CN110117149A - 一种催化氧化型污泥调理剂及污泥的调理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种催化氧化型污泥调理剂及污泥的调理方法，所述催化氧化型污泥调理剂包括氧化剂、催化剂、混凝剂和絮凝剂，所述氧化剂为过一硫酸氢盐复合盐，催化剂为钴盐，混凝剂为聚合氯化铝，絮凝剂为聚丙烯酰胺。本发明的污泥调理方法采用催化氧化型污泥调理剂来调理污泥，提高污泥的脱水性能，配合机械脱水，使得出泥含水率降低到60%以下。同时，解决了现有污泥化学调理技术调理剂投加量大和污泥增容严重的问题，利于污泥的处理与处置。

Description

一种催化氧化型污泥调理剂及污泥的调理方法
技术领域
本发明涉及一种催化氧化型污泥调理剂及污泥的调理方法。
背景技术
随着城市化地发展，我国市政污水处理的污泥量不断增加。污泥含水率超过97%，直接脱水后污泥含水率仍然在90%左右。污泥含水率高、体积庞大，给后期污泥处理与处置带来了很大的困难。
化学调理剂广泛应用于污泥脱水技术中，调理剂石灰、粉煤灰、铁盐等应用于传统污泥脱水技术中。这种传统污泥脱水技术，调理剂投加量大，污泥增容严重，成本高，给后期污泥处置带来了很多困难。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有的化学调理污泥脱水技术调理剂投加量大和污泥增容严重的缺点，提供一种调理剂投加量少、污泥不增容的催化氧化型污泥调理剂及其污泥的调理方法。
所述的一种催化氧化型污泥调理剂，其特征在于包括氧化剂、催化剂、混凝剂和絮凝剂，所述氧化剂为过一硫酸氢盐复合盐，催化剂为钴盐，混凝剂为聚合氯化铝，絮凝剂为聚丙烯酰胺。
所述的一种催化氧化型污泥调理剂，其特征在于所述过一硫酸氢盐复合盐中的活性成分为过一硫酸氢盐，所述过一硫酸氢盐的用量重量比为绝干污泥量的0.047%~0.056%，钴盐中的钴离子的用量重量比为绝干污泥量的0.010%~0.011%。
所述的一种催化氧化型污泥调理剂，其特征在于聚合氯化铝的用量重量比为绝干污泥量的12%~13%，聚丙烯酰胺的用量重量比为绝干污泥量的0.0015%~0.0017%。
所述的一种污泥的调理方法，其特征在于包括以下依次进行的步骤：
1）将污泥加入到污泥搅拌器中；
2）加入钴盐和过一硫酸氢盐复合盐，然后搅拌混合；
3）加入聚合氯化铝，搅拌混合；
4）加入聚丙烯酰胺，搅拌混合；
5）将搅拌均匀后的污泥进行机械脱水。
所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤1）中，所述污泥为二沉池剩余污泥，其含水率99.1%~99.3%、TSS 7.2~7.5g/L、VSS 5.2~5.5g/L、pH为6.7~7.1。
所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤2）中，钴盐加入到污泥中的用量为0.7~0.8mg钴离子/每升污泥，过一硫酸氢盐复合盐中的活性成分为过一硫酸氢盐，所述过一硫酸氢盐加入到污泥中的用量为3.5~4.0mg过一硫酸氢盐/每升污泥；步骤2）中，搅拌速率为180~220rpm，优选为200rpm，搅拌时间为20~40分钟，优选为30分钟。
所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤3）中加入的混凝剂聚合氯化铝，其用量重量比为绝干污泥量的12%~13%；步骤3）中，搅拌速率为80~120rpm，搅拌时间为0.8~2分钟。
所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤4）中加入的絮凝剂聚丙烯酰胺，其用量为0.11mg~0.12mg聚丙烯酰胺/每升污泥；步骤4）中的搅拌转速随时间递减，过程为：以48~52rpm的转速搅拌3~5分钟，然后调整转速为33~37rpm搅拌3~5分钟，最后调整转速为18~22rpm搅拌3~5分钟。步骤4）中的搅拌转速随时间递减的目的在于：搅拌速率逐渐减小，是因为凝聚体通过吸附架桥逐渐长大，开始转速大，是为了加速均匀混合，同时有助凝聚体长大，最后减小是因为转速过高不利于大的絮凝体形成（防止搅拌破坏大的絮凝体形成）。
