高效污泥脱水絮凝剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效污泥脱水絮凝剂，包括混合物A和混合物B，所述混合物A包括以下质量份的几种组分：含1%-5%土壤菌的硅藻土100份、活性炭10～30份、水泥20～50份、有机絮凝剂2～5份，所述混合物B包括以下质量份的几种组分中的至少3种：硫代硫酸钠16～32份、氧化铁16～32份、硫酸钙48～96份、硫酸铝32～80份以及碱金属碳酸盐16～32份。本发明直接投加到含水污泥中搅拌均匀后机械脱水，可将污泥含水率降至60%以下，脱除的水不需要进一步处理即可达标排放，污泥中的重金属被固定在污泥内部，不会被植物根系吸收以及扩散在土壤及水中，脱水后污泥可做肥料原料、燃料原料、建筑材料原料，且无二次污染。
【专利说明】高效污泥脱水絮凝剂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可用于城市生活污泥、自来水厂污泥、工业污泥W及江、河、湖泊 的污泥进行高效脱水处理的脱水剂。
【背景技术】
[0002] 污泥经浓缩之后，通常其含水率仍在94% W上，呈流动状，体积很大，因此还需进 行污泥脱水。浓缩主要是分离污泥中的间隙水，而脱水则主要是将污泥中的吸附水和毛细 水分离出来，该部分水分约占污泥中总含水量的15?25%。污泥脱水是污泥处理费用中较 高但又极其关键的过程之一，污泥脱水性能的好坏直接关系到整个污泥处理系统工作的优 劣。
[0003] 污泥脱水技术主要分为自然干化脱水和机械脱水两大类。自然干化脱水是将污泥 摊置到由级配砂石铺垫的干化场上，通过蒸发、渗透和清液溢流等方式实现脱水。该种脱水 方式适于村镇小型污水处理厂的污泥处理，维护管理工作量很大，且产生大范围的恶莫。机 械脱水是利用机械设备进行污泥脱水，因而占地少，与自然干化相比，恶莫影响也较小，但 运行维护费用较高。机械脱水的种类很多，按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水和 离也脱水H大类，国外目前正在开发螺旋压棒脱水，但尚未大量推广。
[0004] 单纯使用机械脱水，脱水后污泥的含水率在70% W上。目前，比较好的几种污泥 处理方法是；①将污泥油炸，使水份脱除后，将固体物做燃料的原料使用；此法存在的缺点 是；投资一条污泥处理生产线，需要8000多万元人民币，并且运行成本极高，W工艺中设备 10年寿命计，每处理一吨污泥需要50万元人民币，运行成本约为180元左右；②许多国 家用发电石发电尾气将污泥烘干，将固体物做燃料的原料，此法存在的缺点是：投资大，运 行成本高，每处理一吨污泥需要10-12万元人民币，运行成本约为200元左右；③将污泥 发酵后做成服料，此法存在的缺点是：污泥中的隶、锋等重金属易通过植物根系被吸收，使 粮食和蔬菜的重金属含量超标，对人体健康产生危害。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术下的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种高效污泥脱水絮凝 齐U，无论对于酸性还是碱性污泥，均能与污泥颗粒快速形成坚固絮体，取得相比现有技术更 高的脱水率，且制备和运行成本低、脱水操作简单。
[0006] 本发明的技术方案是： 一种高效污泥脱水絮凝剂，为粉末状，由混合物A和混合物B混合而成，所述混合物A 包括W下质量份的几种组分：含1%-5%±壤菌的娃藻± 100份、活性炭10?30份、水泥 20?50份及有机絮凝剂2?5份，所述混合物B包括W下质量份的几种组分：硫代硫酸轴 16?32份W及下列任意两种W上的组分；氧化铁16?32份、硫酸巧48?96份、硫酸铅 32?80份W及碱金属碳酸盐16?32份，所述混合物B占总量的质量百分比为20%?30%。
[0007] 所述娃藻±可^为淡水娃藻±、海水娃藻±或淡水娃藻±与海水娃藻±二者任意 比例的混合物。
[0008] 所述±壤菌可W是枯草菌、杆菌、绿賊菌中的一种或多种。
[0009] 所述活性炭优选为经100目筛子筛分后得到的较细粒度的活性炭。
[0010] 所述水泥优选为波特兰水泥、高炉水泥、粉煤灰水泥和W铅酸巧为主原料制备的 水泥(简称铅酸巧水泥）中的任意一种或任意多种的任意比例的混合物。
[0011] 所述有机絮凝剂优选采用聚二甲基二帰丙基氯化馈，也可W采用其他具有类似特 性的其他有机絮凝剂。
