到调理污泥。
3、脱水：采用板框压滤机对调理污泥进行压滤脱水，板框压滤机压力为1.6MPa，压滤脱水时间20min，得到的泥饼含水率为55.45％。
实施例2
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁150份、30％的双氧水6份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中污泥调理剂的投加方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为15％，双氧水的投加量为0.6％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象(即待处理污水)与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为53.21％。
实施例3
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁150份、30％的双氧水6份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰30％、石灰石粉25％、白云石粉45％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中污泥调理剂的投加方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为15％，双氧水的投加量为0.6％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为57.46％。
实施例4
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁150份、30％的双氧水20份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中污泥调理剂的投加方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为15％，双氧水的投加量为2％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为61.27％。
实施例5
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁150份、30％的双氧水6份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度80～200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为15％，双氧水的投加量为0.6％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为66.78％。
实施例6
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁150份、30％的双氧水6份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度80～200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为15％，双氧水的投加量为0.6％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
1、浓缩：将含水率99％的市政污泥(有机质占干基污泥重量的46.8wt％)通过污泥泵，泵入浓缩装置，将污泥含水率浓缩至96％，得到浓缩污泥；污泥浓缩可以有效减小污泥体积，提高污泥调理效率。
2、调理：将浓缩污泥通入调理罐中，先投加液体聚合硫酸铁，投加量为15％，70rap/min转速下搅拌混合3min；然后加入双氧水，投加量0.6％，35rap/min转速下搅拌混合5min；再加入无机调理剂，投加量10％，35rap/min转速下搅拌混合22min；得到调理污泥。
3、脱水：采用板框压滤机对调理污泥进行压滤脱水，板框压滤机压力为1.6MPa，压滤脱水时间20min，得到的泥饼含水率为60.57％。
实施例7
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁200份、30％的双氧水10份，无机调理剂120份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度80～200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为20％，双氧水的投加量为1％，无机调理剂的投加量为12％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为62.46％。
实施例8
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁250份、30％的双氧水10份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度80～200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为25％，双氧水的投加量为1％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为58.44％。
实施例9
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁200份、30％的双氧水10份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为20％，双氧水的投加量为1％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为51.38％。
实施例10
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁250份、30％的双氧水10份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为25％，双氧水的投加量为1％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为58.21％。
实施例11
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁250份、30％的双氧水10份，无机调理剂50份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为25％，双氧水的投加量为1％，无机调理剂的投加量为5％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为61.51％。
实施例12
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁250份、30％的双氧水20份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为25％，双氧水的投加量为2％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为51.36％。
实施例13
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁250份、30％的双氧水20份，无机调理剂120份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为25％，双氧水的投加量为2％，无机调理剂的投加量为12％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为49.41％。
对比例1
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁250份、30％的双氧水40份，无机调理剂120份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为25％，双氧水的投加量为4％，无机调理剂的投加量为12％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为61.92％。
对比例2
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁400份、30％的双氧水40份，无机调理剂120份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为40％，双氧水的投加量为4％，无机调理剂的投加量为12％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为65.27％。
对比例3
