一种污泥深度脱水复合调理剂及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种污泥深度脱水复合调理剂及其应用，该调理剂由以下重量份的组分组成：表面活性剂：0.05-2.0；亚铁盐：2.5-10.0；过硫酸盐：3.0-12；骨架构建体：5.0-30.0；向待处理污泥中投加表面活性剂，搅拌混匀，其中表面活性剂投加量为污泥干重的0.05-2.0％；继续投加亚铁盐和过硫酸盐，搅拌混匀，发生氧化反应，其中亚铁盐投加量为污泥干重的2.5-10.0％，过硫酸盐投加量为污泥干重的3.0-12％；向上述污泥中投加骨架构建体，搅拌混匀，其中骨架构建体投加量为污泥干重的5.0-30.0％。与现有技术相比，本发明的复合调理剂能有效破坏污泥中胞外多聚物和微生物细胞，释放出细胞内部水及EPS结合水，并能降低有机质的可压缩性，可以大幅度提高污泥脱水性能。
【专利说明】一种污泥深度脱水复合调理剂及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种污泥调理剂及其应用，尤其是涉及一种污泥深度脱水复合调理剂及其应用。
【背景技术】
[0002]随着我国对水处理投入的不断提高，污废水处理量逐年增加，作为生物法处理副产物的污泥产生量亦不断上升。通常污泥的含水率高达99%以上，导致污泥体积巨大，流动性强，难以运输储存；在进行污泥的后续处置前，通常需要对其进行调理和脱水。
[0003]由于污泥中有机物含量高、颗粒细小、亲水性强、比表面积大、强胶体结构的特性导致了污泥脱水困难，污泥脱水往往成为污泥处理处置技术的瓶颈问题。污泥脱水困难与污泥中水的存在形式有很大关系。研究表明，污泥中所含水分大致可分为自由水、毛细水、附着水和颗粒内部水。其中自由水占总水分的比例大约为70%;毛细水约占总水分的20%;附着水和微生物颗粒体内的内部水，这两者约占总水分的10%。自由水占污泥水分的绝大部分，通过浓缩方式或者施加很小的机械力很容易地去除；而毛细水、附着水和颗粒内部水三种水分因为与污泥颗粒之间存在不同形式的作用，因此不容易脱除。
[0004]同时，污泥絮体表面的胞外聚合物是污泥脱水困难的另一大症结。胞外聚合物EPS由多糖、蛋白质、核酸等聚合物高分子物质组成，这些聚合物可以产生粘性力，形成三维的、类似凝胶的、高度水化的带电絮体基质，表现出的高度水合作用而对污泥脱水不利。此外，污泥在高压的作用下容易压缩变形，在过滤的后期会堵塞滤饼的孔隙，阻塞了水的过滤通道，导致目前机械脱水效率较低。
[0005]综上所述，破坏污泥中EPS的污泥絮体亲水性结构，改变污泥中结合水的存在状态，提高污泥脱水程度，以`及解决污泥中大量有机物的可压缩性问题是进一步提高污泥脱水效率的突破口。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种污泥深度脱水复合调理剂及其应用，该复合调理剂能有效破坏污泥中胞外多聚物和微生物细胞，释放出细胞内部水及EPS结合水，并能降低有机质的可压缩性，可以大幅度提高污泥脱水性能。
[0007]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0008]一种污泥深度脱水复合调理剂，该调理剂由以下重量份的组分组成:
[0009]表面活性剂:0.05-2.0 ；
[0010]亚铁盐:2.5-10.0;
[0011]过硫酸盐:3.0-12;
[0012]骨架构建体:5.0-30.0。
[0013]所述的表面活性剂为季铵盐表面活性剂或非离子型表面活性剂。
[0014]所述的表面活性剂选自十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、四甲基溴化铵、辛基酚聚氧乙烯醚或烷基糖苷中的一种或几种。
[0015]所述的亚铁盐选自FeS04、FeCl2或Fe (NO3)2中的一种或几种。
[0016]所述的过硫酸盐选自K2S208、(NH4) 2S208或Na2S2O8中的一种或几种。
[0017]所述的骨架构建体为粉末状，选自硅藻土、膨润土或累托石中的一种或几种。
[0018]一种污泥深度脱水复合调理剂的应用，所述的污泥深度脱水复合调理剂用于污泥深度脱水，包括以下步骤:
[0019](I)向待处理污泥中投加表面活性剂，搅拌混匀，其中表面活性剂投加量为污泥干重的 0.05-2.0% ；