[0012] 所述碱金属碳酸盐可W是碳酸轴、碳酸巧、碳酸镇和白云石中的任意一种或任意 几种的任意比例的混合物。
[0013] 对于前述任意一种所述的高效污泥脱水絮凝剂，可W采用如下步骤制得；（1)按 各自的质量份配比，将组成所述混合物A的各组分混合均匀；（2)按各自的质量份配比，将 组成所述混合物B的各组分混合均匀；（3)按比例向所述混合物A中加入所述混合物B并 均匀混合得到粉末状混合物，所述混合物B占总量(混合物A和混合物B混合后的絮凝剂总 量）的质量百分比为20%?30%。
[0014] 所述污泥可W为城市生活污泥、自来水厂污泥、工业污泥或江、河、湖泊的污泥等 各种适宜的污泥。
[0015] 对于前述任意一种所述的高效污泥脱水絮凝剂，其污泥脱水的方法为：将絮凝剂 按比例加入待处理污泥中，混合后静置3-6小时，加入待处理污泥中的絮凝剂与待处理污 泥的质量比优选为1%-3%。
[0016] 本发明的有益效果为：在各组分的协同作用下，能快速改变污泥成分的微观状态， 脱水絮凝剂与污泥颗粒快速形成坚固絮体，有利于污泥比阻的减小，并使原本与污泥分子 吸附在一起的水分子/集团脱稳，使得本发明能够达到较现有技术显著的脱水效果和脱水 效率。
[0017] 所述娃藻±可作为污泥脱水的调理剂降低污泥比阻值，从而提高污泥的脱水性 能；所述活性炭比表面积大、活性位点多，具有吸附污泥中的间隙水、毛细水的作用，可改变 水与污泥固体物之间的结合状态，显著提高脱水率，同时对污泥中的重金属还具有强吸附 作用，有利于对重金属的捕获和固化；水泥在污泥脱水的同时增加污泥的固化性，使污泥在 自然状态下迅速干燥并达到定型化干燥程度，W减少污泥的恶莫，并有利于污泥在建筑物 添加剂、道路地基添加剂中的应用；硫代硫酸轴与污泥中的重金属产生反应，可形成不溶性 的硫代硫酸金属化合物，因此可起到对于污泥中的重金属的良好的固化效果；娃藻±中的 ±壤菌可W在娃藻±成分的协同作用下，通过离子交换、络合、载体跨膜运输等物理化学过 程实现对污泥中重金属的固化，并能够延缓或减轻有机物的腐败；硫酸巧可W充当絮凝和 固化反应的助剂，进一步提高污泥脱水和重金属固化的效率，重金属被有效地固化在污泥 中，可W避免重金属被植物根系吸收，并且也避免了重金属扩散到±壤及附近水体中，碳酸 巧等碱金属碳酸盐易溶于污水之中，能促使污泥形成碱性环境，起到除莫的作用；所述硫代 硫酸轴可W与污泥中的重金属产生反应，形成不溶性的硫代硫酸金属化合物，从而达到固 化污泥中重金属的效果；所述氧化铁对污泥的絮凝、改性起到较好的触媒作用；所述硫酸 巧的主要功能是中和硫酸铅离解时产生的游离酸，另外它还是絮凝和固化反应的助剂；所 述硫酸铅属于无机混凝剂，可促进污泥颗粒絮凝，改善污泥的脱水性能。
[0018] 本发明在使用时直接投加到待处理污泥中（待进行脱水处理的含水污泥）中，揽拌 均匀后进行机械脱水即可，无需事先溶解，处理工艺简单，运行成本较低，污泥泥饼含水率 可降至60% W下，污泥脱除的水不需要进一步处理即可达标排放。同时，能有效捕集胶体颗 粒，形成不易揽碎的坚固絮体，污泥中的重金属被固定在污泥内部、污泥自身被改性为与自 然±壤相近的±质，因此，经本脱水絮凝剂处理的脱水污泥可W用来作为±壤利用、生产陶 泥或建筑材料的原材料，实现了污泥的资源化利用。
[0019] 本发明制备成本低，使用时不必先溶解而是采用直接投加的方式即可，因此运行 成本低、工艺简单，且适用范围广，无论对于酸性还是碱性污泥，其均能与污泥颗粒能快速 形成坚固絮体，有利于污泥比阻的减小，增强了污泥的脱水性能，促进脱水后滤饼的含固率 提高，改善污泥的脱水效果。同时本发明还能够使污泥中的重金属被固化，因此不会被植物 根系吸收，也不会被扩散在±壤及水中，因此用本发明脱水后的污泥做服料原料、燃料原料 或建筑材料的原料，不产生二次污染，更重要的是污泥脱除的水不需要进一步处理即可达 标排放。
【具体实施方式】
[0020] W下是本发明的几个实施例： 实施例1 ; (1)高效污泥脱水絮凝剂的制备 1) 取含2% ±壤菌的娃藻± l(K)kg，向其中添加IOkg的活性炭、20kg的水泥及2kg的有 机絮凝剂(聚二甲基二帰丙基氯化馈)，混合均匀，配制成混合物A ; 2) 分别取硫代硫酸轴16kg、氧化铁16 kg和硫酸巧48kg，混合均匀，配制成混合物B ; 3) 按混合物B:混合物A为20:80的比例，将相应比例的混合物B加入到混合物A中， 均匀混合即可配制成高效污泥脱水絮凝剂。
