本发明涉及城镇生活污泥和工业污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥脱水调理剂及其使用方法。
背景技术：
城镇生活污水和工业污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制。一般来说，采用机械脱水可以获得20～30％的含固率，所形成的污泥也被称为泥饼。泥饼的含水率仍然较高，具有流体性质，其处置难度和成本仍然较高，处置不当，容易腐败发臭，造成二次污染。
目前，我国污泥脱水调理方法所使用的调理剂主要包括以下四种：添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的调理剂、添加三氯化铁和聚丙烯酰胺的调理剂、添加聚合氯化铝和石灰的调理剂、添加三氯化铁和石灰的调理剂。然而，采用添加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的调理剂调理污泥，调理后的污泥脱水率在60％以上，脱水效果并不好，导致污泥外运处置成本较高。采用添加三氯化铁和聚丙烯酰胺的调理剂调理污泥，得到的压滤液的ph值很低，普遍在2～3.5之间，对设备腐蚀严重，同时，还需要投入大量的碱来进行中和处理，成本较高。而采用添加聚合氯化铝和石灰的调理剂或者是添加三氯化铁和石灰的调理剂进行调理，处理后的干污泥增加量较大，同时，会使得压滤机的滤板和出水管道形成大量的石灰结垢，结垢后的滤板和管道非常难处理，因而，设备的维修费用和污泥的外运处置成本较高。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种污泥脱水调理剂及其使用方法，采用本发明提供的污泥脱水调理剂调理污泥，处理后的污泥含水率较低，压滤液的ph值呈弱酸性，干污泥增加量较少。
本发明提供了一种污泥脱水调理剂，按重量份数计包括：
聚合氯化铝溶液6～7份；
氯化铁溶液2～4份；
磷酸二氢钾0.01～0.02份。
优选的，所述聚合氯化铝溶液中氧化铝的含量为9.8～10.2wt％。
优选的，所述氯化铁溶液中氧化铁的含量为9.8～10.2wt％。
优选的，所述磷酸二氢钾的纯度≥99％。
本发明还提供了一种上文所述污泥脱水调理剂的使用方法，包括：
将污泥与污泥脱水调理剂混匀后，得到的沉淀污泥进行压滤，得到脱水污泥。
优选的，所述污泥的含水率为88％～95％；
所述污泥与所述污泥脱水调理剂的质量比为100：1.0～3.6。
优选的，所述混匀在搅拌的条件下进行。
优选的，所述混匀的温度为10～40℃；所述混匀的时间为10～35min。
优选的，将污泥与污泥脱水调理剂混匀后，还包括过滤；
所述过滤的压力为0.6～1.0mpa，所述过滤的时间为30～90min。
优选的，所述压滤的压力为1.5～2.0mpa，所述压滤的时间为30～90min。
本发明提供了一种污泥脱水调理剂，按重量份数计包括：
聚合氯化铝溶液6～7份；
氯化铁溶液2～4份；
磷酸二氢钾0.01～0.02份。
本发明公开的污泥脱水调理剂中，氯化铁溶液中的铁离子以氧化铁的形式存在，聚合氯化铝溶液中的铝离子以氧化铝的形式存在。所述污泥脱水调理剂与含水污泥混合时，聚合氯化铝溶液稀释，水解后生成氢氧化铝沉淀，开始进行絮凝和沉降。氯化铁溶液稀释，水解后生成氢氧化铁沉淀，有极强的凝聚力，且形成的矾花密实，絮凝性能优良，沉降速度高于铝盐系列絮凝剂。本发明公开的污泥脱水调理剂中，还添加了磷酸二氢钾，磷酸二氢钾避免了聚合氯化铝溶液和氯化铁溶液混合复配过程中发生凝胶，使得氯化铁在污泥调理过程中起到更佳的絮凝作用。因此，对于污泥的有效脱水起着关键性的作用。同时，磷酸二氢钾的缓冲作用，可以缓解氯化铁的强腐蚀作用，降低了对设备的损害，得到的压滤液的ph值呈弱酸性，更容易处理。本发明通过控制聚合氯化铝溶液、氯化铁溶液以及磷酸二氢钾的含量，可以有效脱除污泥中的水分，使脱水后的污泥含水率较低，同时，压滤液的ph值呈弱酸性，干污泥增加量较少。