[0020](2)继续投加亚铁盐和过硫酸盐，搅拌混匀，发生氧化反应，其中亚铁盐投加量为污泥干重的2.5-10.0%，过硫酸盐投加量为污泥干重的3.0-12%，且亚铁盐与过硫酸盐的摩尔比为1.15: I~L 30: I ；
[0021](3)向上述污泥中投加骨架构建体，搅拌混匀，其中骨架构建体投加量为污泥干重的 5.0-30.0%。
[0022]所述的待处理污泥为含水率95%以上的活性污泥或消化污泥。
[0023]与现有技术相比，本发明的污泥深度脱水复合调理剂通过表面活性剂、亚铁盐-过硫酸盐与骨架构建体 的协同作用，能有效破坏污泥中的胞外多聚物及微生物细胞，释放其中的结合水和胞内水，提高污泥的脱水程度，并能提高污泥的可压缩性，即可提高污泥的过滤性能。其中，表面活性剂对污泥絮体中EPS的增溶作用，可以分散污泥絮体，破坏絮体结构，并能提高后续氧化反应对污泥絮体的有效作用；亚铁盐-过硫酸盐体系的高级氧化作用有效破坏了 EPS和污泥微生物细胞，是污泥中的结合水和胞内水转化成自由水；骨架构建体利用物理调理剂，在污泥中形成坚硬网格骨架，即使在高压作用下仍然保持多孔结构，有效地解决了污泥中有机质可压缩性问题，改善了污泥的脱水性能。
【具体实施方式】
[0024]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0025]实施例1
[0026]一种污泥深度脱水复合调理剂，包括质量比为0.7的硫酸亚铁和过硫酸钾，表面活性剂为十六烷基三甲基氯化铵，骨架构建体为膨润土(细度为200目筛余小于15% )。
[0027]该污泥脱水复合调理剂的应用方法如下:
[0028]取某城市污水处理厂的剩余污泥，含水率为97.0 %，污泥浓度为34.5g / L，向污泥投加如上药剂，投加步骤为:
[0029]向含水率为97.0%的剩余污泥中加入十六烷基三甲基氯化铵溶液(浓度为20% )，十六烷基三甲基氯化铵的投加量为污泥干基的0.5%;并搅拌5分钟，使得表面活性剂与污泥充分混合；
[0030]向含有表面活性剂的污泥中投加FeSO4(浓度为40% )，FeSO4的投加量为污泥干基的2.5%，搅拌I分钟，使得FeSO4与污泥充分混合；
[0031]污泥中加入K2S2O8(浓度为20% ), K2S2O8的投加量为污泥干基的3.6%，并搅拌5分钟，使得FeSO4与K2S2O8与污泥充分混合，并发生氧化反应；[0032]向污泥中投加污泥干基25%的膨润土，搅拌混合至均匀。
[0033]经以上调理后的污泥，相较于未调理的原污泥，调理后污泥的比阻降低了 91.5%。
[0034]经以上预处理后的污泥进行板框压滤脱水后，所得的泥饼含水率为60%左右。
[0035]实施例2
[0036]一种污泥深度脱水复合调理剂，该调理剂由以下重量份的组分组成:
[0037]表面活性剂:十六烷基三甲基溴化铵I;
[0038]亚铁盐:FeS042.5 ；
[0039]过硫酸盐:K2S2083.0 ；
[0040]骨架构建体:粉末状硅藻土(细度为200目筛余小于15% )5.0 ;
[0041]一种污泥深度脱水复合调理剂的应用，污泥深度脱水复合调理剂用于污泥深度脱水，包括以下步骤:
[0042](I)向含水率为96.5%的待处理污泥(消化污泥)中投加表面活性剂，搅拌混匀，其中表面活性剂投加量为污泥干重的1% ；
[0043](2)继续投加亚铁盐和过硫酸盐，搅拌混匀，发生氧化反应，其中亚铁盐投加量为污泥干重的2.5%，过硫酸盐投加量为污泥干重的3.0% ；
[0044](3)向上述污泥中 投加骨架构建体，搅拌混匀，其中骨架构建体投加量为污泥干重的 5.0%。
[0045]处理后的污泥，相较于未调理的原污泥，调理后污泥的比阻降低了 90.2%。处理后的污泥进行板框压滤脱水后，所得的泥饼含水率为65%左右。
[0046]实施例3
[0047]一种污泥深度脱水复合调理剂，该调理剂由以下重量份的组分组成:
[0048]表面活性剂:烷基糖苷0.05 ；
[0049]亚铁盐:FeCl23.35 ；
[0050]过硫酸盐:(NH4) 2S2086;
[0051]骨架构建体:粉末状膨润土(细度为200目筛余小于15% ) 15.0 ;
[0052]一种污泥深度脱水复合调理剂的应用，污泥深度脱水复合调理剂用于污泥深度脱水，包括以下步骤:
