TWI666174B - 有機汙泥調理藥劑及應用該藥劑之汙泥脫水方法 - Google Patents

Abstract

一種有機汙泥調理藥劑，包含烷系胺鹽化合物、多胺類聚合物、及鐵系無機鹽。烷系胺鹽化合物佔重量百分比20至35、多胺類聚合物佔重量百分比2至8、鐵系無機鹽佔重量百分比55至70。將此種有機汙泥調理藥劑與汙泥混合形成膠羽態汙泥時，膠羽態汙泥的叢聚黏度不會過大而避免使得脫水濾布堵塞。此外，調理後產生的膠羽態汙泥受壓力擠壓時，也不易會因為形變、結構破壞，而影響釋出水分達到脫水的效果，且不會產生大量額外的沉積物，使脫水的同時，不會因為藥劑衍生的沉積物而增加了最終清運汙泥體積。因而，汙泥的體積能大幅減少，以及同時降低了清運的成本。

Description

有機汙泥調理藥劑及應用該藥劑之汙泥脫水方法

本發明涉及廢棄物處理領域，尤其是一種有機汙泥調理藥劑及應用該藥劑之有機汙泥脫水方法。

在現有有機汙水處理的最終端，將經過各種淨化，使汙水中的物質沉降、汙泥化後，須將汙泥進行清運、處理、及處置。清運是依據汙泥的重量來計算清運的價格，因此，汙泥量的重量越大，所需的清運成本越高。若能透過有效脫水的方式降低整體汙泥的含水量，則有助於減少汙泥的重量、進而降低汙泥的清運費用。

據申請人所知，一般降低有機汙泥含水量常見的方式是透過離心方式，將汙泥中的水與固態物質分離，為強化彼此的分離，常透過添加高分子聚合物的調理藥劑、或是添加石灰、金屬聚合物的方式來使汙泥產生叢聚(cluster)。

但是，單純以較大分子量的高分子聚合物(通常分子量大於10000)藥劑進行調理的方式，搭配離心式污泥脫水機，含水率仍在80%以上。另外，若搭配過濾的篩網或濾布使用時，大分子量之汙泥叢聚亦會因黏度過大而可能使得過濾孔徑、或是排出的管路易於堵塞。

以石灰、金屬聚合物的藥劑來進行調理的方汙泥產生的叢聚後，雖然不若高分子調理的方式產生黏度高的汙泥叢聚，能減少濾布堵 塞的問題，但這些藥劑本身會產生大量的固態物質沉澱。這樣的副作用使得整體的汙泥體積、重量並沒有明顯的減少，從而無法有效降低清運的費用。

針對習用技術上的問題，在此提供一種有機汙泥調理藥劑。有機汙泥調理藥劑包含烷系胺鹽化合物、多胺類聚合物、及鐵系無機鹽。烷系胺鹽化合物佔重量百分比20至35、多胺類聚合物佔重量百分比2至8、鐵系無機鹽佔重量百分比55至70。

在一些實施例中，烷系胺鹽化合物係選自烷基二甲基苯四級銨鹽、烷基三甲基四級銨鹽、二烷基二甲基四級銨鹽、酯類四級銨鹽、以及醯胺-胺四級銨鹽所構成之群組。

在一些實施例中，烷系胺鹽化合物佔重量百分比27至32。

在一些實施例中，多胺類聚合物係選自多胺(Polyamine)、聚二烯丙基二甲基氯化銨(Poly Diallyl methyl Ammonium Chloride)、二甲胺/表氯醇共聚物、以及聚羥丙基二甲基氯化銨poly(dimethylamine-co-epichlorohydrin)所構成之群組。

