CN110981158A - 一种造纸污泥调理药剂及其应用 - Google Patents

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许欣欣
王俊
李箐湲
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Abstract

本发明涉及造纸污泥的处理技术领域，具体涉及一种造纸污泥调理药剂及其应用，该调理药剂由高铁酸盐和木屑粉组成，该污泥调理剂能够改善污泥脱水效果，且使用的污泥调理剂原材料成本较低，能够实现林业废物木屑的资源化利用，降低调理药剂的生产成本，可广泛应用于污泥预调理，具有良好的应用前景。

Description

一种造纸污泥调理药剂及其应用
技术领域
本发明涉及造纸污泥的处理技术领域，具体涉及一种造纸污泥调理药剂及其应用。
背景技术
造纸污泥的主要处理方式是焚烧处理、生物法处理及污泥的土地化利用。其中，污泥焚烧可以有效解决污泥的出路问题，充分利用污泥中的能源，并且污泥不需要作灭病原菌处理，但污泥焚烧需要保证污泥具有比较低的含水率，故需要提高污泥的脱水程度。
但由于污泥中含有高度亲水性的污泥胶粒及胞外聚合物，使得污泥受压时容易变形而难以用机械方法提高污泥的脱水效率，脱水后的泥饼量大且含水率高。而由于污泥中较高的含水率，致使固含量相对较低，相应的有机物含量较低，燃烧热值低，直接焚烧时需消耗大量能量用来蒸发水分。因此，降低泥饼含水率并提高热值，实现污泥焚烧回收热值成为当前污泥资源化利用的一个重点方向。
发明内容
针对现有技术中造纸污泥脱水困难、燃烧热值低难焚烧的问题，本发明提供一种造纸污泥调理药剂，利用木屑粉作为骨架构建体，并与高铁酸盐氧化复合能够明显改善污泥的脱水效果。
本发明提供一种造纸污泥调理药剂，所述药剂包括高铁酸盐与木屑粉；
其中，所述高铁酸盐为高铁酸钠或高铁酸钾；所述木屑粉为杨木木屑粉或松木木屑粉；
所述药剂在使用时，以造纸污泥干基计，所述高铁酸盐的加入量为40～60mg/g，所述木屑粉的加入量为400～500mg/g，且所述高铁酸盐的加入量以铁离子的质量计。
优选地，所述高铁酸盐为高铁酸钠；所述木屑粉为松木木屑粉。
优选地，所述高铁酸盐的加入量为40mg/g，所述木屑粉的加入量为500mg/g，且所述高铁酸盐的加入量以铁离子的质量计。
优选地，所述木屑粉的粒径小于0.08mm。
本发明提供的造纸污泥调理药剂能够用于造纸污泥的脱水处理，具体使用过程为：将所述高铁酸盐在搅拌作用下加入造纸污泥中，混合反应10～30min；再加入所述木屑粉，混合反应1～5min，所得污泥混合物静置处理。
本发明提供的造纸污泥调理药剂，使用的高铁酸盐是铁的六价铁盐，具有很强的氧化性，能够与污泥中各种物质发生氧化作用，破坏污泥絮体结构，释放其中裹挟的水分，利于污泥脱水；同时，高铁酸盐的强氧化性还能有效地灭杀水中的微生物，具有优异的氧化漂白、灭菌消毒除臭作用；另外，高铁酸盐参与反应后被还原成新生态的Fe3+，Fe3+具有絮凝、吸附、共沉淀等作用，是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的悬浮物、胶体；高铁酸盐强烈的氧化作用及絮凝作用，更有利于污泥的泥水分离；而木屑粉主要作为骨架构建体，进一步加入木屑粉后，木屑粉通过静电交联作用与污泥形成具有一定刚性骨架结构，加速污泥的过滤速度；且木屑粉的加入，实现了林业废物木屑的资源化利用，增加了污泥有机质含量，脱水后的污泥用于焚烧或掺煤焚烧时，热值得以大幅度提高，在资源化处置污泥及废木屑的同时实现能量回收。
本发明利用FeO4 2-氧化水解为Fe3+，其化学方程式如下：
FeO4 2-+4H2O+3e－→Fe3++5OH－E0＝+0.72V (1)
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1)本发明首次将高铁酸钠与木屑粉联合使用用于造纸污泥的脱水处理，高铁酸盐的强氧化作用能破坏胞外聚合物结构，分散污泥絮体，使污泥絮体网格中的结合水释放，利于污泥中水分的深度脱出；同时，污泥絮体的分散能使污泥更充分的和木屑粉结合，减少搅拌过程时间与能耗，更有利于骨架构建体内部通道的形成，在机械脱水过程时将应力传递到污泥絮凝物的内部，进一步提供自由水的流出通道，从而达到提高脱水效率的协同作用；
2)本发明提供的方法在使用时可以借鉴现有的成型工艺，对设备没有特殊要求，且操作简单、低成本，有利于工业化推广。
具体实施方式
下面通过实施案例具体说明本发明的实施方式，以下实施案例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
一种造纸污泥调理药剂，由高铁酸钠及松木木屑粉组成，使用该调理药剂能够对造纸污泥进行脱水处理，具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入40mg/g高铁酸钠，混合反应10min，且高铁酸钠的加入量以铁离子的质量计；再以污泥干基的质量计量，加入400mg/g松木木屑粉，混合1min，所得污泥混合物静置处理。
实施例2
一种造纸污泥调理药剂，由高铁酸钾及松木木屑粉组成，使用该调理药剂能够对造纸污泥进行脱水处理，具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入60mg/g高铁酸钾，混合反应30min，且高铁酸钾的加入量以铁离子的质量计；再以污泥干基的质量计量，加入500mg/g松木木屑粉，混合5min，所得污泥混合物静置处理。
实施例3
