CN111116012A

CN111116012A - 一种污泥调理剂及其应用处理方法

Info

Publication number: CN111116012A
Application number: CN202010098841.6A
Authority: CN
Inventors: 王雄
Original assignee: Hongtai Ruiji Environmental Protection Beijing Co Ltd
Current assignee: Hongtai Ruiji Environmental Protection Beijing Co Ltd
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥调理剂及其应用处理方法，所述污泥调理剂包括如下组分：助滤剂10‑15份，有机酸1‑5份，氧化剂10‑15份，铁盐40‑60份，并调节PH值为4‑6。本发明污泥调理剂对污泥进行深度脱水，使污泥中重金属Pb和Cd去除率相对提高且整个工艺过程不超过4.5小时，干化污泥的含水量低于55％，无二次污染，可广泛应用于各类工业及生活等污水干化处理，处理后的污泥直接用于堆肥、焚烧、建材应用等，具有较好的应用前景与市场前景。

Description

一种污泥调理剂及其应用处理方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥调理剂及其应用处理方法。

背景技术

污水处理厂处理的污水量与日俱增，污水处理产生的污泥量也随之增加。污水厂产生的污泥组成复杂，含多种微生物、有机物及无机物，主要有难降解的有机物、重金属、盐类及病原体等。且工业废水产生的污泥大多含有大量的重金属。

这些污泥如果未经处理而直接排放，对环境会造成极大危害。因为未经过稳定化处理的污泥中，有机物含量高，易腐化，滋生大量的病菌、寄生虫等，而且易对环境造成二次污染。污泥受雨水冲刷，漫流到地表水体、渗入地下引起污染。露天堆放的污泥易产生恶臭，孳生蚊蝇，严重影响周边环境卫生。在污泥运输过程中，由于含水率较高，污泥易沿途撒漏形成污染。污泥的高含水率降低了运输经济性，增加污泥运输费、垃圾填埋场的污泥处置费。

现有的污泥处理方式是将污水处理厂的污泥直接填埋或进行脱水处理。

进行脱水处理时，很难对污泥中结合水、间隙水进行脱水，由于污泥细小含水量高，经常堵塞渗滤液收集***和排水管，污泥含水量高使污泥具有的流变性使得填埋体易变形和滑坡。

众所周知，我国是农业大国，植物纤维资源丰富，尤其是玉米芯，玉米芯是玉米果穗脱去籽粒后的果轴，玉米每年的产量在1.1-1.3亿吨，可以副产物2000万吨以上的玉米芯，玉米芯一直得不到很好的利用，要么作为农业废弃物扔掉，要么作为燃料，给资源带来了极大的浪费，玉米芯中含有大量的纤维素，玉米芯不易自然分解，分解时间较长，处理困难；同时玉米芯加工可转化成糠醛，而糠醛又可以作为生产麦芽酚的原料，同时也解决了玉米芯的利用问题。如何解决玉米芯和玉米芯转化过程中废液利用问题也是现阶段的研究方向。

因此，如何将污泥的含水量降低，进行污泥干化处理，并使干化处理后的污泥可以直接排放使用，是本领域技术人员研究的方向。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种污泥调理剂及其应用处理方法，本发明污泥调理剂可对污泥进行深度脱水，能有效去除污泥中的重金属离子、有机污染物和无机颗粒等，污泥中重金属Pb和Cd去除率相对提高实现污泥的无害化处理；整个污泥干化过程不超过4.5小时，干化污泥含水量低于55％，无二次污染，可广泛应用于各类工业及生活等污水干化处理，处理后的污泥可直接用于堆肥、焚烧、建材应用等，具有较好的应用前景与市场前景。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种污泥调理剂，按重量份数计，所述污泥调理剂包括如下组分：助滤剂10-15份，有机酸1-5份，氧化剂10-15份，铁盐40-60份。

进一步的，所述助滤剂包括乙基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体。

进一步的，所述乙基麦芽酚由玉米芯制备而成，所述污泥调理剂中还包括由玉米芯制备乙基麦芽酚中的残余工业酸液。

进一步的，所述有机酸包括曲酸。

进一步的，所述铁盐包括硫酸亚铁或聚合硫酸铁溶液，质量浓度为10％-15％。

进一步的，所述氧化剂包括液态臭氧或双氧水中至少一种，质量浓度为25％-35％。

进一步的，所述污泥调理剂还包括复合絮凝剂，所述复合絮凝剂包括粉煤灰和聚丙烯酰胺，重量配比为：1-3:1。

一种污泥调理剂的应用处理方法，包括以下步骤：

S1，将含水99％以上的原泥浓缩至含水93％-97％浓缩泥；

S2、将S1中浓缩泥加入上述重量份有机酸，充分搅拌，搅拌时间为10-30分钟；

S3、接着加入上述重量份铁盐和上述重量份氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为10-30分钟，然后加入所述污泥调理剂的剩余重量份组份并充分搅拌，搅拌时间为30-60分钟，加入所述残余工业酸液或其他酸液调节污泥中PH值为4-6；

