一种低剂量基于低共熔溶剂高效替代无机药剂的污泥脱水调理方法

本发明属于污泥调理的，具体涉及一种低剂量基于低共熔溶剂高效替代无机药剂的污泥脱水调理方法。

背景技术：

1、传统的污泥脱水的调理药剂包括无机絮凝剂如硫酸铝、硫酸铁或聚合氯化铝等，会导致污泥泥饼的电导率升高。这是因为铁、铝等元素会进入脱水后的泥饼。减少铁、铝的投加量，可以降低泥饼的电导率，有利于后续污泥的土地利用。因此，开发能替代上述无机絮凝剂且绿色环保的污泥脱水调理药剂具有重要的现实意义。

2、目前常用的降低泥饼电导率的药剂是生物炭，处理毛细吸水时间为800s左右的市政污泥，投加量约为污泥干固的5％时，对无机药剂的替代率最高仅达25％。但是，由于生物炭会导致多环芳烃等有毒物质进入污泥，以及价格昂贵等特点限制其使用，因此，有待开发绿色、环保和无机药剂替代率较好的污泥脱水调理剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是采用低剂量基于低共熔溶剂高效替代无机药剂，在保证污泥脱水率的同时，降低泥饼电导率。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：

3、一种基于低共熔溶剂部分替代无机药剂的污泥脱水调理方法，包括以下步骤：

4、(1)将氢键受体和氢键供体以一定比例充分混合，在一定温度条件下，形成透明的低共熔溶剂；

5、(2)将所述低共熔溶剂以一定比例加入污泥进行调理；

6、(3)将无机絮凝剂加入步骤(2)后的污泥中继续进行调理。

7、或，另一种基于低共熔溶剂部分替代无机药剂的污泥脱水调理方法，包括以下步骤：

8、(a)将氢键受体和氢键供体以一定比例充分混合，在一定温度条件下，形成透明的低共熔溶剂；

9、(b)将低共熔溶剂与植物或生物炭以一定比例进行搅拌混合，在一定温度条件下反应一定时间后，形成固液混合物；将所述固液混合物以一定比例加入污泥进行调理；

10、(c)将无机絮凝剂加入步骤(b)调理后的污泥中继续进行调理。

11、上述方法步骤(1)和步骤(a)中，所述的氢键受体包括氯化胆碱等，所述的氢键供体包括草酸、柠檬酸、苹果酸或乳酸等。所述氢键供体与氢键受体的摩尔比为1：1-1：10，优选摩尔比为1：1-1：5。

12、上述方法步骤(1)和步骤(a)中，所述一定温度条件为100℃以下，优选的温度条件为25～85℃，进一步优选为70～85℃。

13、上述方法步骤(2)中，所述低共熔溶剂的投加量为污泥干固量的7％及以下，优选的投加比例为3％-6％。

14、上述方法步骤(2)中，所述调理时间可为1-2分钟。

15、上述方法步骤(3)中，所述无机絮凝剂可为铁盐或铝盐(如聚合氯化铝)。

16、上述方法步骤(3)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固量的3％以下，进一步优选为2％及以下。

17、上述方法步骤(3)中，所述调理时间可为15-30分钟。

18、上述方法步骤(b)中，所述的植物包括草本或木本植物，如木屑、稻草或秸秆等任何的单一或多种混合物。

19、上述方法步骤(b)中，所述的低共熔溶剂与植物或生物炭的质量比为1:1以上，优选比例为5:1-100:1，进一步优选的比例为60：1-100：1。

20、上述方法步骤(b)中，所述反应的反应温度为60-120℃，优选为60-110℃；反应时间为12小时以下，优选时间为2-5小时。

21、上述方法步骤(b)中，所述的固液混合物加入污泥的比例为污泥干固量的7％及以下，优选的比例为5％-6％。

22、上述方法步骤(b)中，所述调理时间可为1-2分钟。

23、上述方法步骤(c)中，所述无机絮凝剂可为铁盐或铝盐(如聚合氯化铝)。

24、上述方法步骤(c)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固量的3％以下，优选比例为2％及以下。

25、上述方法步骤(c)中，所述调理时间可为15-30分钟。

26、本发明的上述污泥调理方法尤其适用于对较难脱水的高级厌氧消化污泥进行脱水处理，所述污泥的毛细吸水时间(cst)为800s以上。

27、本发明采用低剂量基于低共熔溶剂高效替代无机药剂的污泥脱水调理方法，从而降低脱水泥饼的电导率。本发明采用的是绿色环保生物可降解的低共熔溶剂，可以替代25％-50％的无机絮凝剂，调理过程简单，灵活性高，具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种低剂量基于低共熔溶剂高效替代无机药剂的污泥脱水调理方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述的氢键受体包括氯化胆碱，所述的氢键供体包括草酸、柠檬酸、苹果酸或乳酸；所述氢键供体与氢键受体的摩尔比为1：1-1：10，优选摩尔比为1：1-1：5；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述的无机絮凝剂的投加量为污泥干固量的3％以下，进一步优选为2％及以下；

5.一种低剂量基于低共熔溶剂高效替代无机药剂的污泥脱水调理方法，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤(a)中，所述的氢键受体包括氯化胆碱，所述的氢键供体包括草酸、柠檬酸、苹果酸或乳酸；所述氢键供体与氢键受体的摩尔比为1：1-1：10，优选摩尔比为1：1-1：5；

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述步骤(b)中，所述的植物包括草本或木本植物，如木屑、稻草或秸秆等任何的单一或多种混合物；

8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于：

9.根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(c)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固量的3％以下，优选比例为2％及以下；

10.采用权利要求1-9中任一项所述方法对污泥进行调理脱水。

技术总结
本发明公开了一种低剂量基于低共熔溶剂高效替代无机药剂的污泥调理方法，包括以下步骤：(1)氢键受体和氢键供体充分混合，在一定温度条件下，形成透明的低共熔溶剂；将低共熔溶剂再以一定比例进行投加；(2)将低共熔溶剂与植物或生物炭进行搅拌混合，在一定温度条件下反应一定时间后，形成固液混合物；再将固液混合物以一定比例进行投加；(3)加入无机絮凝剂对污泥继续进行调理。本发明采用的是绿色环保生物可降解的低共熔溶剂，可以替代25％‑50％的无机絮凝剂调理过程简单，灵活性高，具有很好的应用前景。

技术研发人员：俞文正,刘敏敏,苏兆阳
受保护的技术使用者：中国科学院生态环境研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15