搜索
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201710045895.4(22)申请日2017.01.22(71)申请人同方环境股份有限公司地址100083北京市海淀区王庄路清华同方科技广场A座15层(72)发明人朱宏 刘春阳 胡华 (51)Int.Cl.C02F11/14(2006.01)(54)发明名称一种污泥脱水调理剂及其脱水方法(57)摘要一种污泥脱水调理剂及其脱水方法，涉及城市生活污水污泥技术领域。本发明污泥脱水调理剂包括粉煤灰和生石灰两种物料。所述粉煤灰的重量占17%~75%，其余为生石灰，所述生石灰的有效氧化钙含量为50%~70%。同现有技术相比，本发明是一种无机复合调理剂，可以达到较好的污泥脱水预处理效果，显著降低污泥含水率，且成本低廉。权利要求书1页说明书4页附图1页CN108341583A2018.07.31CN108341583A1.一种污泥脱水调理剂，其特征在于，它包括粉煤灰和生石灰两种物料，所述粉煤灰的重量占17%~75%，其余为生石灰，所述生石灰的有效氧化钙含量为50%~70%。2.根据权利要求1所述污泥脱水调理剂，其特征在于，所述粉煤灰的优化重量百分比为37%~64%。3.使用如权利要求1所述污泥脱水调理剂的污水脱水方法，它的步骤为：（1）调质：将所述调理剂加入污泥中均匀搅拌，污泥脱水调理剂与污泥的重量百分比为6%~20%；（2）脱水：将均匀搅拌后的污泥进行机械脱水。权 利 要 求 书1/1页2CN108341583A2一种污泥脱水调理剂及其脱水方法技术领域[0001]本发明涉及城市生活污水污泥技术领域，特别是污泥脱水调理剂及其脱水方法。背景技术[0002]污泥是污水处理厂处理污水的过程中出现的副产物，一般是指介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵输送，但难以用沉降进行固液分离。污泥中含有大量的水分使污泥的体积庞大。以一座日处理污水20万吨的污水处理厂为例，每天产生的污泥可达1000m3，如果进行深度处理，污泥的量还好增加0.5~1.0倍。随着污水厂的逐渐增多及污水处理能力的提高，污泥产量也在逐渐攀升，以我国为例，目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为3000多万吨，占我国城市生活垃圾总量的17.4%，然而我国污水处理厂污泥的安全处置率小于35%，未经无害化处理的污泥随意乱丢造成的二次污染现象仍很严重。污泥中含有大量的有害物质，如寄生虫、病原微生物、难降解的致癌有机物、重金属等，并且具有很浓烈的刺鼻臭味。随着污水处理的普及和推广，污泥的产生量越来越大，如果不加处理，长时间情况下会对生态环境、水体环境、生存环境构成深远且不可恢复的影响，成为制约发展的瓶颈问题，最终影响人类的可持续发展以及为人类的发展以及生态的稳定埋下隐患。[0003]目前，污泥的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限制其后续处置的关键因素。现在运行的污水厂二沉池排出的污泥含水率高达98%甚至99%，排出污泥经浓缩处理后污泥含水率维持在97%左右。此处引入污泥比阻的概念，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：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。通常污泥比阻越大，过滤性能就越差。一股认为污泥比阻在109~1010s2/g之间时，污泥的过滤性能就差，比阻在（0.5~0.9）×109s2/g之间时，污泥的过滤性能一般，当比阻小于0.4×109s2/g时，污泥过滤性能较好。[0004]目前，污泥的脱水技术发展较快，如自然干化、机械脱水（按过滤方式：真空过滤、加压过滤、离心过滤及压榨过滤）、干燥、焚烧等。但在脱水前，会较普遍的使用调理剂对湿污泥进行理化性质改善（如比阻等），以使后续脱水工艺达到最经济的运行效果。目前，国内外常用的脱水调理剂主要为化学调理剂，如聚丙酰胺、聚铁、聚铝等有机和无机高分子化合物，而且调理效果的好坏与药剂种类和质量、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。现阶段我国绝大多数的污水厂污泥经重力浓缩、机械脱水一系列的工艺处理后，其含水率仍有70%~80%。我国污水厂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%。[0005]目前，廉价高效的污泥脱水调理剂是研究的重点，是未来的发展方向，是污泥处置与资源化的一项技术难题。目前，污泥脱水调理剂方面的几篇专利文献如下：（1）《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说 明 书1/4页3CN108341583A3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。[0006]（2）《污泥脱水和稳定化处理方法》（公开号CN1693242A）此专利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。[0007]（3）《污泥高效脱水调理剂》（公开号CN1621371）以无机高分子脱水调理剂、有机高分子脱水调理剂、石灰粉（Gao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（Gao计）5~55份。