一种用于污泥脱水的表面活性剂及污泥脱水方法

专利名称：：一种用于污泥脱水的表面活性剂及污泥脱水方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于污泥脱水的表面活性剂及污泥脱水方法，特别是涉及一种污水污泥脱水的季铵盐表面活性剂及污泥脱水方法。
背景技术：
：污泥处理的关键是污泥脱水，这类污泥一般含水高达80%左右。污泥中的水分按其存在状态共分为四种1)间隙水，间隙水是污泥颗粒包围的游离水分，一般占污泥总含水量的70%左右；2)毛细水，毛细水是污泥颗粒之间或颗粒裂隙中由于毛细作用与污泥颗粒结合在一起的水分，占总水量的20%左右；3)吸附水，吸附水是由于表面张力的作用吸附在污泥颗粒表面的水分，由于污泥颗粒小，具有极强的表面吸附力；4)结合水，结合水是包含在污泥中微生物细胞体内的水分，只有改变污泥颗粒的内部结构才能将结合水分离；结合水和吸附水一起占污泥中总含水量的10%左右。由于软颗粒具有一定的压缩性，当外力增加时，颗粒会在过滤介质表面形成一层孔隙非常小的"膜"，从而使水很难通过，脱水也就显得异常困难。单纯使用机械脱水，脱水后污泥的含水率在70%以上，是污泥特殊性质所决定的。污水污泥在含水55%至65%之间，形成一个称之为"粘胶相区"的区域，这时的污泥呈粘浆状，水分子被一层胶体包裹，一般机械挤压方法很难将污泥中的水释出。试验证明，这种现象在污泥含水60%至65%间尤为严重。如果污泥能脱水至含水率重量比为60%以下，甚至到55%以下，突破了污泥这个"粘胶相区"，污泥就有了较好的分散性，就为污泥的进一步处理或处置创造了好的条件。基于此，脱水剂大量适用于污泥脱水中。污泥脱水剂中的表面活性剂有吸附微粒的能力，使污泥颗粒从胶体中分禽出来，破坏污泥胶体的稳定状态，从而达到更好的聚沉效果。表面活性剂的作用及对固-液面的影响主要表现为(1)增溶作用。在分散系统中添加表面活性剂后，能明显使本来不溶或微溶于溶剂的物质溶解或使其溶解度增加的现象称为增溶作用，增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低。增溶作用一般都在表面活性剂很小的浓度时发生，它不会改变介质的性质。(2)降低界面张力。表面活性剂在相界面上会发生吸附。由于吸附，表面活性剂分子定向、紧密地吸附在界面上，使界面张力降低。(3)由于表面活性剂分子结构中含有亲水基和疏水基，因而在溶液中，它易于从内部迁移而富集于溶液表面(或界面)而发生界面吸附。当发生表面活性剂吸附后，必然改变体系的界面状态，而影响界面性质，从而产生一系列如润湿、乳化、消泡等重要作用。表面活性剂的这些作用有利于胶体间隙水及毛细水的释出，有助于胶体的固液分离与聚沉。在污泥脱水中，经本发明人的大量研究和试验结果表明，从结果判断表面活性剂的好坏，主要看投入表面活性剂后污泥的比阻抗值和脱水后污泥滤饼的含固率。污泥过滤比阻抗值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。比阻抗值越低，表明污泥脱水性能越好；脱水后污泥滤饼的含固率越高，表明脱水效果越好。因为过滤的最终目的是要看泥饼含水率的，所以滤饼的含固率是评价表面活性剂用于污泥脱水效果最决定性的因素。表面活性剂按其结构可分为阴离子型、阳离子型与非离子型等。常用的阴离子型表面活性剂包括羧酸盐类RC00M、磺酸盐类RS03M、硫酸酯盐类R0S03M、磷酸酯盐类R0P03M等。首先，阴离子型表面活性剂在强酸环境下不稳定；特别是阴离子型表面活性剂的滤饼含固率远低于季铵盐阳离子表面活性剂，其脱水效果不如季铵盐阳离子表面活性剂。非离子型表面活性剂，如聚乙二醇类表面活性剂，虽然稳定性好，但滤饼的含固率低于季铵盐阳离子表面活性剂，污泥的比阻抗值高于季铵盐阳离子表面活性剂，其脱水效果不如季铵盐阳离子表面活性剂。