专利名称：一种污泥调质脱水的方法
技术领域：
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种污泥脱水的方法，特别涉及采用药剂对污泥进行调质后脱水的方法。
背景技术：
随着污水处理设施的普及、处理率的提高和处理程度的深化，污水厂的污泥产生量有较大的增长，截止2010年9月底，全国已经建成沈30座城镇污水处理厂，日污水处理能力达到1. 22亿立方米，由此将产生大量活性污泥，引起的二次污染问题已不容忽视。污泥是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质，一般来源于水处理的预处理、初沉池、二沉池等处。以往污水处理厂的建设往往只注意污水处理要达到排放标准，设计中一般只提将脱水污泥外运和综合利用，未计算其投资和经常处理营运费用。未经稳定处理的污泥，因有机物含量高，极易腐败并产生恶臭，尤其是含有大量病菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病的传播等二次污染。因此如何合理地处理、处置污泥，已成为城市污水厂和相关部门必需引起重视的问题。根据分析，污泥与水分子的结合非常紧密，并具有不同的相态游离水、毛细水、内部水和附着水。污泥脱水与减容减量之所以难，是因为在污水处理过程中所得到的污泥具有高亲水性，使得污泥中的水分难以低成本高效分离。目前，污泥的处理工艺主要包括污泥的浓缩、消化、脱水、干化及焚烧、制有机肥以及填埋等方法处理。国内污水处理厂采用机械脱水的方法通常只能将污泥含水率降低到80%左右，大量的水为污泥的后续处理带来重重困难。因而，污泥处置的首要问题在于将污泥减量化，脱除污泥中含有的大部分水分，为后续处理、利用和运输创造条件，同时消除污染环境的有毒有害物质，尽可能回收能源和资源。2009年国家住房和城乡建设部、环境保护部、科学技术部联合颁布了《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》新政策，对城市污水厂的污泥稳定和农田利用有明确的要求，要求污泥的含水率降低至60%以下才能进填埋场填埋。由于通常城市污泥在机械脱水后含水率一般在80%以上，主要原因是由于污泥中生物细胞及胶体含有大量的“间隙水”(约占总含水70%)无法通过传统机械脱水的压力全部挤出，同时污泥含水率在60% 65%之间时呈粘浆状，水分子被一层胶体包裹，这个区域称之为污泥的“粘胶相区”，是污泥脱水最难的阶段，按传统的机械脱水的方法是很难进一步脱除的。因此有必要研发新技术以进一步深度脱水减量。污泥的脱水性能与污泥性质、调理方法及条件等有关，还与脱水机械种类有关，其中对污泥性质的认识和对污泥调理的方法的选择直接关系到污泥脱水的程度。在污泥脱水前进行强处理，改变污泥粒子的物化性质，破坏其胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善脱水性能，这一过程称为污泥的调理或调质。污泥深度脱水就是将传统污泥机械脱水后的污泥(约80%含水率)进一步脱水到60%含水率以下。目前，国内将污泥处理到含水率低于60%以下的主要方法有加热干化、添加药剂固化、采用特殊的压滤机、超声波破壁等手段。专利申请号为ZL200610123552. 7的专利提供了一种污泥深度脱水的方法，该方法采用铁和钙离子的化学药剂对污泥进行调质后，采用1. 5Mpa^2. 5Mpa的压滤机对调质后的污泥进行脱水，该方法针对一些特定的污泥效果较好，但是存在通适性问题，对于厌氧发酵等细颗粒污泥，存在用药量大，成本高的缺陷。国内专利申请号为200810198538. 2的专利采用表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)对污泥处理，可有效降低污泥的比阻，但该表面活性剂价格较为昂贵，处理成本较高。国内专利申请号96103773. 3采用直流电场对污泥进行处理，但该方法处理后的污泥的含水率仍较高。国内专利申请号为 200810048825. 5和专利申请号为200710150706. 6的专利采用无机复合调理剂对污泥进行处理，处理效果较好，但存在添加量较高而导致处理后污泥的热值下降较多的问题。专利申请号为200810198539. 7采用了复合式污泥调理方式，在污泥中分别添加了表面活性剂 1227，絮凝剂和助剂(食用菇采摘后的培养基)，达到了污泥深度脱水的效果，但是仍存在处理费用较高的问题。综上述，目前公开发表的文章和专利主要采用絮凝剂和一些表面活性剂对污泥进行调质后再脱水，其基本过程是在铝盐、铁盐等化学絮凝剂的作用下使得污泥菌胶团聚集， 逐渐增大的团粒结构最终在水中沉淀下来，通过进一步添加高分子絮凝剂，采用物理方法浓缩，可以脱去大部分或一部分所谓的自由态水，采用该调质处理的方法，一般污泥的含水率可低至60%以下，但需要消耗大量的化学药剂，运行费用较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种经济高效、使用方便的污泥脱水的方法。目前，污泥的调质是用絮凝剂将污泥自身电中和而产生凝聚，靠凝聚剂的结合力构成的调质污泥具有间隙大的疏松结构，目前常规的机械脱水难以达到含水率60%以下。 若将含水率高的脱水滤饼打碎成米粒大小，夹在滤纸中，再压榨进行二次脱水，可达到含水量低于60%的要求。基于这一发现，本发明提出污泥预涂层过滤脱水的方法，其步骤为，
