CN101397181A - 一种无机复合调理剂及其污泥脱水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无机复合调理剂及其污泥脱水方法，污泥脱水的无机复合调理剂，包括粉煤灰和生石灰，其中粉煤灰的重量百分比为17－75％，余量为生石灰。作为优化改进，粉煤灰的重量百分比为37.5－64％。脱水方法包括以下步骤：(1)调质：称取适量的无机复合调理剂加入污泥中搅拌均匀，无机复合调理剂的投加重量百分比为6－20％。(2)脱水：将搅拌均匀的调质后的污泥混合液进行机械脱水。污泥脱水后泥饼含水率可以降至45－60％，污泥比阻降至106－107S2/g。本发明的有益效果是脱水效果好，脱水时间短，能有效利用工业废渣，脱水后泥饼可以作为制备建材的原材料。
Description
技术领域
本发明属于城市生活污水污泥处理技术领域，具体涉及利用无机调理剂对污泥进行脱水处理。
背景技术
污泥是城市生活污水处理的必然产物，含有大量的有机物，含水率高、易腐烂有强烈的臭味，还含有重金属、致病菌、病原菌等有害物质。随着污水处理的普及和推广，污泥的产生量越来越大，污泥的安全、卫生处置问题日渐突出。污泥的处理与处置已经成为一个亟待解决的瓶颈问题。
目前，污泥处置方法主要有卫生填埋、堆肥农用和焚烧等。无论是焚烧、填埋还是堆肥资源化利用，污泥的高含水率都是关键限制因素。一般二沉池排出的污泥含水率高达98％甚至99％，经浓缩处理后污泥含水率也在97％左右。污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义是：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。比阻的作用是比较不同的污泥(或同一污泥加入不同量的混合剂后)的过滤性能。污泥比阻愈大，过滤性能愈差。一般认为比阻在109—1010 s2/g的污泥算作难过滤的污泥，比阻在(0.5—0.9)×109 s2/g的污泥算作中等，比阻小于0.4×109 s2/g的污泥容易过滤。
国内外常用的脱水调理剂为化学调理剂，主要是聚丙酰胺、聚铁、聚铝等有机和无机高分子化合物，调理效果的好坏与加药种类和质量、药剂投加量以及环境因素有密切关系，浓缩池污泥经脱水后泥饼的含水率在75％以上，增加了污泥后续处理的成本投入。我国目前绝大多数污泥经过重力浓缩、机械脱水一系列的工艺处理后，其含水率仍有70—80％。而这套常用的污泥脱水处理设备投资占污水处理厂总投资的30—40％，运行费用约占污水处理厂总运行费用的20—50％。
寻找廉价高效的污泥脱水用调理剂是目前污泥处置与资源化的一项技术难题。目前，在污泥脱水的调理剂方面的主要专利文献如下。
中国专利文献《一种污泥处理过程中的改性方法及其应用》(公开号CN1693242A)以硫铁矿或粉煤灰为调理剂处理含水率为70—80％的污泥，在调质搅拌过程中加入干燥后含水率为5—8％的干泥，将污泥调为含水率为30—35％的污泥排出。所得污泥脱水容易，将其应用于制砖，可防止砖坯干燥过程中出现表面拉裂现象，提高砖坯的质量。该方法处理对象是经过机械脱水后的含水率为70—80％的污泥。
中国专利文献《污泥脱水和稳定化处理方法》(公开号CN1693242A，公开日2005年11月9日)涉及一种污泥脱水和稳定化处理方法，通过对含水率为75—82％的污泥加热干燥和向污泥中加入碱性粉状物料氧化钙粉两步工艺，对污泥进行脱水和稳定化处理。碱性粉状物料为氧化钙粉、氧化钠粉、氧化镁粉、菱镁粉，还可以外加一些工业废渣碱性粉状物，如粉煤灰、工业粉尘等。此方法能得到含水率较低的污泥，处理对象也是经过机械脱水后含水率为80％左右的污泥。
中国专利文献《污泥高效脱水调理剂》(公开号CN1621371，公开日2005年6月1日)中以无机高分子脱水调理剂、有机高分子脱水调理剂、石灰粉(CaO计)为原料制得一种高效脱水调理剂。其复合重量计为：无机高分子脱水调理剂40—90份，有机高分子脱水调理剂0.5—12份，石灰粉(CaO计)5—55份。缺点是脱水调理剂处理效果较好时，有机高分子脱水调理剂含量高，成本较高；后续的污泥泥饼再利用困难。
中国专利文献《污泥脱水的化学调理剂及其脱水方法》(公开号CN1986788，公开日2007年6月27日)中以铁盐、钙盐或氧化钙为化学调理剂，先将污泥加水调质，然后在调质后的污泥中先加铁盐，添加量为污泥的0.2—1.5％，并搅拌1—6分钟；再加钙盐和/或氧化钙，添加量为污泥的1—4.5％，并搅拌2—8分钟。最后把调质好的污泥进行正压脱水，保压压力1.0—2.0MPa，保压时间为45—90分钟后卸压放料，正压脱水后污泥的含水率为50—60％。采用的化学调理剂主要是铁盐、钙盐或氧化钙，而且是分步投加，工艺复杂，脱水后污泥含水率仍在50％以上，效果一般。