S4、最后通过高压泵送入高压板框压滤机进行压榨脱水，得干化污泥；

在1m³上述S1中浓缩泥中加入8-12kg上述污泥调理剂。

进一步的，S4中压榨压力为1.8-2.5Mpa，压榨时间为1.5-2.5h。

进一步的，所述污泥调理剂的应用处理方法总时间为3.5-4.5h,干化污泥的含水率范围为45％-55％。

本发明的有益效果：

1、本发明污泥调理剂对污泥进行深度脱水，能有效去除污泥中的重金属离子、有机污染物和无机颗粒等，污泥中重金属Pb和Cd去除率相对提高，有机物分解率高，TP去除率高(去磷)，压出水透明度高，水质优良，实现了污泥的无害化处理；

整个污泥干化过程不超过4.5小时，干化污泥含水量低于55％，无二次污染，可广泛应用于各类工业及生活等污水干化处理，处理后的污泥可直接用于堆肥、焚烧、建材应用等。

2、本发明所述助滤剂为乙基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体，该基体在污泥中形成具有高渗透性的刚性网格，可有效降低污泥的可压缩性的结构，使污泥在高压下仍保持多孔结构，使污泥中水分包括部分结合水、间隙水变为自由水并沿多孔碳基体的碳性脉络流出，从而改善污泥脱水性。且后续无论污泥炭化，焚烧还是堆肥，都起到增加碳源的作用；且制备乙基麦芽酚的残余工业酸液用于调节污泥的PH，高效的利用了工业废水，节省了处理废水成本和调节污泥的成本。

3、本发明氧化剂为液态臭氧或双氧水，环保，且无毒无害，能有效杀菌；同时氧化剂通过氧化作用使污泥中疏松型胞外聚合物破坏释放，并氧化部分有机物，增加污泥中氧气，使污泥中微生物进行一定的好氧呼吸，消耗富营养化的污泥中的部分有机物，提高污泥中微生物活性。

4、本发明所述的有机酸为曲酸，曲酸的作用有两个，第一，在有铁盐和氧化剂的作用下，污泥污水中重金属容易转换到干化污泥中，曲酸可以快速和重金属进行鳌和，降低污泥中重金属的含量和重金属对环境带来的损害；第二、曲酸在PH值≤6污水处理中，溶解度很高，杀菌，漂泊、防腐作用明显。

5、本发明的助滤剂的投加改变了污泥本身的结构,导致胞外结合水的分布发生变化,并使污泥颗粒粒径减小,而投加复合絮凝剂使得污泥絮体重新絮凝，在复合絮凝剂的中粉煤灰与多孔炭基体的作用下减小了絮体颗粒之间的比阻，从而降低结合水和颗粒间隙水变成自由水，即水脱离粒径的难度，并提高脱水速度；复合絮凝剂的添加导致污泥絮体发生重新絮凝或胞外有机物的破坏，释放部分结合水，并重新构建污泥骨架和脱水通道；复合絮凝剂的中聚丙酰胺的多孔脱水通道与助滤剂碳性脉络的脱水路径极大的提高了污泥中自由水在压榨脱水时的流出的速度，增加了污泥中水的脱离路径，而粉煤灰与多孔炭基体在两个脱水路径中降低污泥脱水的难度，即减小脱水的阻力；助滤剂形成的多孔碳基体与复合絮凝剂共同作用具有强大的卷积和吸附作用，使污泥絮体进一步增大，絮体更为密实，脱水难度降低，脱水路径增加，降低了絮体颗粒的粒径和比阻，从而使内部水分更容易压出，提高了污泥的脱水率与脱水速度，从而改善了污泥的脱水性能。另外助滤剂和粉煤灰具有吸附作用，能有效吸附污泥中的有机污染物和无机颗粒，降低污泥对环境的污染。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