阳离子型表面活性剂，在污泥脱水中使用较多的为季铵盐类，其在酸、碱环境下均较稳定；特别是滤饼的含固率高于其它类型的表面活性剂，说明其用于污泥脱水的效果最好。在专利号为200610047281.1、名称为一种城市污水污泥减量化的处理方法的发明专利中，公开的添加剂包括季铵型阳离子聚合物，季铵型阳离子聚合物是甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵化后的单体和丙烯酰胺单体的共聚物。季铵型阳离子聚合物的加入污水污泥中的添加量为11000姐g/L，其加入量小于0.1%。经本发明人不断反复研究表明，季铵盐阳离子活性剂的添加量对脱水效果有很大的影响，当季铵型阳离子聚合物的添加量少于0.1%时，污泥比阻抗值大，脱水后滤饼的含固率低，其脱水性能很不理想。还有，上述结构的季铵盐阳离子聚合物的分散作用和增溶作用较差，不能使污泥中更多的水分转化为易被脱除的自由水。现有的脱水方法，脱水时注入压力采取恒压的工作方式。过滤时，滤出液体体积与过滤压力成正比，采取恒压的工作方式，泥饼迅速形成，其密致度也迅速增加，滤饼在刚形成时就处于很密致的状态。因此恒压的工作方式，加大了过滤阻力，过滤阻力抵消了过滤压力，使过滤性能也迅速降低，最终脱水效果一般为70%左右。专利号为200610047281.1的脱水方法中，脱水时注入压力采取恒压的工作方式，由于滤饼在刚形成时就处于很密致的状态，过滤阻力增大，过滤性能低，最终脱水后污泥的含水率重量比为65%70%。本发明的第一个目的是提供一种污泥比阻抗值低、脱水后滤饼的含固率高、脱水性能好、性价比高的表面活性剂。本发明的第二个目的是提供一种过滤时泥饼的密致度均匀增加，而不是在滤饼刚形成时就处于很密致的状态、减小过滤阻力、提高过滤性能的污泥脱水方法。一种用于污泥脱水的表面活性剂，表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂，季铵盐阳离子表面活性剂的添加量重量比为污泥固含物的1.42%2.07%。该范围内的添加量，污泥的比阻抗值接近最低，滤饼的含固率接近最高，脱水性能好，性价比高。作为改进，季铵盐阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵，其结构式为
发明内容。添加该种结构的十二垸基二甲基苄基氯化铵表面活性剂，其污泥比阻抗值均小于6.23xl08cm/g，其滤饼的含固率高于0.18，脱水性能好，性价比高。当十二烷基二甲基节基氯化铵添加量重量比小于污泥固含物的1.42%时，其比阻抗值迅速增大，滤饼含固率迅速减少，脱水性能显著降低；当十二垸基二甲基节基氯化铵添加量重量比大于污泥固含物的2.07%时，随着添加量的增加，污泥的比阻抗值增大，滤饼的含固率减少。作为进一步改进，十二烷基二甲基苄基氯化铵的添加量重量比为污泥固含物的1.97%，脱水性能好，其性价比最高。其污泥比阻抗值约为6.2040xl(fcm/g，其滤饼的含固率约为0.1835，污泥的比阻抗值最低，随着表面活性剂添加量的增加，污泥比阻抗值反而会增加。一种使用上述表面活性剂的污泥脱水的方法1)添加季铵盐阳离子表面活性剂时，搅拌反应时间为5-12分钟；2)用板框压滤机压滤脱水，污泥注入压力递进式增加，即将调制完成的污水污泥以一定进泥压力注入压滤机时，过滤开始，此时即有滤液排出，注满时，滤液排出流量为V1;随着过滤时间增加，滤液排出流量逐渐减少，当滤液排出流量低于1/2l时，将污泥注入压力提高一个档次，此时滤液排出流量会增大到V2;又当滤液排出流量低于1/2V2时，再将污泥注入压力提高一个档次，以此方式递增至设定压力，递增至设定压力时停止进料并保压，然后再隔膜挤压。