CN117263492A - 一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法 - Google Patents
一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法。该方法步骤如下：1)将壳聚糖季铵盐以一定投加量加入污泥中进行调理，慢速搅拌均匀，反应一定时间；2)加入一定量的聚合铝铁等无机絮凝剂进行调理，于一定转速混合均匀，反应一定时间；3)加入一定量的阳离子聚丙烯酰胺等有机助凝剂进行调理，慢速搅拌混合均匀，反应一定时间后进行板框压滤脱水。或步骤(1)与(2)互换，对市政污泥进行调理。本发明以天然高分子壳聚糖的衍生物壳聚糖季铵盐部分替代传统的铝铁无机絮凝剂，并与阳离子聚丙烯酰胺耦合，不仅大大提高了市政污泥脱水性能，还降低了脱水泥饼的电导率，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于污泥调理技术领域，具体涉及一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法。
背景技术
常见的无机絮凝剂如硫酸铝、硫酸铁等，会导致污泥泥饼的电导率升高。这是因为铝或铁在污泥调理过程中会与有机物络合，从而进入脱水泥饼中。而污泥泥饼电导率的提高会导致其在土地利用过程中带来巨大的环境风险，如污染地表或地下水等。因此，当前的污泥脱水领域迫切需要降低脱水泥饼电导率的药剂，从而满足未来所需的污泥无害化土地利用的发展需求与方向。
天然高分子助凝剂近年来受到了广泛的关注，是新型污泥调理药剂的重要研究方向之一。这是因为它解决了传统助凝剂价格高和二次污染的问题。因此，开发绿色、环保和无机药剂替代率较好，且能降低脱水泥饼电导率的污泥脱水调理剂具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，为了降低污泥脱水泥饼的电导率，本发明提供了一种用壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法。本发明通过将壳聚糖季铵盐与铝铁等无机药剂进行复合，通过增强正电荷密度，提高电中和性能，并耦合高分子的桥连作用，增大絮体尺寸，从而促进污泥脱水，降低铝铁的投量，从而降低脱水泥饼的电导率。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理污泥的方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖季铵盐以一定投加量加入污泥中进行调理，慢速搅拌均匀，反应一定时间；
(2)向步骤(1)体系中加入一定量的无机絮凝剂进行调理，搅拌混合均匀，反应一定时间；
(3)向步骤(2)体系中加入一定量的有机助凝剂进行调理，慢速搅拌混合均匀，反应一定时间，得到调理后污泥。
上述方法步骤(1)中，所述壳聚糖季铵盐的取代度为80％以上，所述壳聚糖季铵盐的投加量为污泥干固重的0.1％-0.8％，优选投加量为0.5％-0.8％，具体入0.7％、0.8％。
上述方法步骤(1)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。
上述方法步骤(1)中，所述反应的反应时间为5-30分钟，优选反应时间为10-20分钟。
上述方法步骤(2)中，所述无机絮凝剂可为铝和/或铁系的絮凝剂；
进一步地，所述无机絮凝剂可选自下述至少一种：聚合铝铁、硫酸铝、硫酸铁；
更进一步地，所述聚合铝铁可以是聚合氯化铝铁和聚合氯化铝铁中的至少一种。
上述方法步骤(2)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固重的0.5％-2％，优选投加量为0.5％-1.6％，具体入0.8％、1.4％。
进一步地，所述壳聚糖季铵盐与无机絮凝剂的质量比可为1:1-1:3。
上述方法步骤(2)中，所述搅拌的转速为50-150转/分钟，优选转速为50-100转/分钟。
上述方法步骤(2)中，所述反应的反应时间为30-60分钟，优选反应时间为30-40分钟。
上述方法步骤(3)中，所述有机助凝剂可选自下述至少一种：阳离子聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺。所述有机助凝剂的投加量为污泥干固重的0.4％-0.8％，具体如0.7％。
上述方法步骤(3)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。
上述方法步骤(3)中，所述反应的反应时间为5-20分钟，优选反应时间为5-15分钟。
当然，也可将上述方法步骤(1)、(2)中加入的调理剂进行互换，采用下述方法调理市政污泥，包括以下步骤：
(a)将一定量的无机絮凝剂加入污泥进行调理，搅拌混合均匀，反应一定时间；
(b)向步骤(a)体系中加入一定量的壳聚糖季铵盐进行调理，慢速搅拌均匀，反应一定时间；
(c)向步骤(b)体系中加入一定量的有机助凝剂进行调理，慢速搅拌混合均匀，反应一定时间，得到调理后污泥。
上述方法步骤(a)中，所述无机絮凝剂可为铝和/或铁系的絮凝剂；
进一步地，所述无机絮凝剂可选自下述至少一种：聚合铝铁、硫酸铝、硫酸铁等铝或铁系的絮凝剂；
更进一步地，所述聚合铝铁可以是聚合氯化铝铁和聚合氯化铝铁中的至少一种。
上述方法步骤(a)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固重的0.5％-2％，优选投加量为0.5％-1.6％。
上述方法步骤(a)中，所述搅拌的转速为50-150转/分钟，优选转速为50-100转/分钟。
上述方法步骤(a)中，所述反应的反应时间为30-60分钟，优选反应时间为30-40分钟。
上述方法步骤(b)中，所述壳聚糖季铵盐的取代度为80％以上，所述壳聚糖季铵盐的投加量为污泥干固重的0.1％-0.8％，优选投加量为0.5％-0.8％。
