CN101633549B - 一种污泥调理剂及其污泥脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于城市生活污水污泥处理技术领域，具体地说是利用生物质粉末燃料燃烧后的灰制备污泥调理剂及其污泥脱水方法。它是由下述原料按质量百分比混合制成：生物质颗粒燃料燃烧后的产物30-95％，生石灰粉5-20％，粉煤灰0-50％。将上述污泥调理剂加入含水污泥中搅拌均匀后进行机械脱水，污泥泥饼含水量可降至40-60％，污泥比阻降至10^-6-10^-7。本发明解决了污泥深度脱水的问题，脱水污泥可以用来作为土壤利用、生产陶泥或建筑材料的原料。

Description

一种污泥调理剂及其污泥脱水方法

技术领域

本发明属于城市生活污水污泥处理技术领域，具体地说是利用生物质粉末燃料燃烧后的灰制备污泥调理剂及其污泥脱水方法。

背景技术

污泥脱水是污泥处理费用中较高、但又极其关键的过程之一，污泥脱水性能的好坏直接关系到整个污泥处理***的优劣。污泥在脱水前添加化学药剂进行调理，是世界各国采用的较普遍，也是非常有效的方法，可以提高污泥的脱水速率，增加脱水后泥饼的含固率，而且泥饼容易脱离滤布，从而提高机械脱水的工作效率。目前，对污泥脱水性能改善的研究主要在以下方面：(1)致力于探索新的高效率污泥脱水调理剂、设备及方法；(2)研究污泥脱水性能及脱水过程中的影响因素，并试图找到最佳工艺条件来改善污泥的脱水性能或强化絮凝效果。针对不同的污泥条件，选用适当的调理剂对污泥脱水起着非常重要的作用，现在为了改善污泥的脱水性能，污泥进行机械脱水前一般均匀加入适量的有机高分子聚合物聚丙烯酰胺(PAM)来降低污泥比阻，使其易于脱水。

PAM是一种粘稠状浆体，很容易附在滤布上，阻塞滤孔，影响过滤的效率，PAM很容易导致污泥颗粒脱水后胶状颗粒包复，形成聚丙烯酰胺的包复结构，不易溶解，犹如污泥外面有一层壳，不利于污泥进一步的处理；絮凝剂聚丙烯酰胺(PMA)的单体有毒性、难降解，存在二次污染问题。

鉴于此，目前国内积极研究开发高效、价格低廉的调理剂，可用于调理污泥，能形成颗粒大、孔隙多、结构强的泥饼，利于过滤操作，不仅能增加脱水速度，还能够改变脱水的程度，即能有效降低泥饼的含水率。

寻找廉价高效的污泥脱水用调理剂是目前污泥处置与资源化的一项技术难题。中国专利CN1693242A以硫铁矿或粉煤灰为调理剂处理含水率为70％-80％的干泥，在调质搅拌过程中加入干燥后含水率为5-8％的干泥，将污泥调为含水率为30-35％污泥排出。所得污泥脱水容易，将其应用与制砖，可防止砖坯干燥过程中出现表面拉裂现象，提高砖坯的质量。该方法处理对象是经过机械脱水后的含水率为70-80％的污泥。

中国专利CN1693242A涉及一种污泥脱水和稳定化处理的方法，通过对含水率为75-82％的污泥加热干燥和向污泥中加入碱性粉状物料氧化钙粉两步工艺，对污泥进行脱水和稳定化处理。碱性粉状物料为氧化钙粉、氧化钠粉、氧化镁粉、菱镁粉，还可以外加一些工业废渣碱性粉状物，如粉煤灰、工业粉尘等。此方法能得到含水率较低的污泥，处理对象也是经过机械脱水后含水率为80％左右的污泥。

中国专利CN1621371中以无机高分子脱水调理剂、有机高分子脱水调理剂、石灰粉为原料制得的一种高效脱水调理剂。其复合重量计为：无机高分子脱水调理剂40-90份，有机高分子脱水调理剂0.5-12份，石灰粉5-55份。缺点是脱水调理剂处理效果较好时，有机高分子脱水调理剂含量高，成本较高；后续的污泥泥饼再利用困难。

中国专利CN1986788中以铁盐、钙盐或氧化钙为化学调理剂，先将污泥加水调质，然后在调质后的污泥中先加铁盐，添加量为污泥的0.2-1.5％，并搅拌1-6分钟；再加钙盐和/或氧化钙，添加量为污泥的1-4.5％，并搅拌2-8分钟。最后把调质好的污泥进行正压脱水，保压压力1.0-2.0MPa，保压时间为45-90分钟后卸压放料，正压脱水后污泥的含水率为50-60％。采用的化学调理剂主要是铁盐、钙盐或氧化钙，而且是分步投加，工艺复杂，脱水后污泥含水率仍在59％以上，效果一般。

中国专利CN101182095中公开了一种污泥脱水的高效复合助滤剂，其原料组分及重量百分比含量为：Al₂O₃ 20/-30％，SiO₂ 40-55％，CaO2-8％，膨润3-13％，铁粉4-10％；在此基础上可以外加Fe₂O₃3-10％，MgO 0.6-2％，K₂O 1-2.5％，Na₂O 0.1-0.7％。向沉淀后的污泥中加入质量百分比为2-6％的高效复合助滤剂，含水率可以降至40-50％。其处理对象是浓缩污泥，复合助滤剂的组成包括9种之多，制备工艺复杂。