根据卡门过滤基本方程式，过滤时，滤出液体体积与过滤压力成正比，但是随着压力的增大，泥饼迅速形成，其密致度也不断增加。泥饼在滤室中是一层一层地加厚而形成的，注入压力采取递增施压的工作方式，泥饼的密致度均匀增加，而不是在滤饼刚形成时就处于很密致的状态，减小过滤阻力、提高过滤性能。作为污泥脱水方法的改进，进泥压力为0.2MPa，过滤压力每提高一个档次提高0.2MPa，逐级升至1.6MPa时停止进料并保压10分钟，再以2.5MPa压力进行隔膜挤压20分钟，可进一步降低处理后污泥的含水率，效率也高。作为污泥脱水方法的又一改进，污泥脱水中，板框压滤机的滤布采用单缕的丙纶纤维缎织而成，丙纶纤维的截面形状为方梯形；方梯形截面纤维编织滤布的滤孔为锥形孔，出滤液一侧的孔径为0.058mm，进滤液一侧的孔径为0.106mm，滤布进滤液一侧的规格相当于150目。采用丙纶/缎织/单缕/150目规格的滤布，其过滤性能与丙纶/缎织/单缕与锦纶/缎织/单缕的过滤性能基本相同，比涤纶/缎织/单缕优，而150目与300目差别不大，500目时过滤性能降低。因为丙纶比锦纶便宜，150目又比300目便宜，所以，采用丙纶/缎织/单缕/150目规格的滤布，过滤效果好，价格便宜。利用纤维的梯形界面，编织出锥形的微细滤孔，滤孔进口大、出口小，使从滤孔中射出的污泥滤液产生拉法尔管效应。当污泥滤液在一定压力下进入滤孔后，滤液通过锥形滤孔被压縮后压力增大，滤液流速加快，有从小孔中"射出"的效果。这种效果大大减少了滤孔的堵塞现象，增加了滤布的疏水性，大大提高了污泥的过滤效果。作为污泥脱水方法的改进，污泥脱水中，板框压滤机的污泥分配器的一个端面上沿径向方向设有将污泥导入滤板滤腔的导流槽；导流槽为螺旋状。污泥在高压泵的作用下是以旋转方式注入压滤机的，旋转方式注入的污泥通过螺旋状的导流槽将污泥推入滤板滤腔，不会改变污泥注入的运动方向，既提高了污泥注入滤板的速度，也提高了污泥注入过滤滤板的均匀性，实现了滤饼厚薄均匀、滤饼含水率均匀分布的目的。作为污泥脱水方法的改进，污泥脱水中，板框压滤机的滤板为15%的聚丙烯玻纤复合增强材料一次成型而成；在滤板的正反两面设有滤腔，在滤腔的底面密布有凸起粒子，凸起粒子沿滤板中心通孔向外呈螺旋状辐射均匀分布。滤板选用15%的聚丙烯玻纤的复合增强材料一次成型制作，滤板刚性与韧性都较好，能够达到刚柔平衡，满足生产工况的需求。污泥在高压泵的作用下是以旋转方式注入压滤机的，凸起粒子沿压滤机污泥注入通孔向外呈螺旋状辐射分布，这样就使进入滤腔的污泥可以顺着凸起胶粒的螺旋状"通道"流动，降低了凸起胶粒的阻力，增加了注入污泥在滤腔里的流动性，从而更有效地保证了污泥在滤板里的均匀性。图1是本发明板框压滤机的压滤装置的立体分解示意图。图2是本发明板框压滤机滤布的主视示意图。图3是图2沿A-A位置的剖面示意图。图4是本发明板框压滤机的污泥分配器的主视示意图。图5是本发明板框压滤机的滤板的立体示意图。图6是本发明板框压滤机的滤板的主视示意图。图7是图6沿B-B位置的剖示示意图。具体实施方式实施例1一种用于污泥脱水的表面活性剂，表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂，季铵盐阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵，其结构式力CH2GfeN—CH2，季铵盐阳离子表面活性剂的添加量重量比为污泥固含物的1.97%。以下所有实施例中的表面活性剂均采用实施例1中的表面活性剂，只是添加量不同而已；一种使用表面活性剂的污泥脱水的方法，包括以下步骤1)污水污泥预处理取含水率重量比为80.4%的污水污泥，加水调制至含水率重量比为93%，取预处理后含水率重量比为93%的污水污泥1000公斤。