实验结果表明，采用本发明提供的污泥脱水调理剂调理污泥，得到的污泥含水率在48～58.5％之间，压滤液的ph值在6.0～6.5之间，干污泥增加量小于1.5％。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种污泥脱水调理剂，按重量份数计包括：
聚合氯化铝溶液6～7份；
氯化铁溶液2～4份；
磷酸二氢钾0.01～0.02份。
本发明提供的污泥脱水调理剂包括聚合氯化铝溶液。本发明对所述聚合氯化铝溶液的配制方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的溶液的配制方法即可。本发明优选为：将聚合氯化铝与水混合，得到聚合氯化铝溶液。所述聚合氯化铝溶液的重量份数为6～7份。在本发明的某些实施例中，所述聚合氯化铝溶液的重量份数为6.9895份。在本发明中，聚合氯化铝溶液中的铝离子以氧化铝的形式存在，所述聚合氯化铝溶液中氧化铝的含量优选为9.8～10.2wt％。在本发明的某些实施例中，所述聚合氯化铝溶液中氧化铝的含量为10wt％。所述污泥脱水调理剂与含水污泥混合时，聚合氯化铝溶液稀释，水解后生成氢氧化铝沉淀，开始进行絮凝和沉降。
本发明提供的污泥脱水调理剂包括氯化铁溶液。本发明对所述氯化铁溶液的配制方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的溶液的配制方法即可。本发明优选为：将氯化铁与水混合，得到氯化铁溶液。所述氯化铁溶液的重量份数为2～4份。在本发明的某些实施例中，所述氯化铁溶液的重量份数为2.9955份。在本发明中，氯化铁溶液中的铁离子以氧化铁的形式存在，所述氯化铁溶液中氧化铁的含量优选为9.8～10.2wt％。在本发明的某些实施例中，所述氯化铁溶液中氧化铁的含量为10wt％。所述污泥脱水调理剂与含水污泥混合时，氯化铁溶液稀释，水解后生成氢氧化铁沉淀，有极强的凝聚力，且形成的矾花密实，絮凝性能优良，沉降速度高于铝盐系列絮凝剂。
本发明提供的污泥脱水调理剂还包括磷酸二氢钾。所述磷酸二氢钾的重量份数为0.01～0.02份。在本发明的某些实施例中，所述磷酸二氢钾的重量份数为0.015份。在本发明中，所述磷酸二氢钾的纯度优选≥99％。所述磷酸二氢钾的添加避免了聚合氯化铝溶液和氯化铁溶液混合复配过程中发生凝胶，使得氯化铁在污泥调理过程中起到更佳的絮凝作用。因此，对于污泥的有效脱水起着关键性的作用。同时，磷酸二氢钾的缓冲作用，可以缓解氯化铁的强腐蚀作用，降低了对设备的损害，得到的压滤液的ph值呈弱酸性，更容易处理。
本发明通过控制聚合氯化铝溶液、氯化铁溶液以及磷酸二氢钾的含量，可以有效脱除污泥中的水分，处理后的污泥含水率较低，同时，压滤液的ph值呈弱酸性，干污泥增加量较少。本发明通过进一步控制聚合氯化铝溶液中氧化铝的含量和氯化铁溶液中氧化铁的含量，对于提高上述效果有促进作用。
在本发明中，所述污泥脱水调理剂优选按照以下方法进行制备：
将聚合氯化铝溶液、氯化铁溶液和磷酸二氢钾混合，反应后得到污泥脱水调理剂。
所述原料的组分及配比同上，在此不再赘述。
所述反应的温度优选为常温。所述反应的时间优选为30～60min。在本发明的某些实施例中，所述反应的时间为45min。
本发明还提供了一种上文所述污泥脱水调理剂的使用方法，包括：
将污泥与污泥脱水调理剂混匀后，得到的沉淀污泥进行压滤，得到脱水污泥。
