CN110526550A - 一种用于固相污泥的深度脱水药剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于固相污泥的深度脱水药剂，该脱水药剂由下述质量百分比的物质组成：5％～20％无机絮凝剂、0.1％～1％渗流减阻剂、79％～94％固化支撑剂、0.1％～3％破壁剂，其中无机絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、硫酸铝、聚合硅酸铝铁等，渗流减阻剂为聚环氧乙烷、聚二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酰胺/丙烯酸钠/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、腐殖酸等，固化支撑剂为粉煤灰、硅藻土、珍珠岩等，破壁剂为高锰酸钾、重铬酸钾、高氯酸钙、过碳酸钠等。本发明脱水药剂适用于将80％左右含水率固相污泥直接使用高压带机等压榨脱水设备二次压榨脱水至60％以下，避免了固相污泥二次稀释等工艺问题，且其不含有石灰等对高温设备有腐蚀、环境污染组分。
Description
技术领域
本发明属于污泥脱水药剂技术领域，具体涉及市政、景观、工业等污泥，使用高压带式污泥深度脱水机等装置对固相污泥脱水过程中，适用于固相污泥直接深度脱水的复合药剂。
背景技术
污泥是污水处理过程中产生的固态、半固态及液态的废弃物。随着工业和城市化进程的加快以及污水处理行业的发展，污水处理量和处理程度不断提高，因此而产生的污泥产量日益增加。据估算目前中国市政、工业、景观污水处理产生的污泥产量已超过1亿吨/年，污泥处理是污水处理得以最终实现的实施保障，是国家水处理领域的重要环节。
污泥作为水处理的最终产物，具有成分复杂、含水率高、有机质含量高、亲水性强、脱水难度大、易发臭、污染严重等特点。污泥含水率一般在90％～99％，体量巨大，为了实现最终有效处理污泥，处理前必须对污泥进行脱水，脱水减量是降低污泥后续处理成本和提高污泥处理效率的重要环节。2018年之前，水处理行业普遍的污泥脱水标准是达到80％以下，使用的脱水设备主要包括带式压滤机、叠螺机、离心机，80％污泥后续处理方法主要以掩埋为主，二次污染以及资源浪费严重。随着国家环保政策的收紧，2018年底国家推动执行的污泥脱水减量标准提标，脱水率指标提升至含水率60％以下，再采用资源化、掩埋、焚烧等最终处理方式，使用的脱水设备主要是板框压滤机。
针对2018年新的60％以下含水的污泥脱水标准，2018年以前建立的80％脱水设备的处理标准亟待升级提标，市场占比高、市场需求和技术需求非常迫切。目前，对于80％脱水标准升级提标的技术，主要采用的方法是将80％含水率固相污泥用水稀释至含水97％以上形成泥浆之后，投加污泥调理剂进行调理预处理，再采用板框压滤机进行压榨二次脱水至含水率60％以下。此工艺存在含水80％固相污泥二次稀释、溶解加药、二次压榨的复杂和重复工艺，脱水设备工艺重复、利用效率低下，板框二次投资大等问题。
目前市场上存在一些可直接进行固相污泥压榨脱水的设备，可以实现对80％含水污泥脱水工艺进行提标升级，通过对固相污泥投加预处理药剂后，直接进行固相污泥的二次压榨脱水达到污泥含水率的目的。例如高压带式压滤脱水机，其设备和技术具备极好的市场前景和空间。但是，由于目前没有配套的、专门的、高效的固相污泥直接进行预处理的二次脱水配套药剂，使用普通的石灰及普通铁铝盐类药剂无法与设备配合达到60％含水以下的技术要求。因此，造成此类固相污泥二次脱水设备和技术在市场的应用和推广受到极大的限制，其工艺设计的技术优势没有得到充分发挥。石灰等普通药剂不仅不能满足固相污泥直接调理脱水达标的目的，同时其二次污染，其组分中不含有石灰等对高温设备有腐蚀影响、环境污染的药剂组分。
发明内容
本发明的目的是针对带式压滤机、叠螺机、离心机等污泥脱水设备脱水处理后的固相污泥仅能达到80％左右含水率，无法满足2018年新的60％以下含水的污泥脱水提标升级改造技术需求的问题，提供一种不需要对固相污泥进行加水稀释，直接投加到80％左右含水率固相污泥中，利用带式压滤机、叠螺机、离心机等脱水设备将固相污泥直接二次压榨脱水减量至60％以下含水率的深度脱水药剂。
针对上述目的，本发明所采用的用于固相污泥的深度脱水药剂由下述质量百分比的物质组成：