优选的，所述助滤剂包括乙基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体。

优选的，所述乙基麦芽酚由玉米芯制备而成，所述污泥调理剂中还包括由玉米芯制备乙基麦芽酚中的残余工业酸液。

优选的，所述有机酸包括曲酸。

优选的，所述铁盐包括硫酸亚铁或聚合硫酸铁溶液，质量浓度为10％-15％。

优选的，所述氧化剂包括液态臭氧或双氧水中至少一种，质量浓度为25％-35％。

优选的，所述污泥调理剂还包括复合絮凝剂，所述复合絮凝剂包括粉煤灰和聚丙烯酰胺，重量配比为：1-3:1。

一种污泥调理剂的应用处理方法，包括以下步骤：

S1，将含水99％以上的原泥浓缩至含水93％-97％浓缩泥；

在1m³上述S1中浓缩泥中加入8-12kg上述污泥调理剂。

优选的，S4中压榨压力为1.8-2.5Mpa，压榨时间为1.5-2.5h。

优选的，所述污泥调理剂的应用处理方法总时间为3.5-4.5h,干化污泥的含水率范围为45％-55％。

实施例1

一种污泥调理剂，按重量份数计，所述污泥调理剂包括如下组分：助滤剂12份，有机酸2份，氧化剂11份，铁盐43份。

所述助滤剂包括乙基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体。所述乙基麦芽酚由玉米芯制备而成，所述污泥调理剂中还包括由玉米芯制备乙基麦芽酚中的残余工业酸液。

所述有机酸包括曲酸。所述铁盐包括硫酸亚铁溶液，质量浓度为10％。

所述氧化剂包括双氧水，质量浓度为25％。

一种污泥调理剂的应用处理方法，包括以下步骤：

S1，将含水99％以上的原泥浓缩至含水95％浓缩泥；

S2、将S1中浓缩泥加入上述重量份有机酸，充分搅拌，搅拌时间为15分钟；

S3、接着加入上述重量份铁盐和上述重量份氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为13分钟，然后加入所述污泥调理剂的剩余重量份组份并充分搅拌，搅拌时间为35分钟，加入所述由玉米芯制备乙基麦芽酚中的残余工业酸液调节污泥中PH值为5；

在1m³上述S1中浓缩泥中加入10kg上述污泥调理剂。S4中压榨压力为2.0Mpa，压榨时间为2h。所述污泥调理剂的应用处理方法总时间为4.2h,干化污泥的含水率范围为54.5％。

实施例2

一种污泥调理剂，按重量份数计，所述污泥调理剂包括如下组分：助滤剂10份，有机酸1份，氧化剂10份，铁盐40份。

所述有机酸包括曲酸。所述铁盐包括聚合硫酸铁溶液，质量浓度为10％。

所述氧化剂包括双氧水，质量浓度为25％。

所述污泥调理剂还包括复合絮凝剂，所述复合絮凝剂包括粉煤灰和聚丙烯酰胺，重量配比为：1:1。

一种污泥调理剂的应用处理方法，包括以下步骤：

S1，将含水99％以上的原泥浓缩至含水93％浓缩泥；

S2、将S1中浓缩泥加入上述重量份有机酸，充分搅拌，搅拌时间为10分钟；

S3、接着加入上述重量份铁盐和上述重量份氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为10分钟，然后加入所述污泥调理剂的剩余重量份组份并充分搅拌，搅拌时间为30分钟，加入酸液调节污泥中PH值为4；

在1m³上述S1中浓缩泥中加入8kg上述污泥调理剂。

S4中压榨压力为1.8Mpa，压榨时间为1.5h。所述污泥调理剂的应用处理方法总时间为4h,干化污泥的含水率范围为50％。

实施例3

一种污泥调理剂，按重量份数计，所述污泥调理剂包括如下组分：助滤剂15份，有机酸5份，氧化剂15份，铁盐60份。

所述有机酸包括曲酸。所述铁盐包括硫酸亚铁溶液，质量浓度为5％。

所述氧化剂包括液态臭氧，质量浓度为35％。

所述污泥调理剂还包括复合絮凝剂，所述复合絮凝剂包括粉煤灰和聚丙烯酰胺，重量配比为：3:1。

一种污泥调理剂的应用处理方法，包括以下步骤：

S1，将含水99％以上的原泥浓缩至含水97％浓缩泥；

S2、将S1中浓缩泥加入上述重量份有机酸，充分搅拌，搅拌时间为30分钟；

S3、接着加入上述重量份铁盐和上述重量份氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为30分钟，然后加入所述污泥调理剂的剩余重量份组份并充分搅拌，搅拌时间为60分钟，加入所述残余工业酸液调节污泥中PH值为6；

在1m³上述S1中浓缩泥中加入12kg上述污泥调理剂。

S4中压榨压力为2.5Mpa，压榨时间为2.5h。

所述污泥调理剂的应用处理方法总时间为4.5h,干化污泥的含水率范围为48％。

实施例4

一种污泥调理剂，按重量份数计，所述污泥调理剂包括如下组分：助滤剂13份，有机酸4份，氧化剂14份，铁盐50份。

所述有机酸包括曲酸。所述铁盐包括硫酸亚铁或聚合硫酸铁溶液，质量浓度为14％。

所述氧化剂包括双氧水，质量浓度为31％。

所述污泥调理剂还包括复合絮凝剂，所述复合絮凝剂包括粉煤灰和聚丙烯酰胺，重量配比为：2:1。

一种污泥调理剂的应用处理方法，包括以下步骤：

S1，将含水99％以上的原泥浓缩至含水95％浓缩泥；

S2、将S1中浓缩泥加入上述重量份有机酸，充分搅拌，搅拌时间为20分钟；

S3、接着加入上述重量份铁盐和上述重量份氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为20分钟，然后加入所述污泥调理剂的剩余重量份组份并充分搅拌，搅拌时间为45分钟，加入所述残余工业酸液调节污泥中PH值为5；

