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(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201710078234.1(22)申请日2017.02.14(71)申请人湖南省环境保护科学研究院地址410004湖南省长沙市雨花区井奎路12号(72)发明人钟宇 许友泽 付广义 赵媛媛 成应向 向仁军 (74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所(普通合伙)43008代理人赵洪 何文红(51)Int.Cl.C02F11/12(2006.01)C02F11/02(2006.01)C02F11/00(2006.01)(54)发明名称一种改善污泥脱水性能的方法(57)摘要本发明公开了一种改善污泥脱水性能的方法，该方法采用生物表面活性剂和骨架构建体对原始污泥进行联合调理。本发明方法中采用生物表面活性剂与骨架构建体联合调理共同改善污泥的脱水性能，不仅能够显著改善污泥的脱水性能、显著降低污泥的含水率，还能够实现污泥减量化和减少处置费用的目的，且经本发明方法处理后的污泥含水率低、有毒有害物质和病原体含量低，可以用于填埋、堆肥或直接用于改良土壤，为污泥的后续处理和利用提供基础，对实现污泥的稳定化、无害化和资源化处理处置具有重要意义。权利要求书1页说明书7页附图2页CN108423962A2018.08.21CN108423962A1.一种改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，所述方法采用生物表面活性剂和骨架构建体对原始污泥进行联合调理。2.根据权利要求1所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、采用生物表面活性剂对原始污泥进行调理；S2、采用骨架构建体对经步骤S1处理后的污泥进行调理；或，所述方法包括以下步骤：S1、采用骨架构建体对原始污泥进行调理；S2、采用生物表面活性剂对经步骤S1处理后的污泥进行调理。3.根据权利要求2所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，所述生物表面活性剂的添加量为每千克所述原始污泥中加入所述生物表面活性剂0.2g～0.5g。4.根据权利要求3所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，所述生物表面活性剂为鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，所述骨架构建体的添加量为每千克所述原始污泥中加入所述骨架构建体0.2g～2.0g。6.根据权利要求5所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，所述骨架构建体为粉煤灰、磷石膏、赤泥中的一种或多种。7.根据权利要求2～6中任一项所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，采用所述生物表面活性剂的调理过程在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速为100r/min～200r/min；所述搅拌的时间为10min～50min；和/或，采用所述骨架构建体的调理过程在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速为100r/min～200r/min；所述搅拌的时间为10min～50min；采用所述骨架构建体的调理过程中pH值为6.8～9.0。8.根据权利要求2～6中任一项所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，所述原始污泥为浓缩池污泥；所述原始污泥的含水率在96％以上。9.根据权利要求2～6中任一项所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，还包括步骤S3：对经步骤S2处理后的污泥进行机械脱水，得到含水率为55％～70％的脱水污泥。10.根据权利要求9所述的改善污泥脱水性能的方法，其特征在于，所述步骤S3中，采用板框压滤方法进行机械脱水；所述板框压滤方法中工作压强为0.05MPa～2.0MPa。权 利 要 求 书1/1页2CN108423962A2一种改善污泥脱水性能的方法技术领域[0001]本发明属于城镇污水厂剩余污泥处理技术领域，涉及一种改善污泥脱水性能的方法，具体涉及一种生物表面活性剂与骨架构建体联合改善污泥脱水性能的方法。背景技术[0002]污泥是污水处理的副产物，是一种浓缩富集的污染物。污泥有机物含量高、易腐烂，有强烈的臭味，并且，未经恰当处理的污泥进入环境后，会直接给水体和大气带来二次污染，对生态环境和人类构成严重威胁。污泥必须经过处理后妥善处置，方可进入生态环境系统。相关数据表明，2015年全年我国城镇污水处理厂污水处理量达410.3亿立方米，湿污泥(含水率80％)产生量达到3400万吨，即日产污泥9万吨以上。针对污泥处置问题，我国实施的《水污染防治行动计划》方案(2016-2020年)中要求，污水处理设施产生的污泥必须进行稳定化、无害化和资源化处理处置，地级城市污泥无害化处理处置率在2020年底前要达到90％以上。另外，将污泥用于后续稳定化、无害化和资源化处理处置时，对污泥的含水率提出了更高的要求，我国《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GBT 23485-2009)标准中规定，对用于混合填埋和用作覆盖土的污泥，其含水率需低于60％。因此，研究污泥的处理处置方法，降低出厂污泥的含水率显得尤为迫切。[0003]目前，我国城镇污水厂污泥的处理大都分都遵循“减量化、无害化、资源化”原则，主要采取污泥浓缩、污泥调理、污泥脱水、后续处理四步走的技术路线。现有改善污泥脱水性能的方法主要有物理、化学和微生物调理等方法，单独采用物理法对改善污泥脱水性能效果有限，且对有机物含量低的污泥处理效果较差；单独采用化学法存在药剂价格昂贵、增大了后续干污泥量等问题；单独采用微生物调理具有时间长，针对性不强等问题。由于这些方法存在的问题，现有的常规调理药剂很难同时实现污泥脱水减量化和减少药剂费用的目标。因此，如何有效、廉价的改善污泥脱水性能仍然是一个亟需解决的问题。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、能够显著改善污泥脱水性能的方法，该方法中通过生物表面活性剂与骨架构建体联合调理显著提高污泥的脱水性能、显著降低污泥的含水率，且实现了污泥减量化和减少处置费用的目的。[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：[0006]一种改善污泥脱水性能的方法，所述方法采用生物表面活性剂和骨架构建体对原始污泥进行联合调理。