2)添加表面活性剂添加1.38公斤的十二垸基二甲基苄基氯化铵，搅拌反应10分钟。3)添加絮凝剂先加6.59公斤聚合氯化铝，32.0转/分快搅2分钟，10.0转/分慢搅3分钟；加入石灰粉，将污水污泥的pH值调至7;再加0.35公斤聚丙烯酰胺，32.0转/分快搅3分钟，10.0转/分慢搅7分钟。4)添加助剂添加5.6公斤食用菇采摘后的培养基，充分搅拌8分钟。5)污泥脱水用板框压滤机压滤脱水；污泥脱水过程中，污泥注入压力递进式增加即将调制完成的污水污泥以0.2MPa的压力注入压滤机时，过滤开始，此时即有滤液排出，注满时，滤液排出流量为l;随着过滤时间增加，滤液排出流量逐渐减少，当滤液排出流量低于1/2^时，将过滤压力提高0.2MPa，此时滤液排出流量会增大到V2;又当滤液排出流量低于1/2V2时，再将过滤压力提高0.2MPa，逐级升至1.6MPa时停止进料并保压10分钟，再以2.5MPa压力迸行隔膜挤压20分钟。6)卸压放料。以下为污泥脱水中板框压滤机的滤布、污泥分配器、滤板的结构。如图1所示，一种板框压滤机的压滤装置，包括滤板5、滤布1和污泥分配器6。如图2、图3所示，在滤布上密布有滤孔2，在滤布1的中心位置设有注入污泥的第一通孔3，编织滤布的纤维截面4为方梯形；利用单缕的方梯形截面纤维经纬线交织编织滤布的滤孔为方锥形孔。滤布规格为丙纶/缎织/单缕/150目，滤布出滤液一侧的孔径为0.058mm，而进滤液一侧的孔径为0.106mm。如图1、图4所示，在污泥分配器6的中心位置设有注入污泥的第二通孔7，在污泥分配器的一个端面上沿径向方向设有将污泥从第二通孔7导入滤板滤腔的导流槽8;污泥分配器上的导流槽的两个侧壁9为螺旋状。如图1、图5至图7所示，滤板5为15%的聚丙烯玻纤复合增强材料一次成型而成。在滤板5的正反两面设有容置污泥的滤腔10，在滤腔10的底面密布有凸起粒子11，在滤腔10的中心位置设有注入污泥的第三通孔12。滤腔10底面上的凸起粒子11沿压滤机污泥注入的第三通孔12向外呈螺旋状辐射均匀分布。在滤腔10的外周滤板5的四个转角位置分别设有流出滤液的流出通孔13，在每个流出通孔13和滤腔10间设有三个将滤腔10的滤液引入流出通孔13的连通孔14。在滤腔10的底面还均匀设有四个与滤板5正反面齐平的支撑柱15。在滤板上还设有用于隔膜挤压的空腔19。如图1所示，滤布1覆盖在滤腔10上，滤孔2的孔径小的一侧朝向滤板5，滤布1置于污泥分配器6和滤板5间。污泥分配器6通过双头螺柱17和螺帽16、18分别安装在滤板正反两面滤腔10底面的中心位置。污泥分配器6的第二通孔7、滤布1上的第一通孔3和滤板5的第三通孔12连通o脱水后的污泥含水率重量比为49.2%。实施例2一种用于污泥脱水的表面活性剂，与实施例1不同的是十二烷基二甲基节基氯化铵的添加量重量比为污泥固含物的1.42%。一种使用表面活性剂的污泥脱水的方法，与实施例1不同的是步骤2"添加表面活性剂"为添加1公斤的十二烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌反应5分钟。脱水后的污泥含水率重量比为54.9%。实施例3一种用于污泥脱水的表面活性剂，与实施例1不同的是十二烷基二甲基苄基氯化铵的添加量重量比为污泥固含物的1.58%。一种使用表面活性剂的污泥脱水的方法，与实施例1不同的是步骤2"添加表面活性剂"为添加1.11公斤的十二垸基二甲基苄基氯化铵，搅拌反应6分钟。脱水后的污泥含水率重量比为54.4%。实施例4一种用于污泥脱水的表面活性剂，与实施例1不同的是十二烷基二甲基苄基氯化铵的添加量重量比为污泥固含物的1.73%。