一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑及其應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑及其應用，該調(diào)理劑由以下重量份的組分組成：表面活性劑：0.05-2.0；亞鐵鹽：2.5-10.0；過硫酸鹽：3.0-12；骨架構(gòu)建體：5.0-30.0；向待處理污泥中投加表面活性劑，攪拌混勻，其中表面活性劑投加量為污泥干重的0.05-2.0％；繼續(xù)投加亞鐵鹽和過硫酸鹽，攪拌混勻，發(fā)生氧化反應，其中亞鐵鹽投加量為污泥干重的2.5-10.0％，過硫酸鹽投加量為污泥干重的3.0-12％；向上述污泥中投加骨架構(gòu)建體，攪拌混勻，其中骨架構(gòu)建體投加量為污泥干重的5.0-30.0％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的復合調(diào)理劑能有效破壞污泥中胞外多聚物和微生物細胞，釋放出細胞內(nèi)部水及EPS結(jié)合水，并能降低有機質(zhì)的可壓縮性，可以大幅度提高污泥脫水性能。
【專利說明】一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑及其應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污泥調(diào)理劑及其應用，尤其是涉及一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑及其應用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國對水處理投入的不斷提高，污廢水處理量逐年增加，作為生物法處理副產(chǎn)物的污泥產(chǎn)生量亦不斷上升。通常污泥的含水率高達99%以上，導致污泥體積巨大，流動性強，難以運輸儲存；在進行污泥的后續(xù)處置前，通常需要對其進行調(diào)理和脫水。
[0003]由于污泥中有機物含量高、顆粒細小、親水性強、比表面積大、強膠體結(jié)構(gòu)的特性導致了污泥脫水困難，污泥脫水往往成為污泥處理處置技術(shù)的瓶頸問題。污泥脫水困難與污泥中水的存在形式有很大關(guān)系。研究表明，污泥中所含水分大致可分為自由水、毛細水、附著水和顆粒內(nèi)部水。其中自由水占總水分的比例大約為70%;毛細水約占總水分的20%;附著水和微生物顆粒體內(nèi)的內(nèi)部水，這兩者約占總水分的10%。自由水占污泥水分的絕大部分，通過濃縮方式或者施加很小的機械力很容易地去除；而毛細水、附著水和顆粒內(nèi)部水三種水分因為與污泥顆粒之間存在不同形式的作用，因此不容易脫除。
[0004]同時，污泥絮體表面的胞外聚合物是污泥脫水困難的另一大癥結(jié)。胞外聚合物EPS由多糖、蛋白質(zhì)、核酸等聚合物高分子物質(zhì)組成，這些聚合物可以產(chǎn)生粘性力，形成三維的、類似凝膠的、高度水化的帶電絮體基質(zhì)，表現(xiàn)出的高度水合作用而對污泥脫水不利。此外，污泥在高壓的作用下容易壓縮變形，在過濾的后期會堵塞濾餅的孔隙，阻塞了水的過濾通道，導致目前機械脫水效率較低。
[0005]綜上所述，破壞污泥中EPS的污泥絮體親水性結(jié)構(gòu)，改變污泥中結(jié)合水的存在狀態(tài)，提高污泥脫水程度，以`及解決污泥中大量有機物的可壓縮性問題是進一步提高污泥脫水效率的突破口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑及其應用，該復合調(diào)理劑能有效破壞污泥中胞外多聚物和微生物細胞，釋放出細胞內(nèi)部水及EPS結(jié)合水，并能降低有機質(zhì)的可壓縮性，可以大幅度提高污泥脫水性能。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0008]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，該調(diào)理劑由以下重量份的組分組成:
[0009]表面活性劑:0.05-2.0 ；
[0010]亞鐵鹽:2.5-10.0;
[0011]過硫酸鹽:3.0-12;
[0012]骨架構(gòu)建體:5.0-30.0。
[0013]所述的表面活性劑為季銨鹽表面活性劑或非離子型表面活性劑。
[0014]所述的表面活性劑選自十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、四甲基溴化銨、辛基酚聚氧乙烯醚或烷基糖苷中的一種或幾種。
[0015]所述的亞鐵鹽選自FeS04、FeCl2或Fe (NO3)2中的一種或幾種。
[0016]所述的過硫酸鹽選自K2S208、(NH4) 2S208或Na2S2O8中的一種或幾種。
[0017]所述的骨架構(gòu)建體為粉末狀，選自硅藻土、膨潤土或累托石中的一種或幾種。
[0018]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑的應用，所述的污泥深度脫水復合調(diào)理劑用于污泥深度脫水，包括以下步驟:
