本发明属于污泥处理领域，具体涉及一种复合污泥脱水剂的制备及其应用。
背景技术：
污泥是指污水处理过程中所产生的固态、半固态及液态的废弃物，其成分复杂，是由污水中的悬浮物、微生物、微生物所吸附的有机物以及微生物代谢活动产物所形成的聚集体。。随着工业的发展和城市化进程的加快以及国内污水处理事业的发展，城市污泥是城市污水处理厂不可避免的产物，污水厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，产生的污泥量也日益增加。据估算，目前中国城市污水处理厂污泥年产量已超过3000万吨。污泥处理处置是解决城市水污染问题非常重要的一个系统，污泥处理处置是污水处理得以最终实施的保障，在经济发达国家，污泥处置时极其重要的环节，其投资占污水处理厂总投资的50％-70％。
对城市污水处理厂污泥进行土壤化是实现资源节约型、环境友好型的重要手段。城市污水处理厂中污泥经压滤机压滤后污泥含水率仍有80％-90％，含水率难以快速降低，污泥体积非常庞大，阻碍其后续处理且增加运输费用，影响土地利用。目前比较常用的污泥脱水剂有聚丙烯酰胺、铁盐、铝盐、熟石灰等，这些脱水剂用于污泥脱水时用量消耗大，且作用效果并不是非常突出，故急需一种新型有效的污泥脱水剂。
技术实现要素：
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种复合污泥脱水剂，该复合污泥脱水剂可有有效地降低污泥的含水率，降低污泥体积。
本发明还提供了一种复合污泥脱水剂的制备及其应用。
技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种复合污泥脱水剂，主要由以下重量份的原料所制成：有机高分子材料2-5份、黏土矿物10-15份、磷酸盐类30-45份、金属氧化物25-35份、工业副产品5-10份。
其中，所述有机高分子材料为阳离子聚丙烯酰胺或聚二甲基二烯丙基氯化铵。
所述黏土矿物为海泡石、沸石、膨润土或高岭土中的一种或多种。
所述磷酸盐类为过磷酸钙、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或磷酸二氢铵中的中的一种或多种。
所述金属氧化物为氧化钙或氧化镁。
所述工业副产品为粉煤灰、石灰、飞灰或赤泥中的一种或多种。
本发明所述的复合污泥脱水剂的制备方法，包括如下步骤：将有机高分子材料、粘土矿物、磷酸盐类、金属氧化物、工业副产品按配比进行混合，于70℃-100℃下干燥30min-60min，即得污泥脱水剂，密封保存待用。
本发明所述的复合污泥脱水剂在降低污泥的含水率中应用。
所述应用包括如下步骤：
(1)向污水处理厂的污泥中投加复合污泥脱水剂，充分搅拌，混合均匀，得到混凝污泥；
(2)将混凝污泥利用压滤工艺进行脱水。
其中，步骤(1)所述投加复合污泥脱水剂占污泥质量比为7-10％。
本发明中有机高分子材料选用阳离子聚丙烯酰胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵，利用高分子结构的桥联作用，连接更多的聚合物，发挥“电中和”和“架桥作用”，作用时用量少，效率高，且无毒副作用；
黏土矿物选用海泡石、沸石、膨润土和高岭土，以增强污泥的分散稳定性；
磷酸盐类选用过磷酸钙、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和磷酸二氢铵，以中和污泥表面电荷，使其更易被压滤；
金属氧化物选用氧化钙和氧化镁，以改善污泥的酸性环境，利于后续的污泥脱水；
工业副产品选用粉煤灰、石灰、飞灰和赤泥，利用这些廉价易得的工业副产品，变废为宝，用于污泥的脱水中；它们比表面积较大，吸附性较强，可起到电性中和和吸附架桥的作用，破坏污泥胶体颗粒的稳定，改善污泥的脱水性能。
有益效果:与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明的复合污泥脱水剂通过各成分的复合配比，有机高分子材料用量少，大大降低对污泥土壤环境的影响，能有效降低污泥的含水率，并且总体用量也少，效果快，经处理后的污泥含水率可降至40％-45％，降低污泥体积；另外，本发明中复合脱水剂制备方法简单、材料易得，成本低廉，污泥脱水效果稳定，对环境影响小，在污泥处理方面具有良好的市场前景。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将阳离子聚丙烯酰胺2份、膨润土和沸石的混合物15份、过磷酸钙40份、氧化镁33份、粉煤灰和石灰10份，进行混合，于100℃下干燥30min，将得到的污泥脱水剂密封保存待用。
实施例2
将聚二甲基二烯丙基氯化铵3份、高岭土10份、磷酸二氢钠40份、氧化钙35份、飞灰和赤泥混合物5份，进行混合，于70℃下干燥60min，将得到的污泥脱水剂密封保存待用。
实施例3
将阳离子聚丙烯酰胺5份、海泡石12份、磷酸二氢铵35份、氧化镁25份、粉煤灰8份，进行混合，于80℃下干燥50min，将得到的污泥脱水剂密封保存待用。
实施例4
将阳离子聚丙烯酰胺5份、膨润土和沸石的混合物15份、过磷酸钙38份、氧化镁32份、粉煤灰和石灰混合物10份，进行混合，于100℃下干燥50min，将得到的污泥脱水剂密封保存待用。
实施例5
向污水处理厂的污泥中投加实施例1至4任意一种制备的复合污泥脱水剂，投加复合污泥脱水剂占污泥质量比为7-10％，充分搅拌，混合均匀，处理2-3d，得到混凝污泥，将混凝污泥利用压滤工艺进行脱水。
试验例1
从南京市某污水处理厂浓缩池中采取污泥，检测原始的污泥含水率为98％，采用实施例5的方法选用实施例1至4制备的复合污泥脱水剂以及对比例1，对污泥进行脱水，分析脱水情况，结果见表1。
对比例1为市售的污泥脱水剂，(例如聚丙烯酰胺污泥脱水剂)。
表1
由表1可知，采用本发明实施例1-4制备的污泥脱水剂，与对比例相比能有效降低污泥的含水率，经处理后的污泥含水率可降至40％-45％，降低污泥体积，并且污泥脱水时用量消耗小，处理时间短，且作用效果突出，同时现有的市售脱水剂一般都是有机高分子且含量大，对污泥土壤环境的污染大。