一种污泥深度脱水的药剂及其处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污泥处理的技术领域，更具体地讲，本发明涉及一种污泥深度脱水的 药剂及其处理工艺。
【背景技术】
[0002] 本发明所指的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态废弃物，也可以称 为剩余污泥。由于其中含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等且具有活性，若不 加处理进行任意排放，则会对环境造成严重的污染。
[0003] 采用生物法处理市政污水或工业废水均会产生大量的剩余污泥，随着污废水处理 量的持续升高，也随之产生了越来越多的剩余污泥，而环境处置容量有限，因此国家有关部 门出台了大量的污泥处理处置标准、规范、通知等等，明确要求污泥处理处置要无害化、稳 定化、减量化、资源化，简称"四化"。
[0004] 剩余污泥中含有大量的水分，必须将水分大幅度去除，否则将产生高昂的运输和 处理费用。同时因剩余污泥中含有大量致病菌，也给周围环境带来巨大风险，因此环保部将 其列入危险废物管理。实现上述"四化"要求中最基本最有效的方式是降低污泥含水率。当 含水率降低到一定程度（例如60%以下）时，细菌基本灭活并实现无害化，处置过程中遇水 不反弹，达到稳定化的效果，也为后续资源化利用创造了极为有利的条件。
[0005] 污泥处理的总体要求是稳定化、无害化和减量化。污泥减量化的方法很多，主要的 污泥减量化途径有两种，一是减少有机物的量（消化、焚烧），二是降低污泥的含水率（浓 缩、脱水、干化、焚烧）。第二种途径较第一种途径更为简单易行，因此目前国内外多采用降 低污泥的含水率来达到污泥减量化的目的。现有的污泥处理方法要么含水率很高、细菌未 灭活而达不到稳定化、无害化要求，要么需要投加大量固体物质如生石灰、粉煤灰、木肩等， 并额外添加大量资源，达不到减量化的要求并与资源化要求背道而驰。所以上述方法都不 是最理想的污泥脱水方法。
[0006] 活性污泥颗粒细小且呈胶团状，水分被束缚在胶团内，这导致采用常规方法难以 脱除水分。并且，常规所采用的污泥改性剂为高分子聚合物聚丙烯酰胺、聚铁、聚铝等无机 高分子化合物，起到中和污泥中的电性与吸附架桥的作用，形成的污泥絮体抗剪性能强，不 易被打碎，脱水后污泥的含水率在75%以上，含水率高、运行成本高，对污泥后续的处理处 置增加成本投入。
[0007] 因此，提供一种既不增加污泥总量又能有效降低污泥含水率并且最终实现污泥处 理处置"四化"要求的药剂及其处理工艺具有重要的应用前景。
【发明内容】
[0008] 针对上述现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种高效无污 染、无残留、更环保的基于污泥细胞破壁原理的污泥深度脱水的药剂及其处理工艺，借助传 统设备对破壁后的污泥进行泥水分离，从而达到显著降低污泥含水率的目的和效果。
[0009] 为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种污泥深度脱水的药剂，所述药剂 包括先后加入污泥中实现污泥中微生物细胞破壁的第一调理剂和第二调理剂，所述第一调 理剂为包含H+的无机酸，所述第二调理剂为双氧水。
[0010] 根据本发明污泥深度脱水的药剂的一个实施例，所述无机酸为盐酸或硫酸。
[0011] 根据本发明污泥深度脱水的药剂的一个实施例，所述双氧水的质量浓度为20~ 50%〇
[0012] 本发明的另一方面提供了一种污泥深度脱水的处理工艺，所述处理工艺包括以下 步骤：
[0013] 污泥浓缩：将污泥进行浓缩处理以去除污泥中的混合水，得到含水率低于96 %的 浓缩污泥；
[0014] 污泥中微生物细胞破壁：先向浓缩污泥中加入第一调理剂，搅拌并调节浓缩污泥 的pH值至3. 5~4. 5 ;再向浓缩污泥中加入第二调理剂，搅拌并混合反应实现污泥中微生 物细胞破壁；其中，所述第一调理剂为包含H+的无机酸，所述第二调理剂为双氧水；