在一些實施例中，多胺類聚合物佔重量百分比4至6。

在一些實施例中，鐵系無機鹽係選自氯化鐵、硫酸鐵、以及磷酸鐵所構成之群組。

在一些實施例中，鐵系無機鹽佔重量百分比62至68。

在此，更提供一種有機汙泥脫水方法。有機汙泥脫水方法包含汙泥輸入步驟、調理藥劑輸入步驟、脫水步驟、以及固液分離步驟。汙泥輸入步驟是輸入有機汙泥至調理槽中。調理藥劑輸入步驟是輸入有機汙泥調理藥劑至調理槽，使有機汙泥與有機汙泥調理藥劑混合成膠羽態汙 泥，其中有機汙泥調理藥劑包含烷系胺鹽化合物、多胺類聚合物及鐵系無機鹽。烷系胺鹽化合物佔重量百分比20至35、多胺類聚合物佔重量百分比2至8、鐵系無機鹽佔重量百分比55至70。脫水步驟是將膠羽態汙泥輸入至壓力式脫水機中進行脫水，並過濾分離成處理水及脫水汙泥。

在一些實施例中，壓力式汙泥脫水機係選自板框式脫水機、帶濾式脫水機、壓濾式脫水機、以及疊螺式脫水機中的至少一個。

在一些實施例中，壓力式汙泥脫水機所施加的壓力為4至15kg/cm²。

在一些實施例中，壓力式汙泥脫水機中用以過濾之過濾單元的孔徑為20至60μm。

在上述實施例中，透過本發明所揭露之有機汙泥調理藥劑，能使得有機汙泥膠羽化時，不會產生黏度過大的叢聚，導致濾布的堵塞。此膠羽態汙泥能在受到壓力擠壓形變、破壞而釋出水分，而達到脫水的效果，其所排出之脫水汙泥中，含水量可以低於70%。更進一步地，以本發明所揭露之有機汙泥進行調理後不會產生大量額外的沉積物，使脫水的同時，不會因為沉積物而增加了體積，因而，汙泥的體積能大幅減少，同時降低了清運的成本。

1‧‧‧有機汙泥脫水設備

10‧‧‧汙泥調理藥劑儲存槽

20‧‧‧調理槽

30‧‧‧壓力式脫水機

31‧‧‧壓力施加單元

33‧‧‧過濾單元

S1‧‧‧汙泥脫水方法

S10‧‧‧汙泥輸入步驟

S20‧‧‧調理藥劑輸入步驟

S30‧‧‧脫水步驟

W‧‧‧有機汙泥

A‧‧‧有機汙泥調理藥劑

F‧‧‧膠羽態汙泥

L‧‧‧處理水

S‧‧‧脫水汙泥

通過參照附圖進一步詳細描述本發明的示例性實施例，本發明的上述和其他示例性實施例，優點和特徵將變得更加清楚，其中：

圖1為有機汙泥脫水方法的流程圖。

圖2為有機汙泥脫水方法使用之設備的方塊圖。

在此，提供一種有機汙泥調理藥劑。有機汙泥調理藥劑包含烷系胺鹽化合物、多胺類聚合物、及鐵系無機鹽。烷系胺鹽化合物佔重量百分比20至35、多胺類聚合物佔重量百分比2至8、鐵系無機鹽佔重量百分比55至70。在此，重量百分比即wt%之意。

更詳細地，烷系胺鹽化合物係選自烷基二甲基苯四級銨鹽、烷基三甲基四級銨鹽、二烷基二甲基四級銨鹽、酯類四級銨鹽、以及醯胺-胺四級銨鹽所構成之群組。多胺類聚合物係選自多胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨、二甲胺/表氯醇共聚物、以及聚羥丙基二甲基氯化銨所構成之群組。鐵系無機鹽係選自氯化鐵、硫酸鐵、磷酸鐵中所構成之群組。在此表示，可以由群組中選出其中一個、或是由群組中選出多個。

在一些實施例中，烷系胺鹽化合物佔重量百分比27至32，較佳地為佔重量百分比30至32。多胺類聚合物佔重量百分比4至6，較佳為佔重量百分比5.2至5.8。鐵系無機鹽佔重量百分比62至68，較佳為佔重量百分比63至66。

