一種污泥脫水調(diào)理劑、制備方法及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種污泥脫水調(diào)理劑、制備方法及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前污泥處理、處置的方法主要有焚燒、堆肥農(nóng)用、土地衛(wèi)生填埋、制作建材、海洋處理等，其中污泥焚燒和填埋是當(dāng)前污泥實(shí)現(xiàn)減量化、無害化、資源化的主要的處置方法，是現(xiàn)階段污泥處置中較為理想的方法，能夠滿足越來越嚴(yán)格的環(huán)境要求。污泥焚燒是最徹底的處置方法，焚燒后污泥體積減少85 %?95%，質(zhì)量減少70 %?80%，還可以徹底消滅污泥中的有害病菌及有害物質(zhì)，尤其適用于充分處置不適宜于資源化利用的部分污泥；污泥填埋已經(jīng)是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，經(jīng)過簡單滅菌、脫水處理后，污泥可直接填埋于垃圾填埋場，填埋標(biāo)準(zhǔn)低，含水率低于50%，pH介于5?10即可，成本較低。
[0003]在對(duì)污泥焚燒或填埋處置前必須將污泥脫水到一定含水率，目的是減少污泥中的水分，提高污泥燃燒熱值，避免污泥填埋出現(xiàn)滑坡事故。目前，國內(nèi)外對(duì)污泥深度脫水的方法主要有自然干化、熱源干化、機(jī)械脫水等，其中，自然干化是依靠下滲和蒸發(fā)降低污泥含水率，占地面積大，脫水速度慢，7天污泥含水率僅降低20%左右，不僅易受降雨量、氣溫、濕度等影響，而且氣味大，僅適宜于干燥、少雨、沙質(zhì)土壤地區(qū)采用；熱源干化是利用熱能將污泥中水分快速蒸發(fā)的處理工藝，目前多將污泥熱能干化設(shè)備作為垃圾焚燒場配套設(shè)施使用，循環(huán)利用垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能，提高熱能利用率，干化后污泥含水率低于10%，占地少，易控制，但投資和運(yùn)營成本較高，對(duì)管理和操作技術(shù)的要求也很高；機(jī)械脫水是對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，改善污泥脫水性能后再利用設(shè)備進(jìn)行脫水，目前最通用的預(yù)處理方法是添加無機(jī)鹽或高分子混凝劑如生石灰、活性鎂鹽、鋁鹽等，處理后污泥含水率介于45%?80%，效果明顯，但脫水效果取決于外加劑摻量，而且藥劑成本較高，因此尋找一種原料來源廣、成本低、效果好的污泥脫水調(diào)理劑是當(dāng)前污泥減量化、無害化、資源化研究的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述存在問題，本發(fā)明提供一種污泥脫水調(diào)理劑、制備方法及使用方法，本方法具有成本低、操作簡單、脫水效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，調(diào)理劑原料來源廣泛，易與污泥充分混合，可有效提高污泥燃燒熱值，本發(fā)明方法處理后的污泥可循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了污泥無害化、減量化、資源化利用。
[0005]本發(fā)明的污泥脫水調(diào)理劑，由電石渣、大理石渣、碳化物和經(jīng)固化處理的污泥組成，成分按質(zhì)量比為，電石渣:大理石渣:碳化物:經(jīng)固化處理的污泥=(4?6): (2?4):(2?4):(4?6);其中，電石渣的Ca(0H)2S位為62?75%，粒度蘭100目；大理石渣粒度5 100目；碳化物為農(nóng)作物碳化物或木肩碳化物，粒度5 100目；經(jīng)固化處理的污泥粒徑=2mm0
[0006]其中，電石渣含有成分按質(zhì)量百分比為:氧化1? 60?75%，石英6?15%，氧化鎂2?5%，氧化鋁0.50?1%，三氧化二鐵1?3% ;大理石渣含有成分按質(zhì)量百分比為:碳酸鈣50?70%，石英8?12%，氧化鋁15?25% ;經(jīng)固化處理的污泥含有成分按質(zhì)量百分比為:有機(jī)質(zhì)28?46%，石英10?20%，氧化鋁5?12%，碳酸鈣3?7%。
[0007]上述的農(nóng)作物碳化物是以玉米、棉花、大豆、小麥或水稻秸桿中一種或幾種為原料，木肩碳化物是以花生殼、鋸末、雜草或枯枝中一種或幾種為原料；
[0008]上述的經(jīng)固化處理的污泥，是將水泥、石灰與城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥，按質(zhì)量比(2?3): (1?2): (5?7)，混合均勻后形成的。
[0009]本發(fā)明的污泥脫水調(diào)理劑的制備方法，包括以下步驟:
[0010]步驟1、電石渣、大理石渣經(jīng)水洗后，分別在105?110°C條件下烘干6?8h，破碎、球磨后兩種礦石粒徑均=100目；碳化物經(jīng)破碎、球磨后粒徑=100目；