所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤5）的机械脱水过程包括：通过进泥压力为0.9MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力最大为1.8MPa的压滤机，脱水处理时间为70~90分钟。
所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤5）经机械脱水后的污泥含水率为60%以下。
本发明的催化氧化型污泥调理剂和污泥调理方法与现有技术相比，具有以下有益效果。
1、本发明的催化氧化型污泥调理剂可降解污泥胞外聚合物（EPS）和破坏污泥微生物细胞，有助于释放污泥胞外聚合物（EPS）结合的水和微生物细胞内的结合水，从而提高提高污泥脱水性能。
2、过一硫酸氢钾复合盐是由过硫酸氢钾KHSO5、硫酸氢钾KHSO4和硫酸钾K2SO4三种成分组成，将其标记为2 KHSO5·KHSO4·K2SO4。钴离子能够催化2 KHSO5·KHSO4·K2SO4产生强氧化性的硫酸根自由基，且钴离子的用量少，该强氧化性的硫酸根自由基通过氧化破坏污泥胞外聚合物和微生物细胞，使得污泥更容易脱水。混凝剂聚合氯化铝，污泥促进形成凝聚体；聚丙烯酰胺吸附架桥成大的絮凝体。使用了钴离子催化产生强氧化性的硫酸根自由基，氧化性能强，药剂投加量少，成本低。混凝剂与絮凝剂搭配，充分利用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的特点，沉淀效果更好，更易脱水。
3、本发明的污泥调理方法采用催化氧化型污泥调理剂来调理污泥，提高污泥的脱水性能，配合机械脱水，使得出泥含水率降低到60%以下。同时，解决了现有污泥化学调理技术调理剂投加量大和污泥增容严重的问题，利于污泥的处理。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
以下实施例和对比例中，过一硫酸氢钾复合盐购自于绍兴上虞洁华化工有限公司，过一硫酸氢钾复合盐中的活性成分为过一硫酸氢钾。
实施例1：
本实施例利用催化氧化型调理剂的调理方法，包括以下步骤：
1）将污泥加入到污泥搅拌器中，所述污泥为二沉池剩余污泥，含水率99.2%、TSS 7.3g/L、VSS 5.3g/L、pH为7.0；
2）加入氯化钴和过一硫酸氢钾复合盐，加入的氯化钴用量为0.8mg钴离子/每升污泥，过一硫酸氢钾复合盐中的活性成分加入到污泥中的用量为3.6mg过一硫酸氢钾/每升污泥，然后搅拌混合，搅拌转速为200转/分钟，搅拌时长为30分钟；
3）加入混凝剂聚合氯化铝，加入的聚合氯化铝用量重量比为绝干污泥量的12.0%，然后搅拌混合，搅拌转速为100转/分钟，搅拌时长为1分钟；
4）接着加入絮凝剂聚丙烯酰胺，其用量为0.12mg聚丙烯酰胺/每升污泥，然后搅拌混合，以50转/分钟转速搅拌4分钟，接着调整转速为35转/分钟转速搅拌4分钟，最后调整转速为20转/分钟搅拌4分钟；
5）将搅拌均匀后的污泥进行机械脱水，具体为：通过进泥压力为0.9MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力最大为1.8MPa的压滤机，脱水处理时间为80分钟，经最后的机械脱水后，出泥泥饼含水率为58.4%。
实施例2：
本实施例利用催化氧化型调理剂的调理方法，包括以下步骤：
1）将污泥加入到污泥搅拌器中，所述污泥为二沉池剩余污泥，其含水率99.1%、TSS 7.4g/L、VSS 5.4g/L、pH为6.9；
2）加入氯化钴和过一硫酸氢钾复合盐，加入的氯化钴用量为0.7mg钴离子/每升污泥，过一硫酸氢钾复合盐中的活性成分加入到污泥中的用量为3.9mg过一硫酸氢钾/每升污泥，然后搅拌混合，搅拌转速为200转/分钟，搅拌时长为30分钟；