在此，有機汙泥調理藥劑主要是用以通入調理槽中與汙泥混合，藉由提供了汙泥表面電性中和的效果，使得汙泥易於聚集，從而使得汙泥易於形成膠羽狀的叢聚。進一步地，能使膠羽態的汙泥容易沉積及被過濾。此外，叢聚產生的膠羽態汙泥的分子量不若傳統高分子藥劑調理產生之汙泥叢聚的黏度大，較易於受到擠壓而釋出水分。

圖1為有機汙泥脫水方法的流程圖、圖2為有機汙泥脫水方法使用之設備的方塊圖。如圖1及圖2所示，有機汙泥脫水方法S1包含汙泥輸入步驟S10、調理藥劑輸入步驟S20、以及脫水步驟S30。有機汙泥脫水方法S1使用之有機汙泥脫水設備1包含了汙泥調理藥劑儲存槽10、調理槽20、以及壓力式脫水機30。

汙泥輸入步驟S10是輸入有機汙泥W至調理槽20中。調理藥劑輸入步驟S20是由汙泥調理藥劑儲存槽10輸入有機汙泥調理藥劑A至調理槽20，使有機汙泥W與有機汙泥調理藥劑A混合成膠羽態汙泥F。在此，汙泥輸入步驟S10及調理藥劑輸入步驟S20並無特定的先後順序。有機汙泥調理藥劑A包含烷系胺鹽化合物、多胺類聚合物及鐵系無機鹽。烷系胺鹽化合物佔重量百分比20至35、多胺類聚合物佔重量百分比2至8、鐵系無機鹽佔重量百分比55至70。

脫水步驟S30是將膠羽態汙泥F輸入至壓力式脫水機30中進行脫水。壓力式脫水機30中的壓力施加單元31對膠羽態汙泥F施予壓力，例如，以滾輪方以重力施壓、或者以氣壓、油壓等等方式，使得膠羽態汙泥F進一步地形變、甚至破裂而釋出水分，再透過過濾單元30進行過濾，使得膠羽態汙泥F分離成處理水L及脫水汙泥S。

在此，壓力式汙泥脫水機30中的壓力施加單元31對膠羽態汙泥F所施加的壓力為4至20kg/cm²，較佳為15kg/cm²。但此僅為示例，而不限於此，可以因應不同的壓力式汙泥脫水機30來選擇適當的壓力。壓力式汙泥脫水機30可以為板框式脫水機、帶濾式脫水機、壓濾式脫水機、或疊螺式脫水機。可以因應場地大小、處理汙泥的操作形式來選取適合的機器。壓力式汙泥脫水機30的過濾單元33具有孔徑為20至60μm，較佳為35至42μm。過濾單元33可以為濾布，也可以為濾網。在此，以實際例子而言，過濾單元33以39μm的濾布為例，其在200Pa的壓力下，具有大於90L/dm²-min的透氣量。

以下表1為實際的汙泥脫水的實例比較，在比較所採用的設備為壓力式板框脫水機，污泥總固體含量1.38wt%，有機汙泥調理藥劑添加量為0.08kg/kg絕乾汙泥，以所施予的最大壓力為6.5kg/cm²、平均濾 布為孔徑39μm的條件下進行比較，並呈現實際脫水汙泥的效果。在此，實施例所用之有機汙泥調理藥劑具有烷系胺鹽化合物佔重量百分比30.4、多胺類聚合物佔重量百分比5.6、鐵系無機鹽佔重量百分比64。比較例1為傳統利用高分子量100萬以上的有機汙泥調理藥劑。比較例2為添加石灰及硫化鋁聚合物的有機汙泥調理藥劑。