5％～20％无机絮凝剂、0.1％～1％渗流减阻剂、79％～94％固化支撑剂、0.1％～3％破壁剂。
上述用于固相污泥的深度脱水药剂，优选由下述质量百分比的物质组成：
8％～15％无机絮凝剂、0.3％～0.8％渗流减阻剂、83％～90％固化支撑剂、1％～2％破壁氧化剂。
上述的无机絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、硫酸铝、聚合硅酸铝铁中任意一种或多种，优选聚合氯化铝。
上述的渗流减阻剂为聚环氧乙烷、聚二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酰胺/丙烯酸钠/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、腐殖酸中任意一种或多种，优选聚二烯丙基二甲基氯化铵。
上述的固化支撑剂为粉煤灰、硅藻土、珍珠岩中任意一种或多种，优选珍珠岩。
上述的破壁剂为高锰酸钾、重铬酸钾、高氯酸钙、过碳酸钠中任意一种或多种，优选高锰酸钾。
本发明所述的固相污泥为含水率80％～85％的固相污泥，所述脱水药剂的投加量为固相污泥质量的3％～10％，其中无机絮凝剂用水溶解成质量浓度为30％～35％的溶液后进行混合投加，破壁剂用水溶解成质量浓度为8％～12％的溶液后进行混合投加。
本发明脱水药剂是适用于带式压滤机、叠螺机、离心机等设备脱水处理后的80％含水率左右的固相污泥，采用原设备直接进行二次压榨脱水提标升级至60％以下含水率的专用固相污泥脱水药剂，是一种基于渗流减阻、污泥渗流骨架理论和改善污泥压榨脱水性能等理论的专用型复合污泥调理剂。其组分中的无机絮凝剂利用其絮凝脱水作用释放污泥中的间隙/结合水；渗流减阻剂、固化支撑剂建立污泥胶团/基团间的渗流通道，减少污泥脱水渗流阻力，提高脱水效率；破壁剂在氧化分解污泥胶团外层低分子有机物基础上，改善污泥胶团表/界面活性，分解破壁后释放胶团内胞内水、毛细水。
本发明的有益效果如下：
1、本发明脱水药剂是一种固相污泥直接二次脱水使用的新型药剂，适用于带式压滤机、叠螺机、离心机等污泥脱水设备脱水后80％含水率的固相污泥，再利用污泥脱水设备直接二次脱水减量提标升级至含水率60％以下的固相污泥二次压榨脱水药剂。此处理方式属于创新型的固相污泥二次脱水的处理方式。
2、本发明脱水药剂避免了将含水80％的固相污泥二次稀释、溶解加药、压榨的复杂和重复工艺，实现了对80％含水率的固相污泥直接加药后进行脱水，且其脱水指标提高至60％以下，实现了通过固相污泥压榨设备从80％左右含水率直接脱水至60％以下含水率的提标改造，能够充分开发并满足市场对此类固相污泥二次脱水药剂和技术的需求，解决了固相污泥实现直接压榨设备脱水的技术难题。
3、本发明脱水药剂适用于可连续污泥脱水的高压带机等污泥脱水设备配套使用，实现固相污泥的连续性、二次直接脱水减量，较板框等批次污泥处理能力大大提高、占地减小并实现了可移动的污泥应急脱水工程。
4、本发明脱水药剂中不含有石灰、氯根物质等对高温设备、环境污染的药剂组分，对后续的污泥资源化处理和利用无负面影响，且环境适应性好，投加操作简便，可实现药剂直接投加至固体污泥中实现脱水。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：5g聚合氯化铝；
渗流减阻剂：0.1g聚环氧乙烷；
固化支撑剂：94.8g粉煤灰；
破壁剂：0.1g高锰酸钾。
实施例2
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：20g聚合氯化铝，；
渗流减阻剂：1.0g聚环氧乙烷；
固化支撑剂：76.0g粉煤灰；
破壁剂：3.0g高锰酸钾。
实施例3
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：10g聚合氯化铝；
渗流减阻剂：0.5g聚环氧乙烷；
固化支撑剂：89.0g粉煤灰；
破壁剂：0.5g高锰酸钾。
实施例4
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：10g聚合硫酸铁；
渗流减阻剂：0.5g聚二烯丙基二甲基氯化铵；
固化支撑剂：89.0g硅藻土；
破壁剂：0.5g重铬酸钾。
实施例5
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：10g三氯化铁；