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁200份、30％的双氧水10份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰65％、石灰石粉25％、白云石粉10％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为20％，双氧水的投加量为1％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为63.40％。
对比例4
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁200份、30％的双氧水10份，无机调理剂120份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰65％、石灰石粉25％、白云石粉10％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为20％，双氧水的投加量为1％，无机调理剂的投加量为12％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为64.25％。
对比例5
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁200份、30％的双氧水10份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：污泥焚烧灰20％、石灰石粉25％、白云石粉55％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为20％，双氧水的投加量为1％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为65.37％。
对比例6
一、污泥调理剂
由以下重量份的组分组成：液体聚合硫酸铁250份、30％的双氧水20份，无机调理剂100份。其中，无机调理剂由以下重量百分比的原料组成：石灰石粉50％、白云石粉50％。无机调理剂的颗粒细度≥200目。
在污水处理的调理步骤中投加污泥调理剂的方式为：以干基污泥量计，液体聚合硫酸铁的投加量为25％，双氧水的投加量为2％，无机调理剂的投加量为10％。
二、污水处理
本实施例的处理对象与实施例1相同，污水处理方式与实施例1基本相同，区别在于：将污泥调理剂替换为本实施例的污泥调理剂，将污泥调理剂的投加方式替换为本实施例的污泥调理剂的投加方式。经处理后，得到的泥饼含水率为66.52％。
对比例7
一种污泥脱水方法，包括以下步骤：
1、所用污泥为某市政污水处理厂沉淀池污泥，污泥含水率99％，进行污泥浓缩得到含水率96％的污泥，干基污泥中有机物含量46.8wt％。
2、向浓缩污泥先投加液体聚合硫酸铁，投加量为200g/kg(干基污泥)，50rap/min转速下搅拌混合3min；加入无机调理剂(污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％)，投加量5％，30rap/min转速下搅拌混合2min。
3、调理后污泥倒入板框压滤机，压滤压力1.6MPa，压滤时间20min，泥饼含水率测得67％。
对比例8
一种污泥脱水方法，包括以下步骤：
1、所用污泥为某市政污水处理厂沉淀池污泥，污泥含水率99％，进行污泥浓缩得到含水率96％的污泥，干基污泥中有机物含量41.3wt％。
2、向浓缩污泥先投加液体聚合硫酸铁，投加量为250ml/kg(干基污泥)，50rap/min转速下搅拌混合3min。
3、调理后污泥倒入板框压滤机，压滤压力1.6MPa，压滤时间20min，泥饼含水率测得65％。
对比例9
1、所用污泥为某市政污水处理厂沉淀池污泥，污泥含水率99％，进行污泥浓缩得到含水率96％的污泥，干基污泥中有机物含量46.8wt％。
2、向浓缩污泥先投加液体聚合硫酸铁，投加量为200ml/kg(干基污泥)，50rap/min转速下搅拌混合3min；然后加入双氧水，投加量0.6％，30rap/min转速下搅拌混合5min。
3、调理后污泥倒入板框压滤机，压滤压力1.6MPa，压滤时间20min，泥饼含水率测得64％。
对比例10
1、所用污泥为某市政污水处理厂沉淀池污泥，污泥含水率99％，进行污泥浓缩得到含水率96％的污泥，干基污泥中有机物含量46.8wt％。
2、向浓缩污泥直接入无机调理剂(污泥焚烧灰45％、石灰石粉25％、白云石粉30％)，投加量12％，40rap/min转速下搅拌混合2min。
3、调理后污泥倒入板框实验压滤机，压滤压力1.6MPa，压滤时间20min，泥饼含水率测得65％。
针对同一种污泥(干基污泥中有机质含量46.8％)，上述实施例1-13和对比例1-6的污泥处理方案与脱水效果比较如表1所示，
表1污泥处理方案与脱水效果比较
Figure BDA0003562038140000121
注：表中比例均为单位干基污泥中药剂质量投加比例；括号内比例分别为污泥焚烧灰、石灰石粉、白云石粉在无机调理剂中的占比。
由表中结果可知，实施例1-4、9-10和对比例3-6的结果表明，污泥焚烧灰在30％～55％，白云石粉20％～45％的配比时，在一定聚合硫酸铁和双氧水条件下，可以实现较好的脱水效果；由于焚烧灰中含较多CaO和Fe2O3，在酸溶液中会提高反应离子的含量，进而促进污泥的絮凝与氧化速率，而白云石中主要含CaO、MgO，石灰石主要成分为CaCO3，虽然可以起到较好的吸附架桥和中和体系酸度的作用，但是当体系中的铁和消耗完后，同等比例下的无机调理剂对污泥中的有机成分的破坏能力有限，而但体系中再增加铁离子后，氧化、吸附水解反应会继续进行从而使污泥中有机成分减少而提高脱水性能。
由实施例1-8可知，无机调理剂的颗粒越小(目数越大)，颗粒的比表面积越大，其吸附、架桥速度越快，其从而缩短搅拌时间短，提高污泥处理效率和污泥脱水性能。其中，实施例8与实施例5～7相比，相同无机调理剂粒度下，适当增加聚合硫酸铁的量，可以改善污泥脱水性能；而与实施例2、10相比，无机调理剂颗粒越小越有利于污泥调理脱水，且颗粒大小对污泥调理的影响强于增加聚合硫酸铁和双氧水对污泥调理的影响。
由实施例9-13和对比例1-2可知，当聚合硫酸铁的量较高时，造成体系中的H+增多，溶液pH下降，在调理过程中部分细胞会出现破裂并释放细胞内的大量蛋白等细胞内溶物，从而增加了污泥溶液粘度及细胞壁碎片造成了污泥颗粒变小。污泥颗粒变小和污泥粘度升高，造成在压滤过程中，较小的颗粒随着压缩比的提高会严重阻塞透水通道而导致污泥中的水不能进一步挤出，造成泥饼含水率较高。对比例1中当铁离子消耗完后，过多的双氧水无选择性氧化严重破坏了微生物细胞的完整性，导致污泥过度碎片化而导致污泥的脱水性能变差，造成脱水泥饼含水率升高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种污泥脱水方法，其特征在于，采用污泥调理剂对污泥进行调理，所述污泥调理剂包括以下重量份的组分：液体聚合硫酸铁150～250份，双氧水6～20份，无机调理剂50～120份；
所述双氧水的浓度为27～30wt％，所述液体聚合硫酸铁的全铁质量分数11.0％，密度1.45，盐基度8.0％～16％；
所述无机调理剂由以下质量分数的组分组成：污泥焚烧灰30％～55％，石灰石粉20％～30％，白云石粉20％～45％；所述污泥焚烧灰为造纸污泥和/或市政污泥经脱水焚烧后得到；所述污泥焚烧灰颗粒细度≥200目，所述石灰石粉的颗粒细度≥200目，所述白云石粉的颗粒细度≥200目；
所述污泥焚烧灰通过以下方法制备得到：取浓缩的造纸污泥和/或市政污泥，按干基污泥量计，添加7.8～10.2wt％FeCl3和10～20wt％CaO进行调理，脱水干化后置于105～110℃烘干，破碎研磨后过200目筛，将筛分后的污泥粉末置于550～650℃焚烧100～130min，即得；
所述调理包括以下步骤：
浓缩：将含水率98％～99％的污泥浓缩至含水率95％～97％，得到浓缩污泥；
调理：向浓缩污泥中投加液体聚合硫酸铁，60～80rap/min搅拌3～5min；投加双氧水，30～40rap/min搅拌3～5min；投加无机调理剂，30～40rap/min搅拌2～5min，得到调理污泥；所述液体聚合硫酸铁的投加量为干基污泥重量的15～25％，所述双氧水的投加量为干基污泥重量的0.6～2％，所述无机调理剂的投加量为干基污泥重量的5～12％；
脱水：对调理污泥进行脱水，得到含水率为49％～61.5％的脱水污泥。
2.根据权利要求1所述的污泥脱水方法，其特征在于，所述浓缩步骤中，污泥为市政污泥。
3.根据权利要求1所述的污泥脱水方法，其特征在于，所述调理步骤在调理罐中进行；所述脱水步骤具体为：采用板框压滤机对调理污泥进行压滤脱水。
4.根据权利要求3所述的污泥脱水方法，其特征在于，所述板框压滤机的脱水压力为1～2MPa，脱水时间为20～30min。
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