[0019](I)向待處理污泥中投加表面活性劑，攪拌混勻，其中表面活性劑投加量為污泥干重的 0.05-2.0% ；
[0020](2)繼續(xù)投加亞鐵鹽和過硫酸鹽，攪拌混勻，發(fā)生氧化反應，其中亞鐵鹽投加量為污泥干重的2.5-10.0%，過硫酸鹽投加量為污泥干重的3.0-12%，且亞鐵鹽與過硫酸鹽的摩爾比為1.15: I~L 30: I ；
[0021](3)向上述污泥中投加骨架構(gòu)建體，攪拌混勻，其中骨架構(gòu)建體投加量為污泥干重的 5.0-30.0%。
[0022]所述的待處理污泥為含水率95%以上的活性污泥或消化污泥。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的污泥深度脫水復合調(diào)理劑通過表面活性劑、亞鐵鹽-過硫酸鹽與骨架構(gòu)建體 的協(xié)同作用，能有效破壞污泥中的胞外多聚物及微生物細胞，釋放其中的結(jié)合水和胞內(nèi)水，提高污泥的脫水程度，并能提高污泥的可壓縮性，即可提高污泥的過濾性能。其中，表面活性劑對污泥絮體中EPS的增溶作用，可以分散污泥絮體，破壞絮體結(jié)構(gòu)，并能提高后續(xù)氧化反應對污泥絮體的有效作用；亞鐵鹽-過硫酸鹽體系的高級氧化作用有效破壞了 EPS和污泥微生物細胞，是污泥中的結(jié)合水和胞內(nèi)水轉(zhuǎn)化成自由水；骨架構(gòu)建體利用物理調(diào)理劑，在污泥中形成堅硬網(wǎng)格骨架，即使在高壓作用下仍然保持多孔結(jié)構(gòu)，有效地解決了污泥中有機質(zhì)可壓縮性問題，改善了污泥的脫水性能。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0025]實施例1
[0026]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，包括質(zhì)量比為0.7的硫酸亞鐵和過硫酸鉀，表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨，骨架構(gòu)建體為膨潤土(細度為200目篩余小于15% )。
[0027]該污泥脫水復合調(diào)理劑的應用方法如下:
[0028]取某城市污水處理廠的剩余污泥，含水率為97.0 %，污泥濃度為34.5g / L，向污泥投加如上藥劑，投加步驟為:
[0029]向含水率為97.0%的剩余污泥中加入十六烷基三甲基氯化銨溶液(濃度為20% )，十六烷基三甲基氯化銨的投加量為污泥干基的0.5%;并攪拌5分鐘，使得表面活性劑與污泥充分混合；
[0030]向含有表面活性劑的污泥中投加FeSO4(濃度為40% )，F(xiàn)eSO4的投加量為污泥干基的2.5%，攪拌I分鐘，使得FeSO4與污泥充分混合；
[0031]污泥中加入K2S2O8(濃度為20% ), K2S2O8的投加量為污泥干基的3.6%，并攪拌5分鐘，使得FeSO4與K2S2O8與污泥充分混合，并發(fā)生氧化反應；[0032]向污泥中投加污泥干基25%的膨潤土，攪拌混合至均勻。
[0033]經(jīng)以上調(diào)理后的污泥，相較于未調(diào)理的原污泥，調(diào)理后污泥的比阻降低了 91.5%。
[0034]經(jīng)以上預處理后的污泥進行板框壓濾脫水后，所得的泥餅含水率為60%左右。
[0035]實施例2
[0036]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，該調(diào)理劑由以下重量份的組分組成:
[0037]表面活性劑:十六烷基三甲基溴化銨I;
[0038]亞鐵鹽:FeS042.5 ；
[0039]過硫酸鹽:K2S2083.0 ；
[0040]骨架構(gòu)建體:粉末狀硅藻土(細度為200目篩余小于15% )5.0 ;
[0041]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑的應用，污泥深度脫水復合調(diào)理劑用于污泥深度脫水，包括以下步驟:
[0042](I)向含水率為96.5%的待處理污泥(消化污泥)中投加表面活性劑，攪拌混勻，其中表面活性劑投加量為污泥干重的1% ；
[0043](2)繼續(xù)投加亞鐵鹽和過硫酸鹽，攪拌混勻，發(fā)生氧化反應，其中亞鐵鹽投加量為污泥干重的2.5%，過硫酸鹽投加量為污泥干重的3.0% ；
[0044](3)向上述污泥中 投加骨架構(gòu)建體，攪拌混勻，其中骨架構(gòu)建體投加量為污泥干重的 5.0%。
[0045]處理后的污泥，相較于未調(diào)理的原污泥，調(diào)理后污泥的比阻降低了 90.2%。處理后的污泥進行板框壓濾脫水后，所得的泥餅含水率為65%左右。
[0046]實施例3
[0047]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，該調(diào)理劑由以下重量份的組分組成:
[0048]表面活性劑:烷基糖苷0.05 ；
[0049]亞鐵鹽:FeCl23.35 ；
[0050]過硫酸鹽:(NH4) 2S2086;