從上述實際的比對，可以理解的是，在上述實施例的有機汙泥調理藥劑，能使得脫水汙泥S中的含水量能降低20%以上，從而有效地減少脫水汙泥S的體積、重量及後續的清運、處理費用。

綜上所述，透過前述成分的有機汙泥調理藥劑，使得有機汙泥膠羽化時，不會產生黏度過大的叢聚，導致濾布的頻繁堵塞。此膠羽態汙泥中能在受到壓力擠壓形變、破壞而釋出水分，而達到脫水的效果，其所排出之脫水汙泥中，含水量可以低於70%。更進一步地，以此發明揭露的有機調理藥劑與有機汙泥進行調理不會產生大量額外的沉積物，使脫水的同時，不會因為藥劑本身衍生的沉積物而增加了體積，因而，汙泥的體積能大幅減少，同時降低了清運的成本。

雖然已經結合目前被認為是實用的示例性實施例描述了本發明，但是應當理解，本發明不限於所公開的實施例，而是相反，旨在適用於各種修改和等同佈置包括在所附權利要求的精神和範圍內。

Claims (8)

1. 一種有機汙泥調理藥劑，包含：一烷系胺鹽化合物，佔重量百分比20至35，其中該烷系胺鹽化合物係選自烷基二甲基苯四級銨鹽、烷基三甲基四級銨鹽、二烷基二甲基四級銨鹽、酯類四級銨鹽、及醯胺-胺四級銨鹽所構成之群組；一多胺類聚合物，佔重量百分比2至8，其中該多胺類聚合物係選自多胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨、二甲胺/表氯醇共聚物、及聚羥丙基二甲基氯化銨所構成之群組；以及一鐵系無機鹽，佔重量百分比55至70，其中該鐵系無機鹽係選自氯化鐵、硫酸鐵、及磷酸鐵所構成之群組。
2. 如請求項1所述之有機汙泥調理藥劑，其中該烷系胺鹽化合物佔重量百分比27至32。
3. 如請求項1所述之有機汙泥調理藥劑，其中該多胺類聚合物佔重量百分比4至6。
4. 如請求項1所述之有機汙泥調理藥劑，其中該鐵系無機鹽佔重量百分比62至68。
5. 一種有機汙泥脫水方法，包含：一汙泥輸入步驟，輸入一汙泥至一調理槽中；一調理藥劑輸入步驟，輸入一汙泥調理藥劑至該調理槽，使該汙泥與該汙泥調理藥劑混合成一膠羽態汙泥，其中該汙泥調理藥劑包含一烷系胺鹽化合物、一多胺類聚合物及一鐵系無機鹽，該烷系胺鹽化合物佔重量百分比20至35、該多胺類聚合物佔重量百分比2至8、該鐵系無機鹽佔重量百分比55至70；以及一脫水步驟，將該膠羽態汙泥輸入至一壓力式脫水機中進行脫水，並過濾分離成一處理水及一脫水汙泥，其中該烷系胺鹽化合物係選自烷基二甲基苯四級銨鹽、烷基三甲基四級銨鹽、二烷基二甲基四級銨鹽、酯類四級銨鹽、及醯胺-胺四級銨鹽所構成之群組；該多胺類聚合物係選自多胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨、二甲胺/表氯醇共聚物、及聚羥丙基二甲基氯化銨所構成之群組；以及該鐵系無機鹽係選自氯化鐵、硫酸鐵、及磷酸鐵所構成之群組。
6. 如請求項5所述之有機汙泥脫水方法，其中該壓力式汙泥脫水機係為一板框式脫水機、一帶濾式脫水機、一壓濾式脫水機、或一疊螺式脫水機。
7. 如請求項5所述之有機汙泥脫水方法，其中該壓力式汙泥脫水機所施加的壓力為4至20kg/cm²。
8. 如請求項5所述之有機汙泥脫水方法，其中該壓力式汙泥脫水機中用以過濾之一過濾單元的一孔徑為20至60μm。