渗流减阻剂：0.5g丙烯酰胺/丙烯酸钠/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物；
固化支撑剂：89.0g珍珠岩；
破壁剂：0.5g高氯酸钙。
实施例6
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：10g硫酸铝，质量百分含量为10％；
渗流减阻剂：0.5g丙烯酰胺/丙烯酸钠/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物；
固化支撑剂：89.0g珍珠岩；
破壁剂：0.5g过碳酸钠。
实施例7
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：15g硫酸铝；
渗流减阻剂：0.5g丙烯酰胺/丙烯酸钠/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物；
固化支撑剂：84.0g珍珠岩；
破壁剂：0.5g过碳酸钠。
实施例8
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：5g聚合硅酸铝铁；
渗流减阻剂：0.5g腐殖酸；
固化支撑剂：94.0g珍珠岩；
破壁剂：0.5g过碳酸钠。
实施例9
本实施例的脱水药剂由下述物质组成：
无机絮凝剂：5g聚合氯化铝；
渗流减阻剂：0.5g腐殖酸；
固化支撑剂：89.0g珍珠岩；
破壁剂：0.5g高锰酸钾。
为了证明本发明的有益效果，发明人采用实施例1～9的脱水药剂对80％左右含水率的固相污泥进行二次脱水，具体方法如下：
将无机絮凝剂配置制成质量浓度为33％的水溶液、破壁剂配制成质量浓度为10％的水溶液，然后将所有组分添加到固相污泥中，机械搅拌预处理3min；然后使预处理后的固相污泥进入高压带式压滤脱水机中进行压榨脱水；高压带式压滤脱水机的压力大于0.2MPa，压榨脱水时间1.5min以上。测试设备出泥含水率，结果见表1。
表1不同脱水药剂对固相污泥脱水性能的检测结果
从表1可以看出，本发明脱水药剂用于含水率80％～85％的固相污泥直接二次压榨脱水后，均可满足国家提标后60％以下的指标要求。
Claims (8)
1.一种用于固相污泥的深度脱水药剂，其特征在于该脱水药剂由下述质量百分比的物质组成：
5％～20％无机絮凝剂、0.1％～1％渗流减阻剂、79％～94％固化支撑剂、0.1％～3％破壁剂；
上述的无机絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、硫酸铝、聚合硅酸铝铁中任意一种或多种；
上述的渗流减阻剂为聚环氧乙烷、聚二烯丙基二甲基氯化铵、丙烯酰胺/丙烯酸钠/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、腐殖酸中任意一种或多种；
上述的固化支撑剂为粉煤灰、硅藻土、珍珠岩中任意一种或多种；
上述的破壁剂为高锰酸钾、重铬酸钾、高氯酸钙、过碳酸钠中任意一种或多种。
2.根据权利要求1所述的用于固相污泥的深度脱水药剂，其特征在于该脱水药剂由下述质量百分比的物质组成：
8％～15％无机絮凝剂、0.3％～0.8％渗流减阻剂、83％～90％固化支撑剂、1％～2％破壁氧化剂。
3.根据权利要求2所述的用于固相污泥的深度脱水药剂，其特征在于：所述的无机絮凝剂为聚合氯化铝。
4.根据权利要求2所述的用于固相污泥的深度脱水药剂，其特征在于：所述的渗流减阻剂为聚二烯丙基二甲基氯化铵。
5.根据权利要求2所述的用于固相污泥的深度脱水药剂，其特征在于：所述的固化支撑剂为珍珠岩。
6.根据权利要求2所述的用于固相污泥的深度脱水药剂，其特征在于：所述的破壁剂为高锰酸钾。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的用于固相污泥的深度脱水药剂，其特征在于：所述固相污泥为含水率80％～85％的固相污泥。
8.根据权利要求7任意一项所述的用于固相污泥的深度脱水药剂，其特征在于：所述脱水药剂的投加量为固相污泥质量的3％～10％，其中无机絮凝剂用水溶解成质量浓度为30％～35％的溶液后进行混合投加，破壁剂用水溶解成质量浓度为8％～12％的溶液后进行混合投加。
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