[0011]步驟2、將水泥、石灰與城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥，按質(zhì)量比(2?3): (1?2): (5?7)，混合均勻，得到經(jīng)固化處理的污泥，經(jīng)固化處理的污泥在露天條件下晾曬至干燥，經(jīng)破碎后過2mm篩；
[0012]步驟3、在常溫下，將經(jīng)過處理后的電石渣、大理石渣、碳化物和經(jīng)固化處理的污泥，按照污泥脫水調(diào)理劑配方混合均勻，得到污泥脫水調(diào)理劑。
[0013]上述污泥脫水調(diào)理劑的制備方法，步驟1中采用鄂式破碎機(jī)將電石渣、大理石渣逐級(jí)破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨機(jī)進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為4?6h ;采用顎式破碎機(jī)將碳化物破碎至1_以下，再采用立式行星球磨機(jī)將破碎后的碳化物進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為1?2ho
[0014]本發(fā)明的污泥脫水調(diào)理劑的使用方法，包括以下步驟:
[0015]步驟1、將脫水污泥與污泥脫水調(diào)理劑，按質(zhì)量比1: (0.05?0.1)加入混合攪拌機(jī)，在常溫下攪拌均勾，攪拌時(shí)間為20?40min ；
[0016]步驟2、靜置1天后，輸送到螺旋壓榨脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間為1?2h，實(shí)現(xiàn)脫水污泥的脫水調(diào)理。
[0017]上述污泥脫水調(diào)理劑的使用方法，步驟1中脫水污泥的含水率低于90%，取自于城鎮(zhèn)污水處理廠；
[0018]上述污泥脫水調(diào)理劑的使用方法，步驟2中的脫水污泥在靜置1天并經(jīng)過螺旋壓榨脫水機(jī)脫水后，得到含水率低于50%，pH介于5?10的污泥。
[0019]本發(fā)明的有益效果:
[0020]1、電石渣主要成分Ca (0H) 2起到助凝的作用，有利于污泥的壓榨脫水，使污泥中分子水、微生物細(xì)胞內(nèi)水滲出成為自由水，改善污泥脫水性能，還可以將污泥溶液體系調(diào)節(jié)成強(qiáng)堿性，殺滅微生物，實(shí)現(xiàn)污泥的滅菌、除臭。
[0021]2、碳化物能破壞污泥膠體顆粒物的穩(wěn)定性，降低污泥的比阻抗值，使污泥水分得以充分釋放，而且碳化物具有較大的比表面積，能夠吸附重金屬等有毒有害物質(zhì)，避免了二次污染。
[0022]3、大理石渣主要成分CaCOjg夠侵入污泥中微生物的細(xì)胞壁內(nèi)，實(shí)現(xiàn)污泥脫水的破壁改性，加快污泥膠體顆粒穩(wěn)定性的破壞，使污泥達(dá)到持續(xù)脫水的目的。
[0023]4、經(jīng)固化處理的污泥顆粒因與預(yù)脫水污泥顆粒之間官能團(tuán)的相互作用，使預(yù)脫水污泥顆粒表面上因吸附有各種強(qiáng)持水性的荷電離子和胞外聚合物而所持的水以及污泥團(tuán)毛細(xì)孔道中的水，脫離預(yù)脫水污泥顆粒的吸附作用成為自由水，提高了污泥的脫水性。
[0024]5、與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明中污泥脫水調(diào)理劑的原料來源廣泛，成本較低，采用的方法能夠?qū)崿F(xiàn)污泥脫水率40%以上，脫水效果好；脫水后污泥的pH值均介于5?10之間，對(duì)環(huán)境無二次污染。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026]本實(shí)施例的污泥脫水調(diào)理劑，由電石渣、大理石渣、碳化物和經(jīng)固化處理的污泥組成，成分按質(zhì)量比為，電石渣:大理石渣:碳化物:經(jīng)固化處理的污泥=5:3:3:5 ;其中，電石渣的Ca(0H)2S位為62%，粒度5 100目；大理石渣粒度5 100目；碳化物為農(nóng)作物碳化物或木肩碳化物，粒度5 100目；經(jīng)固化處理的污泥粒徑f 2mm。
[0027]電石渣含有成分按質(zhì)量百分比為:氧化鈣65%，石英6%，氧化鎂2%，氧化鋁0.5%,三氧化二鐵1 %;大理石渣含有成分按質(zhì)量百分比為:碳酸鈣50 %，石英8 %，氧化鋁15%;經(jīng)固化處理的污泥含有成分按質(zhì)量百分比為:有機(jī)質(zhì)28%，石英10%，氧化鋁5%，碳酸鈣3%。
[0028]本實(shí)施例的污泥脫水調(diào)理劑的制備方法，包括以下步驟:
[0029]步驟1、電石渣、大理石渣經(jīng)水洗后，分別在105°C條件下烘干6h，采用鄂式破碎機(jī)將電石渣、大理石渣逐級(jí)破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨機(jī)進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為4h，破碎、球磨后電石渣、大理石渣粒徑5 100目；采用顎式破碎機(jī)將碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨機(jī)進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為1.5h ;經(jīng)破碎、球磨后碳化物粒徑5 100目；