3）加入混凝剂聚合氯化铝，加入的聚合氯化铝用量重量比为绝干污泥量的12.6%，然后搅拌混合，搅拌转速为100转/分钟，搅拌时长为1分钟；
4）接着加入絮凝剂聚丙烯酰胺，其用量为0.11mg聚丙烯酰胺/每升污泥，然后搅拌混合，以50转/分钟转速搅拌4分钟，接着调整转速为35转/分钟转速搅拌4分钟，最后调整转速为20转/分钟搅拌4分钟；
5）将搅拌均匀后的污泥进行机械脱水，具体为：通过进泥压力为0.9MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力最大为1.8MPa的压滤机，脱水处理时间为80分钟，经最后的机械脱水后，出泥泥饼含水率为57.6%。
实施例3：
本实施例利用催化氧化型调理剂的调理方法，包括以下步骤：
1）将污泥加入到污泥搅拌器中，所述污泥为二沉池剩余污泥，其含水率99.3%、TSS 7.2g/L、VSS 5.2 g/L、pH为6.8；
2）加入氯化钴和过一硫酸氢钾复合盐，加入的氯化钴用量为0.8mg钴离子/每升污泥，过一硫酸氢钾复合盐中的活性成分加入到污泥中的用量为3.8mg过一硫酸氢钾/每升污泥，然后搅拌混合，搅拌转速为200转/分钟，搅拌时长为30分钟；
3）加入混凝剂聚合氯化铝，加入的聚合氯化铝用量重量比为绝干污泥量的13.0%，然后搅拌混合，搅拌转速为100转/分钟，搅拌时长为1分钟；
4）接着加入絮凝剂聚丙烯酰胺，其用量为0.12mg聚丙烯酰胺/每升污泥，然后搅拌混合，以50转/分钟转速搅拌4分钟，接着调整转速为35转/分钟转速搅拌4分钟，最后调整转速为20转/分钟搅拌4分钟；
5）将搅拌均匀后的污泥进行机械脱水，具体为：通过进泥压力为0.9MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力最大为1.8MPa的压滤机，脱水处理时间为80分钟，经最后的机械脱水后，出泥泥饼含水率为57.8%。
对比例1：（对比转速递减）
本实施例利用催化氧化型调理剂的调理方法，包括以下步骤：
1）将污泥加入到污泥搅拌器中，所述污泥为二沉池剩余污泥，含水率99.2%、TSS 7.3g/L、VSS 5.3g/L、pH为7.0；
2）加入氯化钴和过一硫酸氢钾复合盐，加入的氯化钴用量为0.8mg钴离子/每升污泥，过一硫酸氢钾复合盐中的活性成分加入到污泥中的用量为3.6mg过一硫酸氢钾/每升污泥，然后搅拌混合，搅拌转速为200转/分钟，搅拌时长为30分钟；
3）加入混凝剂聚合氯化铝，加入的聚合氯化铝用量重量比为绝干污泥量的12.0%，然后搅拌混合，搅拌转速为100转/分钟，搅拌时长为1分钟；
4）接着加入絮凝剂聚丙烯酰胺，其用量为0.12mg聚丙烯酰胺/每升污泥，然后搅拌混合，以50转/分钟转速搅拌16分钟；
5）将搅拌均匀后的污泥进行机械脱水，具体为：通过进泥压力为0.9MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力最大为1.8MPa的压滤机，脱水处理时间为80分钟，经最后的机械脱水后，出泥泥饼含水率为（61.2%）。
通过实施例1与对比例1的实验结果可以看出，步骤4）加入絮凝剂后的搅拌转速的设置对污泥脱水有一定的影响，搅拌转速较大不利于絮凝体形成的形成，不利于最后污泥的脱水效果。
对比例2：（对比氧化剂为过氧化氢）
本对比例利用过氧化氢代替氯化钴和过一硫酸氢钾复合盐作为氧化剂进行对比实验，包括以下步骤：
1）将污泥加入到污泥搅拌器中，所述污泥为二沉池剩余污泥，其含水率99.1%、TSS 7.4g/L、VSS 5.4g/L、pH为6.9；
2）加入过氧化氢溶液，加入过氧化氢用量为4.6 mg过氧化氢/每升污泥，然后搅拌混合，搅拌转速为200转/分钟，搅拌时长为30分钟；
3）加入混凝剂聚合氯化铝，加入的聚合氯化铝用量重量比为绝干污泥量的12.6%，然后搅拌混合，搅拌转速为100转/分钟，搅拌时长为1分钟；
4）接着加入絮凝剂聚丙烯酰胺，其用量为0.11mg聚丙烯酰胺/每升污泥，然后搅拌混合，以50转/分钟转速搅拌4分钟，接着调整转速为35转/分钟转速搅拌4分钟，最后调整转速为20转/分钟搅拌4分钟；