一种使用表面活性剂的污泥脱水的方法，与实施例1不同的是步骤2"添加表面活性剂"为添加1.21公斤的十二烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌反应7分钟。脱水后的污泥含水率重量比为53.7%。实施例5一种用于污泥脱水的表面活性剂，与实施例1不同的是十二烷基二甲基苄基氯化铵的添加量重量比为污泥固含物的1.92%。一种使用表面活性剂的污泥脱水的方法，与实施例1不同的是步骤2"添加表面活性剂"为添加1.35公斤的十二垸基二甲基苄基氯化铵，搅拌反应10分钟。脱水后的污泥含水率重量比为51.6%。实施例6一种用于污泥脱水的表面活性剂，与实施例1不同的是十二烷基二甲基苄基氯化铵的添加量重量比为污泥固含物的2.07%。一种使用表面活性剂的污泥脱水的方法，与实施例1不同的是步骤2"添加表面活性剂"为添加1.45公斤的十二垸基二甲基苄基氯化铵，搅拌反应12分钟。脱水后的污泥含水率重量比为52.6%。试验数据关于污泥脱水研究的试验均采用以下配套测试装置及仪器完成比阻抗:a:比阻抗值的测定装置之一由真空泵、稳压瓶、压力计、古氏漏斗、带刻度锥形瓶、胶塞、阀门、玻璃管等组成。以上装置为常规实验器皿及设备。b:比阻抗值的测定装置之二由常州诺基仪器有限公司生产的干燥箱(型号为101—3A)。c:比阻抗值的测定装置之三由无锡市荣华电子仪器制造有限公司生产的落球法液体粘滞系数测定仪(型号RVM—B)。除特别说明外，均采用恒压过滤测试污泥比阻抗值的方法进行。所有试验压力取真空度380汞柱(P=500g/cm2)，过滤面积为78.54cm2(漏斗上口直径二10cm)，过滤介质采用150目的滤布，孔径为0.106mm，搅拌10分钟，将污水污泥的含水率重量百分比为80%左右，并将其稀释至93%。所有的试验数据均经过20次以上试验的平均数值。比阻抗值的求法式中r——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；(cm/g)P:推动力，过滤时的压强降，(g/cm2);A:过滤面积，(cm2);b:斜率，(s/cm6);U:滤液黏度，[(g/W)'S)];C:滤渣干重C的定义为滤过单体积滤液在过滤介质上截留下来的滤饼干固体质量，(g/ciD3)。在定压与定过滤面积的情况下，只要通过实验求出b、C及！i，即可以上式求得比阻抗值r。原污泥的性质试验首先对各种性质的污泥进行空白测试，过滤时不投放任何添加剂，测得各种污泥的比阻值pH值列表1。表1原污泥性质项目生活污水污泥印染废水污泥造纸废水污泥电镀废水污泥过滤前含固率G。0.07120.07080.07030.0698滤饼含固率^0.11740.13730.14530.1384滤渣干重C(g/cm3)0.18090.14610.13610.1408斜率b(s/cm6)0.75380.29670.25680.3粘度y(s*g/cm2)0.01040.0110.01080.0107比阻抗值f(cm/g)2.47E+091.14E+091.08E+091.2犯+09pH值6.87.26.86.2该试验数据提示，在没有对污水污泥进行调节前，污泥比阻抗是很高的，全都超过1.0x109Cm/g，属于难脱水的污泥。尤其是生活污水污泥，比阻抗达2.47x109c迈/g，不经调理是很难脱水的。表面活性剂类中不同品种的过滤效果对比在本研究试验中，选择了羧酸盐类(RCOOM，下面简称BH-1)、磺酸盐类(RS03M，下面简称BH-2)、季铵盐类(十二烷基二甲基节基氯化铵，下面简称BH-3)、聚乙二醇类(给出具体物质，下面简称朋-4)、季铵盐类(专利号为200610047281.1发明专利中的季铵型阳离子聚合物，它是甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵化后的单体和丙烯酰胺单体的共聚物，下面简称(BH-5)五种不同结构的表面活性剂进行对比试验。