该方案的缺点是要达到较好的脱水处理效果，需要较高的有机高分子脱水调理剂，成本增加；而且后续的污泥泥饼再利用困难。[0008]（4）《污泥脱水的化学调理剂及其脱水方法》（公开号CN1986788）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1.0MPa~0.2MPa，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%。该方法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。[0009]（5）《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%，CaO2 2%-8%，膨润± 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%。该方法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[0010]针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种污泥脱水调理剂及其脱水方法。它是一种无机复合调理剂，可以达到较好的污泥脱水预处理效果，显著降低污泥含水率，且成本低廉。[0011]为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：一种污泥脱水调理剂，其结构特点是，它包括粉煤灰和生石灰两种物料。所述粉煤灰的重量占17%~75%，其余为生石灰，所述生石灰的有效氧化钙含量为50%~70%。[0012]在上述污泥脱水调理剂中，所述粉煤灰的优化重量百分比为37%~64%。[0013]使用如上所述污泥脱水调理剂的污水脱水方法，它的步骤为：（1）调质：将所述调理剂加入污泥中均匀搅拌，污泥脱水调理剂与污泥的重量百分比为6%~20%。说 明 书2/4页4CN108341583A4[0014]（2）脱水：将均匀搅拌后的污泥进行机械脱水。[0015]本发明由于采用了上述成分及其脱水方法，以廉价的无机物料生石灰和工业废渣粉煤灰为原料配成污泥脱水调理剂，具有工艺操作简单，性能稳定的特点。同现有技术相比，具有以下优点：（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建材的原材料。[0016]（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~l07S2/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。[0017]附图说明[0018]图1是使用本发明的污泥脱水装置连接图。具体实施方式[0019]本发明污泥脱水调理剂包括粉煤灰和生石灰两种物料，其中粉煤灰的重量占17%~75%，优化粉煤灰的重量百分比为37%~64%，其余为生石灰，其中生石灰的有效氧化钙含量为50%~70%。[0020]参看图1，污泥脱水装置中的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。[0021]使用本发明污泥脱水调理剂的脱水方法步骤为：（1）调质：二沉池排出的剩余污泥通过阀门一1进入搅拌装置3，污泥脱水调理剂通过进料口2加入污泥中均匀搅拌，污泥脱水调理剂与污泥的重量百分比为6%~20%。[0022]（2）脱水：搅拌均匀后的污泥与污泥脱水调理剂的混合体通过阀门二4经污泥泵5进入污泥脱水机6进行脱水，脱水后的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。[0023]下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。[0024]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。[0025]实施例1：污泥脱水调理剂原料组分及百分重量比为：粉煤灰17%，生石灰83%。[0026]脱水方法为：在二沉池剩余污泥中投加6%的污泥脱水调理剂搅拌使其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。[0027]实施例2：污泥脱水调理剂原料组分及百分重量比为：粉煤灰50%，生石灰50%。[0028]脱水方法为：在二沉池剩余污泥中投加10%的无机复合污泥脱水调理剂搅拌使其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。调制后的说 明 书3/4页5CN108341583A5污泥比阻为5.7×106 S2/g。[0029]实施例3：污泥脱水调理剂原料组分及百分重量比为：粉煤灰37.5%，生石灰62.5%。[0030]脱水方法为：在二沉池剩余污泥中投加8%的污泥脱水调理剂搅拌使其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。[0031]本发明以廉价的原料生石灰和粉煤灰制得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。本发明污泥脱水调理剂中的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。说 明 书4/4页6CN108341583A6图1说 明 书 附 图1/1页7CN108341583A7