[0015] 压滤脱水：将破壁后的污泥进行压滤脱水处理，获得含水率低于50%的脱水污泥 饼。
[0016] 根据本发明污泥深度脱水的处理工艺的一个实施例，所述无机酸为盐酸或硫酸。
[0017] 根据本发明污泥深度脱水的处理工艺的一个实施例，所述双氧水的质量浓度为 20 ~50%。
[0018] 根据本发明污泥深度脱水的处理工艺的一个实施例，所述双氧水的加入量为污泥 干固量的5~20%〇。
[0019] 根据本发明污泥深度脱水的处理工艺的一个实施例，加入第一调理剂或第二调理 剂后搅拌3~6分钟，控制混合反应时间为8~10分钟。
[0020] 根据本发明污泥深度脱水的处理工艺的一个实施例，在污泥浓缩的步骤中，采用 机械浓缩或重力沉淀浓缩的方式。
[0021] 根据本发明污泥深度脱水的处理工艺的一个实施例，在压滤脱水的步骤中，采用 隔膜板框压滤机进行压滤脱水处理，控制进料压力< 1.2MPa、压榨压力< 1.6MPa、压滤脱 水时间为2~4小时。
[0022] 采用本发明污泥深度脱水的药剂及其处理工艺，可以轻松将污泥含水率从80%降 低至50%甚至40%以下，污泥体积减少一倍以上（以80%为标准计算），运输成本和处置 成本大为降低，微生物基本灭活，不会对环境造成二次危害；脱水污泥饼即使在水中浸泡， 含水率也不会大幅度上升，能够达到相关标准中关于无害化、稳定化、减量化的要求，为后 续的资源化利用创造有利条件；投资费用低、运行费用低，处置费用也大幅度降低；药剂原 料易购，工艺方法简单，便于掌握。
【附图说明】
[0023] 图1示出了根据本发明示例1中的污泥深度脱水的处理工艺流程图。
[0024] 图2A示出了根据本发明示例1中采用污泥深度脱水的药剂对污泥进行污泥细胞 破壁处理前的高清显微图。
[0025] 图2B示出了根据本发明示例1中采用污泥深度脱水的药剂对污泥进行污泥细胞 破壁处理后的高清显微图。
【具体实施方式】
[0026] 在下文中，将对本发明的污泥深度脱水的药剂及其处理工艺进行详细的说明。
[0027] 由于污泥所含的水分主要分为间隙水、表面吸附水、毛细结合水和细胞水四种，采 用现有技术中的方法和设备压滤去除的主要是污泥中的间隙水和表面吸附水，而毛细结合 水和细胞水基本无法去除，这也是导致采用现有技术中的方法和设备进行脱水处理后的污 泥含水量仍然较高的主要原因。换一句话说，污泥脱水后含水量仍然较高的最根本原因在 于活性污泥中微生物细胞未实现破壁，胞内的大量水分未被释放，从而导致了含水率高和 稳定性差的缺陷。本发明通过提供一种组分简单但效果极佳的药剂，通过药剂实现对污泥 的解凝和细胞破壁，从而可以在后续压滤的环节中去除大部分的毛细结合水和细胞水，进 一步降低污泥含水率。
[0028] 根据本发明的示例性实施例，所述污泥深度脱水的药剂包括先后加入污泥中实现 污泥中微生物细胞破壁的第一调理剂和第二调理剂，所述第一调理剂为包含H+的无机酸， 所述第二调理剂为双氧水。其中，无机酸为饱和的浓酸或稀释后的稀酸，双氧水为H2O2的水 溶液。
[0029] 具体地，第一调理剂的一方面作用是对污泥进行pH值的调节，将污泥调节至适宜 的PH值环境有助于进行污泥中微生物细胞的破壁处理并增强破壁脱水的效果；第一调理 剂的另一方面作用是H+与强氧化性的第二调理剂协同作用，对污泥中微生物细胞进行有效 的破壁处理。根据试验，先后添加了上述第一调理剂和第二调理剂的污泥的破壁效果显著， 后续的压滤脱水效果鲜明，无需再添加其他如重金属、固化物质等增加污染或增重的物质。
[0030] 根据本发明的示例性实施例，上述第一调理剂可以为盐酸或硫酸等无机酸，上述 双氧水的质量浓度可以为20~50%。优选地，第一调理剂为硫酸，可以获得更好的破壁效 果；双氧水的质量浓度为27. 5%，可以在保证使用效果的同时降低成本。
[0031] 下面对采用了上述药剂进行破壁处理的污泥深度脱水处理工艺进行具体说明。
[0032] 根据本发明的示例性实施例，所述处理工艺包括以下步骤：
[0033] 污泥浓缩：将污泥进行浓缩处理以去除污泥中的混合水，得到含水