5）将搅拌均匀后的污泥进行机械脱水，具体为：通过进泥压力为0.9MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力最大为1.8MPa的压滤机，脱水处理时间为80分钟，经最后的机械脱水后，出泥泥饼含水率为64.4%。
通过实施例2与对比例2的实验结果可以看出，针对实施例2中的钴离子与过一硫酸氢钾在污泥中的总质量浓度为（3.9mg+0.7mg）/每升污泥，对比例2采用同等质量浓度的过氧化氢进行替换，可以看出采用过氧化氢时污泥的脱水效果较差，这可能是因为过氧化氢通过氧化破坏污泥胞外聚合物和微生物细胞的能力较差，影响最终污泥的脱水效果。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (10)

1.一种催化氧化型污泥调理剂，其特征在于包括氧化剂、催化剂、混凝剂和絮凝剂，所述氧化剂为过一硫酸氢盐复合盐，催化剂为钴盐，混凝剂为聚合氯化铝，絮凝剂为聚丙烯酰胺。
2.如权利要求1所述的一种催化氧化型污泥调理剂，其特征在于所述过一硫酸氢盐复合盐中的活性成分为过一硫酸氢盐，所述过一硫酸氢盐的用量重量比为绝干污泥量的0.047%~0.056%，钴盐中的钴离子的用量重量比为绝干污泥量的0.010%~0.011%。
3.如权利要求1所述的一种催化氧化型污泥调理剂，其特征在于聚合氯化铝的用量重量比为绝干污泥量的12%~13%，聚丙烯酰胺的用量重量比为绝干污泥量的0.0015%~0.0017%。
4.一种污泥的调理方法，其特征在于包括以下依次进行的步骤：
1）将污泥加入到污泥搅拌器中；
2）加入钴盐和过一硫酸氢盐复合盐，然后搅拌混合；
3）加入聚合氯化铝，搅拌混合；
4）加入聚丙烯酰胺，搅拌混合；
5）将搅拌均匀后的污泥进行机械脱水。
5. 如权利要求4所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤1）中，所述污泥为二沉池剩余污泥，其含水率99.1%~99.3%、TSS 7.2~7.5g/L、VSS 5.2~5.5g/L、pH为6.7~7.1。
6.如权利要求5所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤2）中，钴盐加入到污泥中的用量为0.7~0.8mg钴离子/每升污泥，过一硫酸氢盐复合盐中的活性成分为过一硫酸氢盐，所述过一硫酸氢盐加入到污泥中的用量为3.5~4.0mg过一硫酸氢盐/每升污泥；步骤2）中，搅拌速率为180~220rpm，优选为200rpm，搅拌时间为20~40分钟，优选为30分钟。
7.如权利要求5所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤3）中加入的混凝剂聚合氯化铝，其用量重量比为绝干污泥量的12%~13%；步骤3）中，搅拌速率为80~120rpm，搅拌时间为0.8~2分钟。
8.如权利要求5所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤4）中加入的絮凝剂聚丙烯酰胺，其用量为0.11mg~0.12mg聚丙烯酰胺/每升污泥；步骤4）中的搅拌转速随时间递减，过程为：以48~52rpm的转速搅拌3~5分钟，然后调整转速为33~37rpm搅拌3~5分钟，最后调整转速为18~22rpm搅拌3~5分钟。
9.如权利要求4所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤5）的机械脱水过程包括：通过进泥压力为0.9MPa的进泥泵将污泥送入压榨压力最大为1.8MPa的压滤机，脱水处理时间为70~90分钟。
10.如权利要求4所述的一种污泥的调理方法，其特征在于步骤5）经机械脱水后的污泥含水率为60%以下。
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