一般情况下，污泥含水率不同，那么污泥脱水调理剂的投加量也是不一样的。在本发明中，所述污泥的含水率优选为88％～95％。在本发明的某些实施例中，所述污泥的含水率为94％或94.5％。所述污泥与所述污泥脱水调理剂的质量比优选为100：1.0～3.6。在本发明的某些实施例中，所述污泥与所述污泥脱水调理剂的质量比为100：1.4或100：1.3。
本发明对污泥的来源并无特殊的限制，城镇生活污水和工业污水处理所产生的污泥均可以。在本发明的某些实施例中，所述污泥为深圳市南山水质净化厂的污泥或深圳市福田水质净化厂的污泥。
所述混匀优选在搅拌的条件下进行。本发明对所述搅拌的方法并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌方法即可。本发明对所述搅拌的速度并无特殊的限制，能够将所述污泥与所述污泥脱水调理剂混合均匀即可。所述混匀的温度优选为10～40℃。在本发明的某些实施例中，所述混匀的温度为常温。所述混匀的时间优选为10～35min。在本发明的某些实施例中，所述混匀的时间为30min或35min。所述污泥与污泥脱水调理剂混匀的设备优选为配有变频搅拌机的污泥调理罐。
所述污泥脱水调理剂与含水污泥混合时，聚合氯化铝溶液稀释，水解后生成氢氧化铝沉淀，开始进行絮凝。氯化铁溶液稀释，水解后生成氢氧化铁沉淀，有极强的凝聚力，且形成的矾花密实，絮凝性能优良。磷酸二氢钾的添加避免了聚合氯化铝溶液和三氯化铁溶液混合复配过程中发生凝胶，使得氯化铁在污泥调理过程中起到更佳的絮凝作用。因此，对于污泥的有效脱水起着关键性的作用。同时，磷酸二氢钾的缓冲作用，可以缓解氯化铁的强腐蚀作用，降低了对设备的损害，得到的压滤液的ph值呈弱酸性，更容易处理。因而，上述混匀的过程同时也是絮凝的过程。
将污泥与污泥脱水调理剂混匀后，本发明优选还包括过滤，得到沉淀污泥。所述过滤的压力优选为0.6～1.0mpa。在本发明的某些实施例中，所述过滤的压力为1.0mpa或0.9mpa。所述过滤的时间优选为30～90min。在本发明的某些实施例中，所述过滤的时间为35min。所述过滤的设备优选为进料过滤器。
然后，将得到的沉淀污泥进行压滤，得到脱水污泥。在本发明中，所述压滤的压力优选为1.5～2.0mpa。在本发明的某些实施例中，所述压滤的压力为1.7mpa或1.65mpa。所述压滤的时间优选为30～90min。在本发明的某些实施例中，所述压滤的时间为45min或50min。所述压滤的设备优选为隔膜压滤机。在本发明的某些实施例中，所述压滤的设备为杭州兴源环保设备有限公司生产的小型隔膜压滤机。
本发明对上述所采用的原料组分的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明提供了一种污泥脱水调理剂，按重量份数计包括：
聚合氯化铝溶液6～7份；
氯化铁溶液2～4份；
磷酸二氢钾0.01～0.02份。
本发明公开的污泥脱水调理剂中，氯化铁溶液中的铁离子以氧化铁的形式存在，聚合氯化铝溶液中的铝离子以氧化铝的形式存在。所述污泥脱水调理剂与含水污泥混合时，聚合氯化铝溶液稀释，水解后生成氢氧化铝沉淀，开始进行絮凝和沉降。氯化铁溶液稀释，水解后生成氢氧化铁沉淀，有极强的凝聚力，且形成的矾花密实，絮凝性能优良，沉降速度高于铝盐系列絮凝剂。本发明公开的污泥脱水调理剂中，还添加了磷酸二氢钾，磷酸二氢钾避免了聚合氯化铝溶液和三氯化铁溶液混合复配过程中发生凝胶，使得氯化铁在污泥调理过程中起到更佳的絮凝作用。因此，对于污泥的有效脱水起着关键性的作用。同时，磷酸二氢钾的缓冲作用，可以缓解氯化铁的强腐蚀作用，降低了对设备的损害，得到的压滤液的ph值呈弱酸性，更容易处理。本发明通过控制聚合氯化铝溶液、氯化铁溶液以及磷酸二氢钾的含量，可以有效脱除污泥中的水分，使得到的污泥含水率较低，同时，压滤液的ph值呈弱酸性，干污泥增加量较少。