在1m³上述S1中浓缩泥中加入10kg上述污泥调理剂。

S4中压榨压力为2.1Mpa，压榨时间为2.3h。

所述污泥调理剂的应用处理方法总时间为3.5h,干化污泥的含水率范围为45％。

对比例1

本对比例中，没有使用助滤剂基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体，其他同实施例4。

对比例2

本对比例中，没有添加助滤剂基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体和复合絮凝剂，其他同实施例4。

对比例3

本对比例中，没有添加助滤剂基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体，复合絮凝剂包括粉煤灰和聚丙烯酰胺，重量配比为：1：2。其他同实施例4。

对比例4

本对比例中，没有添加助滤剂基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体，复合絮凝剂包括粉煤灰和聚丙烯酰胺，重量配比为：4：1。其他同实施例4。

分别将实施例1-4，市售污泥调理剂，对比例1-4，使用本发明的的污泥处理方法处理污泥，为实验组1-4，市售污泥调理剂组，对照组1-4，得到并检测其干化污泥含水率、压滤出水透明度以及出水上清液的COD、NH₃-N、TP值，其结果数据如下表所示：

表1：

由上表的结果可以得知由实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的污泥调理剂可以有效地对城污泥进行深度脱水处理，其中实施4所制得的污泥调理剂与其他实施例制得污泥调理剂相比效果更好，所以实施例4制得的污泥调理剂是本发明的最佳实施例。本发明氧化剂通过氧化作用使污泥中疏松型胞外聚合物破坏释放，并氧化部分有机物，降低COD、氨氮和磷含量，本发明所述助滤剂为乙基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体具有极强的吸附有机污染物、无机颗粒和污泥脱水效果，同时上述多孔碳基体与复合絮凝剂共同作用，增强了本发明的脱水强度和脱水速度，且本发明各种组分相互作用，极大地降低了干化污泥含水率、提高了压滤出水透明度以及有效提高了出水上清液的COD、NH₃-N、TP值的降解率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种污泥调理剂，其特征在于，按重量份数计，所述污泥调理剂包括如下组分：助滤剂10-15份，有机酸1-5份，氧化剂10-15份，铁盐40-60份。

2.根据权利要求1所述的一种污泥调理剂，其特征在于，所述助滤剂包括乙基麦芽酚缩聚之后的多孔碳基体。

3.根据权利要求2所述的一种污泥调理剂，其特征在于，所述乙基麦芽酚由玉米芯制备而成，所述污泥调理剂中还包括由玉米芯制备乙基麦芽酚中的残余工业酸液。

4.根据权利要求1所述的一种污泥调理剂，其特征在于，所述有机酸包括曲酸。

5.根据权利要求1所述的一种污泥调理剂，其特征在于，所述铁盐包括硫酸亚铁或聚合硫酸铁溶液，质量浓度为10％-15％。

6.根据权利要求1所述的一种污泥调理剂，其特征在于，所述氧化剂包括液态臭氧或双氧水中至少一种，质量浓度为25％-35％。

7.根据权利要求1所述的一种污泥调理剂，其特征在于，所述污泥调理剂还包括复合絮凝剂，所述复合絮凝剂包括粉煤灰和聚丙烯酰胺，重量配比为：1-3:1。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种污泥调理剂的应用处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将含水99％以上的原泥浓缩至含水93％-97％浓缩泥；

S3、接着加入上述重量份铁盐和上述重量份氧化剂，充分搅拌，搅拌时间为10-30分钟，然后加入所述污泥调理剂的剩余重量份组份并充分搅拌，搅拌时间为30-60分钟，加入残余工业酸液或其他酸液调节污泥中PH值为4-6；

在1m³上述S1中浓缩泥中加入8-12kg上述污泥调理剂。

9.根据权利要求8所述的一种污泥调理剂的应用处理方法，其特征在于，S4中压榨压力为1.8-2.5Mpa，压榨时间为1.5-2.5h。

10.根据权利要求8所述的一种污泥调理剂的应用处理方法，其特征在于，所述污泥调理剂的应用处理方法总时间为3.5-4.5h,干化污泥的含水率范围为45％-55％。