[0007]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，所述方法包括以下步骤：[0008]S1、采用生物表面活性剂对原始污泥进行调理；[0009]S2、采用骨架构建体对经步骤S1处理后的污泥进行调理；[0010]或，所述方法包括以下步骤：[0011]S1、采用骨架构建体对原始污泥进行调理；说 明 书1/7页3CN108423962A3[0012]S2、采用生物表面活性剂对经步骤S1处理后的污泥进行调理。[0013]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，所述生物表面活性剂的添加量为每千克所述原始污泥中加入所述生物表面活性剂0.2g～0.5g。[0014]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，所述生物表面活性剂为鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂中的一种或多种。[0015]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，所述骨架构建体的添加量为每千克所述原始污泥中加入所述骨架构建体0.2g～2.0g。[0016]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，所述骨架构建体为粉煤灰、磷石膏、赤泥中的一种或多种。[0017]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，采用所述生物表面活性剂的调理过程在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速为100r/min～200r/min；所述搅拌的时间为10min～50min；[0018]和/或，采用所述骨架构建体的调理过程在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速为100r/min～200r/min；所述搅拌的时间为10min～50min；采用所述骨架构建体的调理过程中pH值为6.8～9.0。[0019]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，所述原始污泥为浓缩池污泥；所述原始污泥的含水率在96％以上。[0020]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，还包括步骤S3：对经步骤S2处理后的污泥进行机械脱水，得到含水率为55％～70％的脱水污泥。[0021]上述的改善污泥脱水性能的方法中，优选的，所述步骤S3中，采用板框压滤方法进行机械脱水；所述板框压滤方法中工作压强为0.05MPa～2.0MPa。[0022]与现有技术相比，本发明的优点在于：[0023](1)本发明创造性的提出了一种利用生物表面活性剂与骨架构建体联合调理改善污泥脱水性能的方法，一方面生物表面活性剂基团呈单分子定向排列，能吸附在固液界面上，溶于水中以后，能降低水的表面张力，减少水分子在污泥表面的吸附能，并提高有机化合物的可溶性，从而加大污泥脱水程度；另一方面，骨架构建体材料能在经过生物表面活性剂调理后的泥饼中形成高渗透性的刚性网格结构，且这些骨架构建体的可压缩性好，能够提高污泥的脱水速率，从而提高了污泥的脱水性能。可见，本发明改善污泥脱水性能的方法中通过采用生物表面活性剂与骨架构建体联合工艺，有效改善了污泥的脱水性能，使得脱水污泥的含水率降低至55％～70％，对实现污泥减量化和减少处置费用具有重要意义。[0024](2)本发明的方法中，生物表面活性剂为鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂，具有可生物降解性，能够被完全降解，对环境无毒害作用，不会产生二次污染，适合大规模应用。[0025](3)本发明的方法中，骨架构建体为粉煤灰、磷石膏、赤泥，可压缩性好，能够提高污泥的脱水速率，克服前期加入生物表面活性剂后污泥脱水速率变慢的缺点，并能对污泥中重金属起到固定化、稳定化效果，降低了污泥中有毒有害物质的含量；同时本发明所采用的骨架构建体为工业废弃物料，将其用于改善污泥的脱水性能，可实现“以废治废”的目的，并获得良好的经济效益。[0026](4)本发明方法处理后的污泥中含水率低、有毒有害物质和病原体含量低，可以用于填埋、堆肥或直接用于改良土壤，为污泥的后续处理和利用提供基础，对实现脱水污泥的说 明 书2/7页4CN108423962A4稳定化、无害化和资源化处理处置具有重要意义。附图说明[0027]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。[0028]图1为本发明实施例1中改善污泥脱水性能的工艺流程图。[0029]图2为本发明实施例1～6及对比例1～2中不同鼠李糖脂与粉煤灰配比对污泥CST的影响图。[0030]图3为本发明实施例1～6、对比例1～2及空白组中不同鼠李糖脂与粉煤灰配比对污泥含水率的影响图。具体实施方式[0031]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。[0032]以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。[0033]实施例1：[0034]一种改善污泥脱水性能的方法，其工艺流程图如图1所示，包括以下步骤：[0035](1)预处理：取自长沙市某污水处理厂浓缩池的剩余污泥，其中剩余污泥的pH值为6.8，含水率为98.8％；利用0.66mm的筛网去除污泥中较大的杂质，得到原始污泥，备用。[0036](2)生物表面活性剂调理：按添加量为0.2g/kg(即每千克步骤(1)的原始污泥中加入生物表面活性剂0.2g)往步骤(1)的原始污泥中加入鼠李糖脂，于转速为200r/min下搅拌15min。[0037](3)骨架构建体调理：按照添加量为0.2g/kg(即每千克步骤(1)的原始污泥中加入骨架构建体0.2g)，向经步骤(2)处理后的污泥中加入粉煤灰，控制骨架构建体调理过程中pH值为8.15，于转速为200r/min下搅拌15min。[0038](4)机械脱水：采用板框压滤机压滤经步骤(3)处理后的污泥，其中工作压强为1.5MPa，完成对污泥的脱水处理。[0039]本发明中，机械脱水后得到的泥饼外运处理或填埋，脱出的水返回污水处理系统。[0040]对比例1：[0041]一种采用鼠李糖脂改善污泥脱水性能的方法，与实施例1的处理步骤基本相同，区别在于：对比例1中不进行骨架构建体调理。[0042]对比例2：[0043]一种采用粉煤灰改善污泥脱水性能的方法，与实施例1的处理步骤基本相同，区别在于：对比例2中粉煤