[0053](I)向含水率为97.5%的待处理污泥中投加表面活性剂，搅拌混匀，其中表面活性剂投加量为污泥干重的0.05% ；
[0054](2)继续投加亚铁盐和过硫酸盐，搅拌混匀，发生氧化反应，其中亚铁盐投加量为污泥干重的3.35%，过硫酸盐投加量为污泥干重的6% ；
[0055](3)向上述污泥中投加骨架构建体，搅拌混匀，其中骨架构建体投加量为污泥干重的 15.0%。
[0056]处理后的污泥，相较于未调理的原污泥，调理后污泥的比阻降低了 93.5%。处理后的污泥进行板框压滤脱水后，所得的泥饼含水率为55%左右。
[0057]实施例4
[0058]一种污泥深度脱水复合调理剂，该调理剂由以下重量份的组分组成:
[0059]表面活性剂:十二烷基三甲基溴化铵2.0 ;
[0060]亚铁盐:Fe (NO3) 29.0 ；[0061]过硫酸盐:Na2S20812 ;
[0062]骨架构建体:粉末状累托石(细度为200目筛余小于15% )30.0 ;
[0063]一种污泥深度脱水复合调理剂的应用，污泥深度脱水复合调理剂用于污泥深度脱水，包括以下步骤:
[0064](1)向含水率为98.0%的待处理污泥中投加表面活性剂，搅拌混匀，其中表面活性剂投加量为污泥干重的2.0% ;
[0065](2)继续投加亚铁盐和过硫酸盐，搅拌混匀，发生氧化反应，其中亚铁盐投加量为污泥干重的9.0 %，过硫酸盐投加量为污泥干重的12% ；
[0066](3)向上述污泥中投加骨架构建体，搅拌混匀，其中骨架构建体投加量为污泥干重的 30.0%。
[0067]处理后的污泥，相较于未调理的原污泥，调理后污泥的比阻降低了 92.5%。处理后的污泥进行板框压滤脱水后，所得的泥饼含水率为51 %左右。
【权利要求】
1.一种污泥深度脱水复合调理剂，其特征在于，该调理剂由以下重量份的组分组成: 表面活性剂:0.05-2.0 ； 亚铁盐:2.5-10.0 ； 过硫酸盐: 3.0-12 ； 骨架构建体:5.0-30.0。
2.根据权利要求1所述的一种污泥深度脱水复合调理剂，其特征在于，所述的表面活性剂为季铵盐表面活性剂或非离子型表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的一种污泥深度脱水复合调理剂，其特征在于，所述的表面活性剂选自十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、四甲基溴化铵、辛基酚聚氧乙烯醚或烷基糖苷中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种污泥深度脱水复合调理剂，其特征在于，所述的亚铁盐选自FeS04、FeCl2或Fe (NO3)2中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种污泥深度脱水复合调理剂，其特征在于，所述的过硫酸盐选自K2S208、(NH4)2S2O8或Na2S2O8中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种污泥深度脱水复合调理剂，其特征在于，所述的骨架构建体为粉末状，选自硅藻土、膨润土或累托石中的一种或几种。
7.—种如权利要求1~6任一所述的污泥深度脱水复合调理剂的应用，其特征在于，所述的污泥深度脱水复合调理·剂用于污泥深度脱水，包括以下步骤: (1)向待处理污泥中投加表面活性剂，搅拌混匀，其中表面活性剂投加量为污泥干重的0.05-2.0% ； (2)继续投加亚铁盐和过硫酸盐，搅拌混匀，发生氧化反应，其中亚铁盐投加量为污泥干重的2.5-10.0%，过硫酸盐投加量为污泥干重的3.0-12%，且亚铁盐与过硫酸盐的摩尔比为 1.15: I ~1.30: I ； (3)向上述污泥中投加骨架构建体，搅拌混匀，其中骨架构建体投加量为污泥干重的5.0-30.0%。
8.根据权利要求7所述的一种污泥深度脱水复合调理剂的应用，其特征在于，所述的待处理污泥为含水率95%以上的活性污泥或消化污泥。
【文档编号】C02F11/14GK103819072SQ201410069338
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月27日 优先权日:2014年2月27日
【发明者】陈秀荣, 江子建, 赵建国, 闫龙, 鲍征, 何怡萱, 王璐 申请人:华东理工大学