[0021] (2)污泥污水预处理 取含水率重量比为78. 5%的生活污水污泥，加水调制至含水率重量比为92%，形成含水 率(质量百分比，下同）为92%的污水污泥。
[0022] (3)污泥脱水对比实验 取常用污泥脱水剂聚合硫酸铁（PFS)和本发明的所述高效污泥脱水絮凝剂各10公斤 分别施加于上述含水率为92%的污水污泥中，污水污泥的质量均为1000公斤，用翻±机将 预处理后的污泥与污泥脱水剂混匀，静置4小时后，经测定，采用PFS和本发明的所述高效 污泥脱水絮凝剂脱水后的污泥含水率分别为70%和50. 6%。
[0023] (4)重金属溶出率对比实验 采用酸碱中和容量实验和渗透溶率试验相结合，对上述分别经过PFS和本发明的高 效污泥脱水絮凝剂脱水处理后的污泥进行重金属溶出率的对比测定实验，经测定(依据GB 5085. 3-2007规定的相同测定方法，下同），经PFS和本发明的脱水剂脱水处理后的污泥的 重金属溶出率分别为25%和0,采用本发明高效污泥脱水絮凝剂进行脱水处理前后污泥中 的重金属污染物含量如表1所示。
[0024] 表1，高效污泥脱水絮凝剂进行脱水处理前后污泥中的重金属污染物含量(实施例 1)
【权利要求】
1. 一种高效污泥脱水絮凝剂，为粉末状，其特征在于由混合物A和混合物B混合而成， 所述混合物A包括以下质量份的几种组分：含1%-5% 土壤菌的硅藻土 100份、活性炭10? 30份、水泥20?50份及有机絮凝剂2?5份，所述混合物B包括以下质量份的几种组分： 硫代硫酸钠16?32份以及下列任意两种以上的组分：氧化铁16?32份、硫酸钙48?96 份、硫酸铝32?80份以及碱金属碳酸盐16?32份，所述混合物B占总量的质量百分比为 20% ?30%。
2. 如权利要求1所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于所述硅藻土为淡水硅藻土、 海水硅藻土或淡水硅藻土与海水硅藻土二者任意比例的混合物。
3. 如权利要求1所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于所述土壤菌是枯草菌、杆菌、 绿脓菌中的一种或多种。
4. 如权利要求1所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于所述活性炭是经100目筛子 筛分后得到的较细粒度的活性炭。
5. 如权利要求1所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于所述水泥为波特兰水泥、高 铝水泥、粉煤灰水泥和以铝酸钙为主原料制备的水泥中的任意一种或任意多种的任意比例 的混合物。
6. 如权利要求1所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于所述有机絮凝剂采用聚二甲 基二烯丙基氯化铵。
7. 如权利要求1所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于所述碱金属碳酸盐是碳酸 钠、碳酸钙、碳酸镁和白云石中的任意一种或任意几种的任意比例的混合物。
8. 如权利要求1-7中任意一种所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于其采用如下步 骤制得：（1)按各自的质量份配比，将组成所述混合物A的各组分混合均匀；（2)按各自的 质量份配比，将组成所述混合物B的各组分混合均匀；（3)按比例向所述混合物A中加入 所述混合物B并均匀混合得到粉末状混合物，所述混合物B占总量的质量百分比为20%? 30%。
9. 如权利要求8所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于所述污泥为城市生活污泥、 自来水厂污泥、工业污泥或江、河、湖泊的污泥。
10. 如权利要求9所述的高效污泥脱水絮凝剂，其特征在于其污泥脱水的方法为：将絮 凝剂按比例加入待处理污泥中，混合后静置3-6小时，加入待处理污泥中的絮凝剂与待处 理污泥的质量比为1%-3%。
【文档编号】C02F11/14GK104261652SQ201410506570
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】董志刚, 张伟锋, 席北斗, 赵颖, 刘文芳, 李晓光, 郭祎阁, 彭星 申请人:佑景天（北京）国际水环境研究中心有限公司