投放量重量比为污泥固含物的1.9%。典型试验结果如表2。表2表面活性剂类中不同品种的过滤效果对比<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>从试验结果可知，磺酸盐类(BH-2)与季铵盐类(BH-3)的过滤效果较好，从比阻抗值的对比来看，磺酸盐类(BH-2)比季铵盐类(BH-3)的过滤效果还要略好些，但是，从滤布截留下来的泥饼含固率来看，季铵盐类(BH-3)比磺酸盐类(BH-2)要好很多。因为过滤的最终目的是要看泥饼含水率的，所以，可确定在试验的四类表面活性剂中，以季铵盐类(BH-3)的污泥脱水性能最好。本发明人选择了羧酸盐类、磺酸盐类、季铵盐类、聚乙二醇类中的不同物质、不同百分比含量和不同试验条件进行了上述试验，试验结果均为十二烷基二甲基苄基氯化铵(BH-3)的泥饼含固率最高，其比阻抗值相对来说也是较低的，说明其脱水性能最好。关于其试验数据，本发明人不再一一列出。表面活性剂类添加剂不同投放量的过滤效果不同添加剂投放量的过滤效果是不同的，对于筛选出来的添加剂还要对其最佳投放量进行试验。根据研究及经验，本发明为表面活性剂BH-3设定了从重量比为污泥固含物0.5%到3%共6个投放量档次。其典型试验数据如表3。表3表面活性剂BH-3不同投放量的过滤效果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>本发明人在1%到2.5%之间以0.01%为间隔进行反复试验。经试验表明，当投放量小于1.42%时，污泥的比阻抗值为6.352，污泥含固率为0.1788，随着投放量的减少，污泥比阻抗值大幅度增加，污泥的含固率大幅度减小；投放量在1.97%时，污泥比阻抗值为6.1862，达到最小，污泥含固率为0.1821，随着投放量的增加，污泥比阻抗值反而增加；投放量在2.07%时，污泥的比阻抗值为6.2236，污泥含固率为0.1898，污泥含固率达到最大，随着投放量的增加，污泥含固率反而减少。以性价比的角度考虑，BH-3的投放量重量比应为污泥固含物的1.42%2.07%。本发明人选择不同的试验条件，其试验结果同上。关于其试验数据，本发明人不再一一列出。下面所有的试验条件为对于同种污泥等压力(500g/cm2)、等过滤面积(78.54cm2)、等原污泥量(50ml)、原污泥等含水率、等絮凝剂量、等搅拌条件、等过滤时间(30分钟)，以各滤出的滤液体积进行评判优劣。显然滤出滤液越多，其过滤性能就越优胜。特别说明的除外。滤布的纱型及织造结构对过滤性能有很大影响。滤布的纱型基本上分为定长纤维、复缕、单缕三种，各种纱型对过滤性能的影响如表4。表4各种纱型对过滤性能的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>滤布的织造结构基本上分为平纹、斜纹和缎纹三种，各种织造结构与过滤操作的关系见表5。表5织造结构与过滤操作的关系<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>我们用锦纶/缎织/单缕、涤纶/缎织/单缕、丙纶/缎织/单缕三种滤布，并各按150目(滤布孔径0.106mm)、300目(滤布孔径0.048mm)、500目(滤布孔径0.025mti)的渗孔密度共9种情况进行试验。试验方法是测量这些滤布在完全等同条件下滤出滤液的体积。以下滤液体积分9个档次，从1到9滤液体积逐增，l表示滤出滤液体积最少，9表示滤出滤液体积最多。试验数据见表6.