中国专利文献《用于污泥脱水的高效复合助滤剂及其应用方法》(公开号CN101182095，公开日2008年5月21日)中公开了一种污泥脱水的高效复合助滤剂，其原料组分及重量百分比含量为：Al2O3 20—30％，SiO2 40—55％，CaO 2—8％，膨润土3—13％，铁粉4—10％；在此基础上可以外加Fe2O3 3—10％，MgO 0.6—2％，K2O 1—2.5％，Na2O 0.1—0.7％。向沉淀后的污泥中加入质量百分比为2—6％的高效复合助滤剂，含水率可以降至40—50％。其处理对象是浓缩污泥，复合助滤剂的组成包括9种之多，制备工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无机复合调理剂及其污泥脱水方法，利用这种无机复合调理剂，可以使污泥脱水预处理效果好，价格便宜，含水率更低。
本发明用于污泥脱水的无机复合调理剂，包括粉煤灰和生石灰，其中粉煤灰的重量百分比为17—75％，余量为生石灰。作为优化改进，粉煤灰的重量百分比为37.5—64％。
污泥脱水的方法包括以下步骤：
(1)调质：称取适量的无机复合调理剂加入污泥中搅拌均匀，无机复合调理剂的投加重量百分比为污泥的6—20％。
(2)脱水：将搅拌均匀的调质后的污泥混合液用污泥泵泵入污泥脱水机，进行机械脱水。
本发明以廉价的原料生石灰和粉煤灰制得无机复合调理剂对二沉池的剩余污泥进行调理。其中粉煤灰的电性中和与吸附架桥作用，能破坏污泥胶体颗粒的稳定性，利于分散小颗粒的聚集，改善脱水性能；生石灰不仅可以起到助凝作用，而且可以形成碱性环境，杀灭微生物，起到除臭的作用。粉煤灰满足《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GBJ146—90)中一级粉煤灰要求，生石灰满足中华人民共和国建材行业标准硅酸盐建筑制品用生石灰(JC/T 621—1996)合格品的要求，其生石灰的有效氧化钙含量在60％左右。
本发明以廉价的无机物料生石灰和工业废渣粉煤灰为调理剂，具体而言，本发明具有以下特点：
(1)本发明中添加的调理剂都是廉价无机材料，替代常规的聚丙稀酰铵絮凝剂，脱水后的泥饼易于作为制备建材的原材料。
(2)本发明中，污泥脱水后泥饼含水率可以降至45—60％，污泥比阻降至106—107 S2/g。由于比阻的降低，自然晾晒2—3天后，含水率能够降到40％以下。
附图说明
图1为污泥脱水流程示意图。
具体实施方式
污泥取自污水处理厂二沉池的剩余污泥，含水率为98％；粉煤灰满足粉煤灰混凝土应用技术规范(GBJ146—90)中一级粉煤灰要求；生石灰满足中华人民共和国建材行业标准硅酸盐建筑制品用生石灰(JC/T 621—1996)合格品的要求，其生石灰的有效氧化钙含量在60％左右。
如图1所示，二沉池排出的剩余污泥通过阀门1，无机复合调理剂通过进料口2一起进入搅拌装置3进行搅拌，搅拌均匀后的污泥与无机调理剂的混合体通过阀门4经污泥泵5进入污泥脱水机进行脱水，脱水后泥饼直接进行下一步资源化利用，脱水产生的水返回污水处理池7进行处理。
下面结合实例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
无机复合调理剂原料组分及百分重量比为：粉煤灰17％，生石灰83％。
脱水方法为：在二沉池剩余污泥中投加6％的无机复合调理剂搅拌使调理剂和污泥混合均匀后经污泥泵进入板框压滤机脱水，得到含水率为57.6％的泥饼。调制后的污泥比阻为1.33×107 S2/g。
实施例2：
无机复合调理剂原料组分及百分重量比为：粉煤灰37.5％，生石灰62.5％。
脱水方法为
在二沉池剩余污泥中投加8％的无机复合调理剂搅拌使调理剂和污泥混合均匀后经污泥泵进入污泥脱水机脱水，得到含水率为52.4％的泥饼。调制后的污泥比阻为1.3×107 S2/g。
实施例3：
无机复合调理剂原料组分及百分重量比为：粉煤灰50％，生石灰50％。
脱水方法为：
在二沉池剩余污泥中投加10％的无机复合调理剂搅拌使调理剂和污泥混合均匀后经污泥泵进入板框压滤机脱水，得到含水率为49.25％的泥饼。调制后的污泥比阻为5.7×106 S2/g。
实施例4：
无机复合调理剂原料组分及百分重量比为：粉煤灰64％，生石灰36％。
脱水方法为：
在二沉池剩余污泥中投加20％的无机复合调理剂搅拌使调理剂和污泥混合均匀后经污泥泵进入板框压滤机脱水，得到含水率为47.2％的泥饼。调制后的污泥比阻为9.4×106 S2/g。
实施例5：
无机复合调理剂原料组分及百分重量比为：粉煤灰75％，生石灰25％。
脱水方法为：
在二沉池剩余污泥中投加20％的无机复合调理剂搅拌使调理剂和污泥混合均匀后经污泥泵进入板框压滤机脱水，得到含水率为60.0％的泥饼。调制后的污泥比阻为4.3×107 S2/g。
污泥比阻采用常规的测定方法：
采用0.08MPa的真空度进行污泥脱水试验。记录过滤时间t和相应时刻的滤液量V以及滤液总体积，进行计算得出污泥比阻。
Claims (3)
1、一种无机复合调理剂，其特征在于，它包括粉煤灰和生石灰，其中粉煤灰的重量百分比为17—75％，余量为生石灰，生石灰的有效氧化钙含量在50—70％。
2、根据权利要求1的无机复合调理剂，其特征在于，粉煤灰的重量百分比为37.5—64％。
3、一种利用权利要求1所述无机复合调理剂的污泥脱水方法，其特征在于：它以下步骤：
(1)调质：将所述无机复合调理剂加入污泥中搅拌均匀，加入的无机复合调理剂与污泥的重量百分比为6％—20％；
(2)脱水：将调质后的搅拌均匀的污泥混合液进行机械脱水。
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