(1)对于经过污水处理厂一次脱水后的污泥(其含水率约为80%左右)，加入水，使其含水率达到90%以上，以提高污泥的流动性；
(2)在其中添加透水性高的微细粒子，搅拌混合均勻；
(3)在混合物中添加高分子絮凝剂，使得微细粒子与污泥包裹，形成复合构造物；
(4)将该复合构造物泵入板框压滤机中压滤，一般压滤时间为45min 120min，即可得到含水率低于60%的二次脱水滤饼。上述污泥，如果不经过污水处理厂一次压滤，在污水处理厂内可直接经过浓缩处理，其含水率约为95%，可在其中直接加入添加透水性高的微细粒子后均勻搅拌混合，充分搅拌后，在混合物中添加高分子絮凝剂使得微细粒子与污泥包裹形成复合构造物，将该混合物泵入板框压滤机中压滤，一般压滤时间为45min 120min，即可得到含水率低于60%的二次脱水滤饼。本发明中，添加的透水性高的微细粒子为氢氧化铝、氢氧化铁、二氧化硅、氧化铝、 三氧化铁、硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝、硅酸铁、粉煤灰、煤粉等，根据污泥的特性不同， 可为上述物质的一种或者多种组合，用量为污泥固体重量的109Γ70%。
本发明中，添加的高分子絮凝剂为高分子酰胺类絮凝剂(如聚丙烯酰胺)，聚季铵盐类絮凝剂(如聚二甲基二丙烯基氯化铵)或者其混合物(或者共聚物，如聚二甲基二丙烯基氯化铵-丙烯酰胺共聚物)，絮凝剂的用量为5(T800ppm。经过该方法处理后的压滤出水澄清，其中的有机物经过絮凝剂絮凝，基本被截留在污泥中。污泥中的重金属因为共聚沉淀而主要被截留在污泥中，因而污水经过适当的生化处理后，可达到相应的排放标准。本发明的优点在于
1)工艺稳定，流程简单；
2)添加物原料价格稳定低廉，运行费用低；
3)压滤时间短，一般一个压滤工况时间在2小时内；
4)污泥中的重金属因共沉淀作用而沉淀在污泥内，压滤出水澄清。
具体实施例方式实施例1某市政污水处理厂污泥，经过污水处理厂带式机加药脱水后，其含水率约为80%。取其样品一吨放置搅拌槽内，添加1吨污水处理厂尾水，搅拌均勻lOmin，使其含水率至90%，利用酸、碱调节其pH值至6. (Γ8. O之间，在其中添加透水性高的微细粒子后均勻搅拌混合，添加的微细粒子为氢氧化铁、二氧化硅和铝酸钙，重量为60kg，添加的微细粒子中氢氧化铁、二氧化硅和铝酸钙的摩尔比例为1:1:1，均勻搅拌混合后，加入絮凝剂聚丙烯酰胺，浓度为300ppm，搅拌均勻后，将该混合物泵入厢式板框压滤机中压滤，压滤时间为 45min,即得到含水率为56%的二次脱水滤饼。实施例2
某市政污水处理厂污泥，经过污水处理厂离心机加药脱水后，其含水率约为78%。取其样品一吨放置搅拌槽内，添加污水处理厂尾水均勻搅拌lOmin，使其含水率至90%，利用酸、 碱调节其PH值至6. (Γ8. O之间，在其中添加透水性高的微细粒子后均勻搅拌混合，添加的微细粒子为氢氧化铝、氢氧化铁、二氧化硅、三氧化二铝和硫酸钙，重量为110kg，添加的微细粒子中氢氧化铝、氢氧化铁、二氧化硅、三氧化二铝和硫酸钙的摩尔比例为1:1:2:1:2，均勻搅拌混合后，加入絮凝剂聚二甲基二丙烯基氯化铵-丙烯酰胺共聚物，浓度为400ppm， 搅拌均勻后，将该混合物泵入厢式板框压滤机中压滤，压滤时间为90min，即得到含水率为 52%的二次脱水滤饼。
权利要求
1. 一种污泥调质脱水的方法，其特征在于具体步骤为(1)对于经过污水处理厂一次脱水后的污泥加入水，使其含水率达到90%以上，以提高污泥的流动性；(2)在上述污泥中添加透水性高的微细粒子，搅拌混合均勻，得到污泥混合物；(3)在上述污泥混合物中添加高分子絮凝剂，使得微细粒子与污泥包裹，形成复合构造物；(4)将上述复合构造物泵入板框压滤机中，压滤，压滤时间为45min 120min，即得到含水率低于60%的二次脱水滤饼；其中，所述的微细粒子为氢氧化铝、氢氧化铁、二氧化硅、氧化铝、三氧化铁、硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝、硅酸铁、粉煤灰或煤粉，使用上述物质的一种或者多种组合，用量为污泥固体重量的10% 70% ；所述高分子絮凝剂为高分子酰胺类絮凝剂，聚季铵盐类絮凝剂，或者其混合物或者共聚物，絮凝剂的用量为5(T800ppm。
全文摘要
本发明属于环保技术领域，具体为一种污泥调质脱水的方法。本发明方法:首先对于经过污水处理厂一次脱水后的污泥加入水，以提高污泥的流动性；然后在其中添加透水性高的微细粒子，搅拌混合均匀；再在混合物中添加高分子絮凝剂，使得微细粒子与污泥包裹，形成复合构造物；最后将该混合物泵入板框压滤机中压滤，即得到含水率低于60%的二次脱水滤饼。本发明工艺稳定，流程简单；添加物原料价格低廉，运行费用低；压滤时间短，污泥中的重金属因共沉淀作用沉淀在污泥内，压滤出水澄清。
文档编号C02F11/14GK102153267SQ20111009455
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者何坚, 侯惠奇, 刘新刚, 郑正 申请人:复旦大学