一种造纸污泥调理药剂，由高铁酸钠及杨木木屑粉组成，使用该调理药剂能够对造纸污泥进行脱水处理，具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入50mg/g高铁酸钠，混合反应20min，且高铁酸钠的加入量以铁离子的质量计；再以污泥干基的质量计量，加入450mg/g杨木木屑粉，混合3min，所得污泥混合物静置处理。
实施例4
一种造纸污泥调理药剂，由高铁酸钾及杨木木屑粉组成，使用该调理药剂能够对造纸污泥进行脱水处理，具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入40mg/g高铁酸钾，混合反应20min，且高铁酸钾的加入量以铁离子的质量计；再以污泥干基的质量计量，加入500mg/g杨木木屑粉，混合5min，所得污泥混合物静置处理。
对比例1
一种造纸污泥调理药剂，为高铁酸钠，使用该调理药剂对造纸污泥进行脱水处理的具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入20mg/g高铁酸钠，混合反应20min后静置处理，且高铁酸钠的加入量以铁离子的质量计。
对比例2
一种造纸污泥调理药剂，为高铁酸钠，使用该调理药剂对造纸污泥进行脱水处理的具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入40mg/g高铁酸钠，混合反应20min后静置处理，且高铁酸钠的加入量以铁离子的质量计。
对比例3
一种造纸污泥调理药剂，为高铁酸钾，使用该调理药剂对造纸污泥进行脱水处理的具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入60mg/g高铁酸钾，混合反应20min后静置处理，且高铁酸钾的加入量以铁离子的质量计。
对比例4
一种造纸污泥调理药剂，为松木木屑粉，使用该调理药剂对造纸污泥进行脱水处理的具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基的质量计量，加入500mg/g松木木屑粉，混合5min，所得污泥混合物静置处理。
对比例5
一种造纸污泥调理药剂，由CaO和FeCl3组成，使用该调理药剂对造纸污泥进行脱水处理的具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入300mg/gCaO，混合反应20min后静置处理，且氧化钙的加入量以钙离子的质量计；再以污泥干基的质量计量，加入1mg/gFeCl3，混合5min，所得污泥混合物静置处理，且氯化铁的加入量以铁离子的质量计。
对比例6
一种造纸污泥调理药剂，由CaO和聚合氯化铝(PAC)组成，使用该调理药剂对造纸污泥进行脱水处理的具体过程为：
在搅拌作用下，以污泥干基计，在污泥中加入300mg/gCaO，混合反应20min后静置处理，且高铁酸钠的加入量以铁离子的质量计；再以污泥干基的质量计量，加入3mg/gPAC，混合5min，所得污泥混合物静置处理。
下面对各实施例及各对比例提供的造纸污泥调理药剂的脱水效果进行评价。
污泥来自于舞钢市群望纸板污水处理厂，根据《城市污水处理厂污泥检验方法》(CJ/T221-2005)对原污泥的基本理化性质进行测试，如表1所示，实验结果为三次平行实验的平均值，其中SRF代表污泥比阻，用来表示污泥脱水难易程度。
表1原污泥的基本特性
项目 含水率(％) 有机质(％) 污泥低位热值(kJ/kg) 污泥比阻(10<sup>7</sup>s<sup>2</sup>·g<sup>-1</sup>)
指标 92 29.15 558 5.15
污泥的处理效果如表2所示。
表2各实施例及各对比例的污泥脱水效果
Figure BDA0002348283230000061
Figure BDA0002348283230000071
由表2可以看出：采用本发明提供的造纸污泥调理药剂对污泥进行脱水处理后，含水率降低，污泥的有机质含量增加约100％，燃烧热值也明显增加，有利于后续资源化焚烧处理，在解决污泥处置问题的同时回收热值，新增效益。
需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例相同，为了防止赘述，本发明描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种造纸污泥调理药剂，其特征在于，所述药剂包括高铁酸盐与木屑粉；
其中，所述高铁酸盐为高铁酸钠或高铁酸钾；所述木屑粉为杨木木屑粉或松木木屑粉；
所述药剂在使用时，以造纸污泥干基计，所述高铁酸盐的加入量为40～60mg/g，所述木屑粉的加入量为400～500mg/g，且所述高铁酸盐的加入量以铁离子的质量计。
2.根据权利要求1所述的造纸污泥调理药剂，其特征在于，所述高铁酸盐为高铁酸钠；所述木屑粉为松木木屑粉。
3.根据权利要求1所述的造纸污泥调理药剂，其特征在于，所述高铁酸盐的加入量为40mg/g，所述木屑粉的加入量为500mg/g，且所述高铁酸盐的加入量以铁离子的质量计。
4.根据权利要求1所述的造纸污泥调理药剂，其特征在于，所述木屑粉的粒径小于0.08mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的造纸污泥调理药剂在造纸污泥脱水处理方面的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，具体使用过程为：将所述高铁酸盐在搅拌作用下加入造纸污泥中，混合反应10～30min；再加入所述木屑粉，混合反应1～5min，所得污泥混合物静置处理。
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