进一步地，所述壳聚糖季铵盐与无机絮凝剂的质量比可为1:1-1:3。
上述方法步骤(b)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。
上述方法步骤(b)中，所述反应的反应时间为5-30分钟，优选反应时间为10-20分钟。
上述方法步骤(c)中，所述有机助凝剂可选自下述至少一种：阳离子聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺。所述有机助凝剂的投加量为污泥干固重的0.4％-0.8％。
上述方法步骤(c)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。
上述方法步骤(c)中，所述反应的反应时间为5-20分钟，优选反应时间为5-15分钟。
本发明还提供了一种市政污泥脱水方法。
本发明所提供的市政污泥脱水方法，包括下述步骤：
(A)采用本发明提供的调理市政污泥的方法对污泥进行调理；
(B)将调理后的污泥进行板框压滤脱水。
本发明中所述的污泥可为市政污泥，所述市政污泥进一步可为厌氧消化污泥。
与现有技术相比，本发明以天然高分子壳聚糖的衍生物壳聚糖季铵盐部分替代传统的铝铁无机絮凝剂，并与阳离子聚丙烯酰胺耦合，不仅大大提高了市政污泥脱水性能，还降低了脱水泥饼的电导率，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为采用传统的无机絮凝剂聚合氯化铝铁和有机助凝剂阳离子聚丙烯酰胺的调理方法，以及实施例1、实施例2、实施例3及实施例4的污泥调理方法时，脱水泥饼的含水率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
下述实施例中使用的污泥取自北京市某污水处理厂厌氧消化罐取样口获得的厌氧消化污泥，CST为850s左右，含水率为94％。
下述实施例中使用壳聚糖季铵盐的取代度为98％，购自麦克林，商品目录号为850126。
下述实施例中使用的聚合氯化铝铁规格为10％质量分数，购自麦克林，商品目录号为A910047。
下述实施例中使用阳离子型聚丙烯酰胺规格为0.4％质量分数，购自麦克林，商品目录号为P980885。
实施例1
本实施例壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥及脱水的方法，具体包括以下步骤：
(1)将壳聚糖季铵盐以污泥干固重的0.8％投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为40转/分钟，搅拌反应时间为10分钟；
(2)将聚合氯化铝铁以污泥干固重的0.8％投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为100转/分钟，搅拌反应时间为30分钟；
(3)将阳离子聚丙烯酰胺以污泥干固重的0.7％投加量加入污泥中进行调理，于40转/分钟的转速搅拌反应5分钟后，进行板框压滤脱水。
实施例2
本实施例壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥及脱水的方法，具体包括以下步骤：
(1)将聚合氯化铝铁以污泥干固重的0.8％投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为100转/分钟，搅拌反应时间为30分钟；
(2)将壳聚糖季铵盐以污泥干固重0.8％的投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为40转/分钟，搅拌反应时间为5分钟；
(3)将阳离子聚丙烯酰胺以污泥干固重的0.7％投加量加入污泥中进行调理，于40转/分钟的转速搅拌反应5分钟后，进行板框压滤脱水。
实施例3
本实施例壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥及脱水的方法，具体包括以下步骤：
(1)将壳聚糖季铵盐以污泥干固重的0.7％投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为40转/分钟，搅拌反应时间为10分钟；
(2)将聚合氯化铝铁以污泥干固重的1.4％投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为100转/分钟，搅拌反应时间为30分钟；
(3)将阳离子聚丙烯酰胺以污泥干固重的0.7％投加量加入污泥中进行调理，于40转/分钟的转速搅拌反应5分钟后，进行板框压滤脱水。
实施例4
本实施例壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥及脱水的方法，具体包括以下步骤：
(1)将聚合氯化铝铁以污泥干固重的1.4％投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为100转/分钟，搅拌反应时间为30分钟；
(2)将壳聚糖季铵盐以污泥干固重0.7％的投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为40转/分钟，搅拌反应时间为5分钟；
(3)将阳离子聚丙烯酰胺以污泥干固重的0.7％加入污泥中进行调理，于40转/分钟搅拌5分钟后,进行板框压滤脱水。
对比例1、采用传统调理方法调理市政污泥
(1)将聚合氯化铝铁以污泥干固重的3％投加量加入污泥中进行调理，搅拌转速为100转/分钟，搅拌反应时间为30分钟；
(2)将阳离子聚丙烯酰胺以污泥干固重的0.7％加入污泥中进行调理，于40转/分钟的转速搅拌反应5分钟后，进行板框压滤脱水。