发明内容

本发明的目的就是增对现有污泥调理剂的缺陷，提供备污泥调理剂及其污泥脱水方法，它可以使污泥脱水预处理效果好，价格便宜，含水率更低。

本发明的技术方案是这样实现的：它是由下述原料按质量百分比混合制成：生物质颗粒燃料燃烧后的产物30-95％，生石灰粉5-20％，粉煤灰0-50％。

所述生物质颗粒燃料燃烧后的产物为稻壳灰、农作物秸秆灰、甘蔗渣灰、中药渣灰、木屑灰或棉子壳灰。

本发明的污泥调理剂可以用来处理污泥脱水，它包括以下步骤：

(1)、按质量百分比将生物质颗粒燃料燃烧后的产物30-95％，生石灰粉5-20％，粉煤灰0-50％混合均匀，制成污泥调理剂。

(2)、将污泥调理剂加入含水污泥中搅拌均匀，污泥调理剂的加入量为含水污泥质量的5-20％，将搅拌均匀后的污泥混合液用污泥泵泵入污泥脱水机，进行机械脱水。

其中所述污泥为城市生活污泥、自来水厂污泥、工业污泥或江、河、湖泊的淤泥。

本发明以廉价的原料生物质颗粒燃料燃烧后的灰、生石灰和粉煤灰制得调理剂对城市生活污泥、工业污泥，或江河湖泊的淤泥进行调理。其中生物质颗粒燃料燃烧后的灰的电性中和与吸附架桥作用，能破坏污泥胶体颗粒的稳定性，利于分散小颗粒的聚集，改善脱水性能；生石灰不仅可以起到助凝作用，而且可以形成碱性环境，杀灭微生物，起到除臭的作用。而且，本发明原料之一为生物质废弃物，具有较大的比表面积和孔容，能够吸附污泥中的有毒物质，对于重金属具有一定钝化作用。

本发明具有以下特点：

(1)本发明中添加的调理剂都是廉价无机材料，替代常规的聚丙烯酰胺絮凝剂，脱水后的泥饼可以作为建筑材料、有机肥、燃料的原料。

(2)本发明中，污泥脱水后泥饼含水率可以降至40-60％，污泥比阻降至10⁶-10⁷S²/g。由于比阻的降低，自然晾晒2-3天后，含水率能够降到30％以下。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，其目的是为了更好理解本发明的内容。因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

表1列举了十二个实施例的配比，其制备方法为机械混合。

称取待调理的污泥样品于2000ml的烧杯中，加入指定量的调理剂，在室温下连续搅拌30min，搅拌速度为400转/分钟，然后倒入布氏漏斗中。污泥比阻采用常规的测定方法：采用0.08MPa的真空度进行污泥脱水试验。记录过滤时间T和相应时刻的滤液量V以及滤液总体积，进行计算的出污泥比阻。每次实验用含水污泥量为1000g。各调理剂的配比见表1。

表1 污泥调理剂配比

调理剂4	麦秸灰70	5	25
				调理剂5	玉米秸灰60	10	30
调理剂6	豆秸灰60	15	25
				调理剂7	花生秸灰70	10	20
调理剂8	高梁秸灰70	15	15
				调理剂9	木屑灰60	5	35
调理剂10	棉子壳灰60	7	33
				调理剂11	甘蔗渣灰50	12	38
调理剂12	中药渣灰50	20	30

表2 调理剂的比阻测定结果

		加量％wt	原污泥比阻S2/g	调理后污泥比阻S2/g	虑饼含水量％wt
						实施例1	调理剂1	6	初沉污泥4.7×109	0.8×106	40.0
实施例2	调理剂2	20	活性污泥2.89×1010	1.7×107	57.5
						实施例3	调理剂3	5	消化污泥1.45×1010	1.1×106	41.6
实施例4	调理剂4	6	消化污泥1.45×1010	1.9×106	43.3
						实施例5	调理剂5	8	消化污泥1.45×1010	1.1×107	42.7
实施例6	调理剂6	8	啤酒污泥2.05×1010	5.7×106	47.1
						实施例7	调理剂7	5	清湖淤泥4.3×109	2.1×106	40.4
实施例8	调理剂8	5	清河淤泥3.9×109	1.1×106	45.3
						实施例9	调理剂9	6	印染污泥4.4×109	1.0×107	51.6
实施例10	调理剂10	6	造纸污泥4.3×109	1.3×107	55.2

实施例11	调理剂11	7	自来水厂污泥4.8×109	1.7×106	53.4
						实施例12	调理剂12	10	初沉污泥4.7×109	5.1×106	47.1

Claims (3)

1.一种污泥调理剂，它是由下述原料按质量百分比混合制成：生物质颗粒燃料燃烧后的产物30-95％，生石灰粉5-20％，粉煤灰0-50％，所述生物质颗粒燃料燃烧后的产物为稻壳灰、农作物秸秆灰、甘蔗渣灰、中药渣灰、木屑灰或棉子壳灰。

2.一种污泥脱水方法，它包括以下步骤：

(1)、按质量百分比将生物质颗粒燃料燃烧后的产物30-95％，生石灰粉5-20％，粉煤灰0-50％混合均匀，制成污泥调理剂，所述生物质颗粒燃料燃烧后的产物为稻壳灰、农作物秸秆灰、甘蔗渣灰、中药渣灰、木屑灰或棉子壳灰；

(2)、将污泥调理剂加入含水污泥中搅拌均匀，污泥调理剂的加入量为含水污泥质量的5-20％，将搅拌均匀后的污泥混合液用污泥泵泵入污泥脱水机，进行机械脱水。

3.根据权利要求2的污泥脱水方法，其中所述污泥为城市生活污泥、工业污泥或江、河、湖泊的淤泥。