[0030]步驟2、將水泥、石灰與城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥，按質(zhì)量比2:1:7，混合均勻，得到經(jīng)固化處理的污泥，經(jīng)固化處理的污泥在露天條件下晾曬至干燥，經(jīng)破碎后過2mm篩；
[0031]步驟3、在常溫下，將經(jīng)過處理后的電石渣、大理石渣、碳化物和經(jīng)固化處理的污泥，按照污泥脫水調(diào)理劑配方混合均勻，得到污泥脫水調(diào)理劑。
[0032]本實(shí)施例的污泥脫水調(diào)理劑的使用方法，包括以下步驟:
[0033]步驟1、將含水率為88%的脫水污泥與污泥脫水調(diào)理劑，按質(zhì)量比1:0.1加入混合攪拌機(jī)，在常溫下攪拌均勾，攪拌時(shí)間為20min ；
[0034]步驟2、靜置1天后，輸送到螺旋壓榨脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間為lh，實(shí)現(xiàn)脫水污泥的脫水調(diào)理。
[0035]本實(shí)施例根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB_T50123-1999，采用含水率試驗(yàn)方法，測得污泥含水率為42%,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 557-2010，采用水平振蕩法，用pH計(jì)測量浸出液的pH，pH為7.2。
[0036]實(shí)施例2
[0037]本實(shí)施例的污泥脫水調(diào)理劑，由電石渣、大理石渣、碳化物和經(jīng)固化處理的污泥組成，成分按質(zhì)量比為，電石渣:大理石渣:碳化物:經(jīng)固化處理的污泥=6:4:3:5 ;其中，電石渣的Ca(0H)2S位為72%，粒度5 100目；大理石渣粒度5 100目；碳化物為農(nóng)作物碳化物或木肩碳化物，粒度5 100目；經(jīng)固化處理的污泥粒徑f 2mm。
[0038]電石渣含有成分按質(zhì)量百分比為:氧化鈣75%，石英15%，氧化鎂5%，氧化鋁1%，三氧化二鐵3% ;大理石渣含有成分按質(zhì)量百分比為:碳酸鈣70%，石英12%，氧化鋁25% ;經(jīng)固化處理的污泥含有成分按質(zhì)量百分比為:有機(jī)質(zhì)46%，石英20%，氧化鋁12%，碳酸鈣7%。
[0039]本實(shí)施例的污泥脫水調(diào)理劑的制備方法，包括以下步驟:
[0040]步驟1、電石渣、大理石渣經(jīng)水洗后，分別在110°C條件下烘干8h，采用鄂式破碎機(jī)將電石渣、大理石渣逐級(jí)破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨機(jī)進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為6h，破碎、球磨后電石渣、大理石渣粒徑5 100目；采用顎式破碎機(jī)將碳化物破碎至1mm以下，再采用立式行星球磨機(jī)進(jìn)行球磨，球磨時(shí)間為2h ;經(jīng)破碎、球磨后碳化物粒徑5 100目；
[0041]步驟2、將水泥、石灰與城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥，按質(zhì)量比3:2:5，混合均勻，得到經(jīng)固化處理的污泥，經(jīng)固化處理的污泥在露天條件下晾曬至干燥，經(jīng)破碎后過2mm篩；
[0042]步驟3、在常溫下，將經(jīng)過處理后的電石渣、大理石渣、碳化物和經(jīng)固化處理的污泥，按照污泥脫水調(diào)理劑配方混合均勻，得到污泥脫水調(diào)理劑。
[0043]本實(shí)施例的污泥脫水調(diào)理劑的使用方法，包括以下步驟:
[0044]步驟1、將含水率為85%的脫水污泥與污泥脫水調(diào)理劑，按質(zhì)量比1:0.08加入混合攪拌機(jī)，在常溫下攪拌均勾，攪拌時(shí)間為40min ；
[0045]步驟2、靜置1天后，輸送到螺旋壓榨脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間為1.5h，實(shí)現(xiàn)脫水污泥的脫水調(diào)理。
[0046]本實(shí)施例根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB_T50123-1999，采用含水率試驗(yàn)方法，測得污泥含水率為43%,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 557-2010，采用