表6不同滤布等条件下滤出滤液体积对比<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>从表6的试验数据可以看出，丙纶/缎织/单缕与锦纶/缎织/单缕的过滤性能基本相同，比涤纶/缎织/单缕优，而150目与300目差别不大，500目时过滤性能降低。因为丙纶比锦纶便宜，150目又比300目便宜，所以，可以初步确定滤布采用丙纟仑/缎织/单缕/150目规格。板框压滤机污泥进泥口辅助设施的改良使用普通的板框压滤机，泥饼的含水率在65%左右，泥饼已呈固态，且形状完整。为分析压滤压力对滤板的影响，我们进行了如下试验试验方法将污泥压滤后的脱水泥饼按九宫格分为九个部位，如表7。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>分别对泥饼的八个部位取样检测泥饼的含水率(中间格是进泥管孔)。列10次试验结果如表8:表8普通板框压滤泥饼各部位含水率(单位重量百分比％)<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>从上表分析可得普通板框压滤泥饼各部位含水率极不均匀，且无规律。水分低的，低至62.3%，高的，高达79.7%。含水率不均匀导致滤板受力不均匀。本来，滤板的两面在受力均匀时，受到的仅是垂直正向压力，很多材质都能承受，但在泥饼含水率不均匀时，滤板承受的是作用在不同部位的剪切力，这是破坏性的，这也是高压力时产生"爆板"现象的主要原因。泥饼含水率的不均匀，是因为污泥在滤板滤腔中分布不均匀引起的，污泥分布多的部位，泥饼含水率低，滤板承受的压力大。污泥分布少的部位，泥饼含水率高，滤板承受的压力小。由此可知，要提高板框压滤的工作压力，必须解决污泥在滤板滤腔里的均匀分布问题。板框压滤机已采用污泥螺旋分配器、滤腔底部的凸起粒子沿中心孔螺旋分布的滤板、滤孔为梯形孔的滤布。试验数据如表9表9改良了污泥压滤装置后的滤饼各部位含水率(单位重量百分比％)<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>数据表明，改良了污泥注入装置与滤板后，污泥压滤泥饼各部位含水率的均匀度大大提高，泥饼的平均含水率也由70%左右降到了65%左右，污泥压滤脱水效率提高了5个百分点。不同过滤压力施加方式的过滤效果我们选择西班牙进口的TEFSA-PEH型压滤机，设计了六种过滤压力施加方式来进行试验。取含水重量比为80%的城市生活污水污泥，加水调制至90%。添加剂为重量比为污泥固含物的1.5%的十二垸基二甲基节基氯化铵表面活性剂；添加量重量比为污泥固含物的8%的聚丙烯酰胺和聚合氯化铝絮凝剂，聚丙烯酰胺的重量比为絮凝剂的5%;添加量重量比为污泥固含物8%的食用燕采摘后的培养基助剂。添加絮凝剂时，先加聚合氯化铝，32.0转/分快搅2分钟，10.0转/分慢搅3分钟，调污水污泥的pH值为68;再加聚丙烯酰胺，32.0转/分快搅3分钟，10.0转/分慢搅7分钟。板框压滤机已采用污泥螺旋分配器、滤腔底部的凸起粒子沿中心孔螺旋分布的滤板、滤孔为梯形孔的滤布。方式(1)恒压式以0.4MPa压力进料，以1.2MPa压力保压过滤；方式(2)恒压式以0.4MPa压力进料，以1.35MPa压力保压过滤；方式(3)恒压式以0.4MPa压力进料，以1.5MPa压力保压过滤；方式(4)递进式以0.4MPa压力进料后，以O.1MPa压力为间隔，逐级升至1.6MPa;方式(5)递进式以0.2MPa压力进料，以0.2MPa压力为间隔，逐级升至L6MPa保压；方式(6)递进式以0.4MPa压力进料后，以0.3MPa压力为间隔，逐步升至1.6MPa;该试验直接以过滤泥饼的含水率作为过滤性能的评判标准，试验结果如表10。