实验结果表明，采用本发明提供的污泥脱水调理剂调理污泥，得到的污泥含水率在48～58.5％之间，压滤液的ph值在6.0～6.5之间，干污泥增加量小于1.5％。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种污泥脱水调理剂及其使用方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中所用的原料均为市售。
实施例1
将6.9895重量份的聚合氯化铝溶液、2.9955重量份的氯化铁溶液和0.015重量份的磷酸二氢钾混合，常温反应45min后，得到污泥脱水调理剂。其中，聚合氯化铝溶液中氧化铝的含量为10wt％，氯化铁溶液中氧化铁的含量为10wt％，磷酸二氢钾的纯度≥99％。
将含水率为94％的污泥与污泥脱水调理剂按照质量比为100：1.4搅拌混匀，所述混匀的温度为常温，所述搅拌混匀的时间为30min，所述混匀的设备为配有变频搅拌机的污泥调理罐。然后，在进料过滤器中，在压力为1.0mpa下过滤35min，得到的沉淀污泥在压力为1.7mpa下压滤45min，所述压滤的设备为杭州兴源环保设备有限公司生产的小型隔膜压滤机，得到脱水污泥。所述污泥为深圳市南山水质净化厂的污泥。
实验结果表明，得到的脱水污泥的含水率为48～58％，压滤液的ph值为6.3，干污泥增加量为1.3％。
实施例2
将6.9895重量份的聚合氯化铝溶液、2.9955重量份的氯化铁溶液和0.015重量份的磷酸二氢钾混合，常温反应45min后，得到污泥脱水调理剂。其中，聚合氯化铝溶液中氧化铝的含量为10wt％，氯化铁溶液中氧化铁的含量为10wt％，磷酸二氢钾的纯度≥99％。
将含水率为94.5％的污泥与污泥脱水调理剂按照质量比为100：1.3搅拌混匀，所述混匀的温度为常温，所述搅拌混匀的时间为35min，所述混匀的设备为配有变频搅拌机的污泥调理罐。然后，在进料过滤器中，在压力为0.9mpa下过滤35min，得到的沉淀污泥在压力为1.65mpa下压滤50min，所述压滤的设备为杭州兴源环保设备有限公司生产的小型隔膜压滤机，得到脱水污泥。所述污泥为深圳市福田水质净化厂的污泥。
实验结果表明，得到的脱水污泥的含水率为54～58.5％，压滤液的ph值为6.2，干污泥增加量为1.2％。
比较例1
将8重量份的聚合氯化铝溶液和2重量份的氯化铁溶液混合，常温反应45min后，得到污泥脱水调理剂。其中，聚合氯化铝溶液中氧化铝的含量为8wt％，氯化铁溶液中氧化铁的含量为2wt％。
将含水率为94％的污泥与污泥脱水调理剂按照质量比为100：1.4搅拌混匀，所述混匀的温度为常温，所述搅拌混匀的时间为30min，所述混匀的设备为配有变频搅拌机的污泥调理罐。然后，在进料过滤器中，在压力为1.0mpa下过滤35min，得到的沉淀污泥在压力为1.7mpa下压滤45min，所述压滤的设备为杭州兴源环保设备有限公司生产的小型隔膜压滤机，得到脱水污泥。所述污泥为深圳市南山水质净化厂的污泥。
实验结果表明，得到的脱水污泥的含水率为60～65％，压滤液的ph值为5.8，干污泥增加量为1.4％。
通过上述实施例以及比较例，可以看出，本发明采用聚合氯化铝溶液、氯化铁溶液和磷酸二氢钾作为本发明污泥脱水调理剂的组分，通过控制聚合氯化铝溶液、氯化铁溶液以及磷酸二氢钾的含量，可以有效脱除污泥中的水分，使得到的污泥含水率更低，同时，压滤液的ph值呈弱酸性，干污泥增加量更少。实验结果表明，采用本发明提供的污泥脱水调理剂调理污泥，得到的污泥含水率在48～58.5％之间，压滤液的ph值在6.0～6.5之间，干污泥增加量小于1.5％。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。