[0051]骨架構(gòu)建體:粉末狀膨潤土(細度為200目篩余小于15% ) 15.0 ;
[0052]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑的應用，污泥深度脫水復合調(diào)理劑用于污泥深度脫水，包括以下步驟:
[0053](I)向含水率為97.5%的待處理污泥中投加表面活性劑，攪拌混勻，其中表面活性劑投加量為污泥干重的0.05% ；
[0054](2)繼續(xù)投加亞鐵鹽和過硫酸鹽，攪拌混勻，發(fā)生氧化反應，其中亞鐵鹽投加量為污泥干重的3.35%，過硫酸鹽投加量為污泥干重的6% ；
[0055](3)向上述污泥中投加骨架構(gòu)建體，攪拌混勻，其中骨架構(gòu)建體投加量為污泥干重的 15.0%。
[0056]處理后的污泥，相較于未調(diào)理的原污泥，調(diào)理后污泥的比阻降低了 93.5%。處理后的污泥進行板框壓濾脫水后，所得的泥餅含水率為55%左右。
[0057]實施例4
[0058]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，該調(diào)理劑由以下重量份的組分組成:
[0059]表面活性劑:十二烷基三甲基溴化銨2.0 ;
[0060]亞鐵鹽:Fe (NO3) 29.0 ；[0061]過硫酸鹽:Na2S20812 ;
[0062]骨架構(gòu)建體:粉末狀累托石(細度為200目篩余小于15% )30.0 ;
[0063]一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑的應用，污泥深度脫水復合調(diào)理劑用于污泥深度脫水，包括以下步驟:
[0064](1)向含水率為98.0%的待處理污泥中投加表面活性劑，攪拌混勻，其中表面活性劑投加量為污泥干重的2.0% ;
[0065](2)繼續(xù)投加亞鐵鹽和過硫酸鹽，攪拌混勻，發(fā)生氧化反應，其中亞鐵鹽投加量為污泥干重的9.0 %，過硫酸鹽投加量為污泥干重的12% ；
[0066](3)向上述污泥中投加骨架構(gòu)建體，攪拌混勻，其中骨架構(gòu)建體投加量為污泥干重的 30.0%。
[0067]處理后的污泥，相較于未調(diào)理的原污泥，調(diào)理后污泥的比阻降低了 92.5%。處理后的污泥進行板框壓濾脫水后，所得的泥餅含水率為51 %左右。
【權(quán)利要求】
1.一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，其特征在于，該調(diào)理劑由以下重量份的組分組成: 表面活性劑:0.05-2.0 ； 亞鐵鹽:2.5-10.0 ； 過硫酸鹽: 3.0-12 ； 骨架構(gòu)建體:5.0-30.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，其特征在于，所述的表面活性劑為季銨鹽表面活性劑或非離子型表面活性劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，其特征在于，所述的表面活性劑選自十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨、四甲基溴化銨、辛基酚聚氧乙烯醚或烷基糖苷中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，其特征在于，所述的亞鐵鹽選自FeS04、FeCl2或Fe (NO3)2中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，其特征在于，所述的過硫酸鹽選自K2S208、(NH4)2S2O8或Na2S2O8中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑，其特征在于，所述的骨架構(gòu)建體為粉末狀，選自硅藻土、膨潤土或累托石中的一種或幾種。
7.—種如權(quán)利要求1~6任一所述的污泥深度脫水復合調(diào)理劑的應用，其特征在于，所述的污泥深度脫水復合調(diào)理·劑用于污泥深度脫水，包括以下步驟: (1)向待處理污泥中投加表面活性劑，攪拌混勻，其中表面活性劑投加量為污泥干重的0.05-2.0% ； (2)繼續(xù)投加亞鐵鹽和過硫酸鹽，攪拌混勻，發(fā)生氧化反應，其中亞鐵鹽投加量為污泥干重的2.5-10.0%，過硫酸鹽投加量為污泥干重的3.0-12%，且亞鐵鹽與過硫酸鹽的摩爾比為 1.15: I ~1.30: I ； (3)向上述污泥中投加骨架構(gòu)建體，攪拌混勻，其中骨架構(gòu)建體投加量為污泥干重的5.0-30.0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種污泥深度脫水復合調(diào)理劑的應用，其特征在于，所述的待處理污泥為含水率95%以上的活性污泥或消化污泥。
【文檔編號】C02F11/14GK103819072SQ201410069338
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】陳秀榮, 江子建, 趙建國, 閆龍, 鮑征, 何怡萱, 王璐 申請人:華東理工大學