表IO不同过滤压力施加方式的过滤效果<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>试验结果表明，过滤压力施加方式以方式4泥饼含水率最低，但是过滤操作耗时要3.5小时，用时较长；方式5的过滤泥饼含水率虽次之，也在55%以内，用时却最少。从企业成本等各方面优化角度考虑，过滤压力施加方式以方式5为最好。递进式过滤压力施加方式，可以使泥饼的阻力不致急速增加，因此过滤效果会0本发明A^t添加剂采用了不同的配比，其试验结果均为方式5最好。本发明中滤布的滤孔也可为圆锥形孔或其它锥形孔。权利要求1.一种用于污泥脱水的表面活性剂，所述的表面活性剂为季铵盐阳离子表面活性剂，其特征在于季铵盐阳离子表面活性剂的添加量重量比为污泥固含物的1.42％～2.07％。2、根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水的表面活性剂，其特征在于季铵盐阳离子表面活性剂为十二垸基二甲基苄基氯化铵，其结构式为3、根据权利要求2所述的一种用于污泥脱水的表面活性剂，其特征在于十二垸基二甲基苄基氯化铵的添加量重量比为污泥固含物的1.97%。4、一种使用如权利要求1至3任意项所述的表面活性剂的污泥脱水的方法，其特征在于1)添加季铵盐阳离子表面活性剂时，搅拌反应时间为5-12分钟；2)用板框压滤机压滤脱水，污泥注入压力递进式增加，即将调制完成的污水污泥以一定进泥压力注入压滤机时，过滤开始，此时即有滤液排出，注满时，滤液排出流量为v1;随着过滤时间增加，滤液排出流量逐渐减少，当滤液排出流量低于1/2V,时，将污泥注入压力提高一个档次，此时滤液排出流量会增大到V2;又当滤液排出流量低于1/2V2时，再将污泥注入压力提高一个档次，以此方式递增至设定压力，递增至设定压力时停止进料并保压，然后再隔膜挤压。5、根据权利要求4所述的一种污泥脱水的方法，其特征在于进泥压力为0.2MPa，过滤压力每提高一个档次提高0.2MPa，逐级升至1.6MPa时停止进料并保压10分钟，再以2.5MPa压力进行隔膜挤压20分钟。6、根据权利要求4所述的一种污泥脱水的方法，其特征在于污泥脱水中，板框压滤机的滤布采用单缕的丙纶纤维缎织而成，丙纶纤维的截面形状为方梯形；方梯形截面纤维编织滤布的滤孔为锥形孔，出滤液一侧的孔径为0.058mm，进滤液一侧的孔径为0.106mra，滤布进滤液一侧的规格相当于150目。7、根据权利要求5所述的一种污泥脱水的方法，其特征在于污泥脱水中，板框压滤机的污泥分配器的一个端面上沿径向方向设有将污泥导入滤板滤腔的导流槽；导流槽为螺旋状。8、根据权利要求7所述的一种污泥脱水的方法，其特征在于污泥脱水中，板框压滤机的滤板为15%的聚丙烯玻纤复合增强材料一次成型而成；在滤板的正反两面设有滤腔，在滤腔的底面密布有凸起粒子，凸起粒子沿滤板中心通孔向外呈螺旋状辐射均匀分布。全文摘要一种用于污泥脱水的表面活性剂，十二烷基二甲基苄基氯化铵的添加量重量比为污泥固含物的1.42％～2.07％；其优点是添加表面活性剂后污泥比阻抗值低、脱水后滤饼的含固率高。一种使用表面活性剂的污泥脱水的方法，用板框压滤机压滤脱水，污泥注入压力递进式增加，即将调制完成的污水污泥以一定进泥压力注入压滤机，注满时，滤液排出流量为V₁；当滤液排出流量低于1/2V₁时，将污泥注入压力提高一个档次，此时滤液排出流量会增大到V₂；又当滤液排出流量低于1/2V2时，再将污泥注入压力提高一个档次，以此方式递增至设定压力，递增至设定压力时停止进料并保压，然后再隔膜挤压；其优点是过滤时泥饼的密致度均匀增加，过滤阻力小。文档编号C02F11/14GK101367599SQ200810198538公开日2009年2月18日申请日期2008年9月17日优先权日2008年9月17日发明者任延杰,古耀坤申请人:广州绿由工业弃置废物回收处理有限公司