如图1所示，为采用传统调理方法(对比例1)、本发明实施例1、实施例2、实施例3及实施例4调理方法后，脱水泥饼的含水率；由该图可以看出：本发明即使是将无机絮凝剂(聚合氯化铝铁)的投加量降至50％，脱水泥饼的含水率仍然低于60％，达到污泥脱水率的标准，具有很好的应用前景。同时由于降低了无机絮凝剂(聚合氯化铝铁)的投量，使得脱水泥饼的电导率降低。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理污泥的方法，包括以下步骤：
(1)将壳聚糖季铵盐加入污泥中进行调理，搅拌反应一定时间；
(2)向步骤(1)体系中加入无机絮凝剂进行调理，搅拌反应一定时间；
(3)向步骤(2)体系中加入有机助凝剂进行调理，搅拌反应一定时间，得到调理后污泥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述壳聚糖季铵盐的取代度为80％以上，所述壳聚糖季铵盐的投加量为污泥干固重的0.1％-0.8％，优选投加量为0.5％-0.8％；
或，所述步骤(1)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟；
或，所述步骤(1)中，所述反应的反应时间为5-30分钟，优选反应时间为10-20分钟。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述无机絮凝剂为铝和/或铁系的絮凝剂；
进一步地，所述无机絮凝剂选自下述至少一种：聚合铝铁、硫酸铝、硫酸铁；
更进一步地，所述聚合铝铁选自聚合氯化铝铁和聚合氯化铝铁中的至少一种；
或，所述步骤(2)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固重的0.5％-2％，优选投加量为0.5％-1.6％；
或，所述步骤(2)中，所述搅拌的转速为50-150转/分钟，优选转速为50-100转/分钟；
或，所述步骤(2)中，所述反应的反应时间为30-60分钟，优选反应时间为30-40分钟。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的壳聚糖季铵盐与所述步骤(2)中的无机絮凝剂的质量比为1:1-1:3。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述有机助凝剂选自下述至少一种：阳离子聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺；
或，所述有机助凝剂的投加量为污泥干固重的0.4％-0.8％；
或，所述步骤(3)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟；
或，所述步骤(3)中，所述反应的反应时间为5-20分钟，优选反应时间为5-15分钟。
6.一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法，包括以下步骤：
(a)将无机絮凝剂加入污泥进行调理，搅拌反应一定时间；
(b)向步骤(a)体系中加入壳聚糖季铵盐进行调理，搅拌反应一定时间；
(c)向步骤(b)体系中加入有机助凝剂进行调理，搅拌反应一定时间，得到调理后污泥。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述步骤(a)中，所述无机絮凝剂为铝和/或铁系的絮凝剂；
进一步地，所述无机絮凝剂选自下述至少一种：聚合铝铁、硫酸铝、硫酸铁；
更进一步地，所述聚合铝铁选自聚合氯化铝铁和聚合氯化铝铁中的至少一种；
或，所述步骤(a)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固重的0.5％-2％，优选投加量为0.5％-1.6％；
或，所述步骤(a)中，所述搅拌的转速为50-150转/分钟，优选转速为50-100转/分钟；
或，所述步骤(a)中，所述反应的反应时间为30-60分钟，优选反应时间为30-40分钟。
8.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述步骤(b)中，所述壳聚糖季铵盐的取代度为80％以上，所述壳聚糖季铵盐的投加量为污泥干固重的0.1％-0.8％，优选投加量为0.5％-0.8％；
或，所述步骤(b)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟；
或，所述步骤(b)中，所述反应的反应时间为5-30分钟，优选反应时间为10-20分钟；
或，所述步骤(b)中的壳聚糖季铵盐与所述步骤(a)中的无机絮凝剂的质量比为1:1-1:3。
9.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于：
所述步骤(c)中，所述有机助凝剂可选自下述至少一种：阳离子聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺；所述有机助凝剂的投加量为污泥干固重的0.4％-0.8％；
或，所述步骤(c)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。
或，所述步骤(c)中，所述反应的反应时间为5-20分钟，优选反应时间为5-15分钟。
10.一种污泥脱水的方法，包括下述步骤：
(A)采用权利要求1-9中任一项所述的方法对污泥进行调理；
(B)将调理后的污泥进行板框压滤脱水。
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| CN202311422415.3A CN117263492A (zh) | 2023-10-30 | 2023-10-30 | 一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法 |
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2023
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