本发明涉及污泥脱水领域，尤其涉及一种污泥深度脱水的方法。
背景技术：
污水生物处理技术正日益被接受和大量应用，但是在污水生物处理技术快速发展的过程中，一个曾经被忽略而现在又被广泛关注并急切需要解决的问题就是污水生物处理过程中产生的附属产物——剩余污泥的处理处置。
剩余污泥的处理处置首先也是关键的步骤是脱水，污泥脱水的目的是将污泥含水率降低，使污泥由液态转化为固态，实现污泥的减容或减量，为污泥的运输、处置或者回收利用创造条件。目前污泥脱水主要是真空过滤脱水、离心脱水和压滤脱水等方式，脱水后污泥含固率基本小于20％，20％含固率的污泥很难直接进行处置或利用，极少数脱水方式克服了污泥脱水技术瓶颈可以把污泥含固率提高到40％以上，在这些脱水方式在脱水过程中需要用到成本相对较高的絮凝剂，使脱水成本居高不下，给厂家带来了较大的成本负担。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种污泥深度脱水的方法，以解决上述问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种污泥深度脱水的方法，包括：
步骤a，获得无机污泥深度脱水剂的过程，用于从粘土砖在烧制或使用过程中产生的不合格品或废料中获得无机污泥深度脱水剂，包括以下步骤：
步骤a1：回收粘土砖在烧制或使用过程中产生的不合格品或废料；
步骤a2：对所述不合格品或废料进行粉碎处理，获得无机污泥深度脱水剂，然后将无机污泥深度脱水剂进行装袋存放；
步骤b，污泥的预脱水过程，用于对污泥进行初步脱水，获得浓缩污泥，降低污泥的含水率，为进行深度脱水提供条件；
步骤c，无污泥的深度脱水过程，用于对污泥进行深度脱水，包括以下步骤：
步骤c1：将浓缩污泥输送到污泥絮凝罐，然后启动搅拌装置对污泥进行搅拌；
步骤c2：在对浓缩污泥进行搅拌的过程中，向絮凝罐内加入无机污泥深度脱水剂，搅拌均匀后获得混合污泥；
步骤c3：搅拌装置保持搅拌状态，然后开启送料泵将混合污泥输送到板框压滤机的滤腔内；
步骤c4：启动板框压滤机对混合污泥进行压榨，得到干固污泥；
步骤c5：将干固污泥进行破碎处理。
所述无机污泥深度脱水剂的比表面积为0.88-1.18m2/g，孔体积为0.007-0.009cc/g，平均孔径为3.1-4.1nm。
优选地，所述无机污泥深度脱水剂的比表面积为1.029m2/g，孔体积为0.008cc/g，平均孔径为3.594nm。
所述污泥的预脱水过程包括以下步骤：
步骤b1：将污泥输送到污泥浓缩池内进行污泥浓缩处理；
步骤b2：将浓缩池上层的清液排出，底部余下浓缩污泥。
所述浓缩处理为静置沉淀，沉淀时间至少为30分钟。
在所述步骤c4中，压滤机至少对混合污泥压榨的次数至少为两次。
在所述步骤c4中，压滤机对混合污泥施加的压力为0.5-3mpa。
在所述步骤c4中，所述混合污泥至少在压滤机内保压30分钟。
无机污泥深度脱水剂的添加量为污泥绝干重量的20％-32％。
所述无机污泥深度脱水剂的主要成份为al2o3、sio2和fe2o3。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例的1、一种污泥深度脱水的方法，其特征在于，包括：
步骤a、获得无机污泥深度脱水剂的过程，用于从粘土砖在烧制或使用过程中产生的不合格品或废料中获得无机污泥深度脱水剂，包括以下步骤：
步骤a1：回收粘土砖在烧制或使用过程中产生的不合格品或废料；
步骤a2：对所述不合格品或废料进行粉碎处理，获得无机污泥深度脱水剂，然后将无机污泥深度脱水剂进行装袋存放；
步骤b、污泥的预脱水过程，用于对污泥进行初步脱水，获得浓缩污泥，降低污泥的含水率，为进行深度脱水提供条件；
步骤c、无污泥的深度脱水过程，用于对污泥进行深度脱水，包括以下步骤：
步骤c1：将浓缩污泥输送到污泥絮凝罐，然后启动搅拌装置对污泥进行搅拌；
步骤c2：在对浓缩污泥进行搅拌的过程中，向絮凝罐内加入无机污泥深度脱水剂，搅拌均匀后获得混合污泥；
步骤c3：搅拌装置保持搅拌状态，然后开启送料泵将混合污泥输送到板框压滤机的滤腔内；
步骤c4：启动板框压滤机对混合污泥进行压榨，得到干固污泥；
步骤c5：将干固污泥进行破碎处理。
在对污泥搅拌的过程中加入无机污泥深度脱水剂可以使无机污泥脱水剂均匀的分布在污泥颗粒之间，在污泥颗粒间起到骨架支撑的作用，当污泥进入到滤腔后，污泥颗粒之间的水在送料泵的作用下，沿着骨架之间的间隙流动，然后穿过滤布，而污泥颗粒和无机脱水剂的颗粒较大而无法穿过滤布，集聚在滤布上，在进料结束后启动板框压滤机，板框压滤机的油缸向前推压，对污泥进行挤压，使更多的污泥颗粒之间的水沿着骨架间隙穿过滤布，达到深度脱水的目的；在完成深度脱水后，由于干固污泥成块状，不易回收利用，将其破碎后可以方便地回收，如直接发酵制肥或制砖；采用本发明的污泥深度脱水方法可以在不采用絮凝剂的情况下对污泥进行脱水也可得到含固率达到40％以上的脱水污泥，且从粘土砖在烧制或使用过程中产生的不合格品或废料获得的无机污泥深度脱水剂不存在生物难以降解的成分，可以方便地对干固污泥进行回收利用；现在市面上以聚丙烯酰胺为主要原料的脱水剂约为5000元/吨，如果使用硅酸盐水泥作为脱水剂，其价格约为380元/吨，而本发明的无机污泥深度脱水剂的生产原料为回收的粘土砖废料和不合格品，其回收的价格则仅为10元/吨，成本相对较低，具有较为可观的经济效益。
所述无机污泥深度脱水剂的比表面积为0.88-1.18m2/g，孔体积为0.007-0.009cc/g，平均孔径为3.1-4.1nm。
作为优选的实施方式，所述无机污泥深度脱水剂的比表面积为1.029m2/g，孔体积为0.008cc/g，平均孔径为3.594nm。
由于无机污泥深度脱水剂需要在污泥颗粒之间起到骨架支撑的作用，所以无机污泥深度脱水剂的颗粒尺寸以及对于其脱水效果有着较大的影响，当无机污泥深度脱水剂的颗粒尺寸太大时，则无法渗透到污泥的颗粒之间，其脱水效果相对较差，而当无机污泥深度脱水剂的颗粒太小时，则无法支撑起污泥颗粒形成间隙，起不到骨架支撑的作用，污泥颗粒之间的水无法通过无机污泥深度脱水剂的颗粒之间的缝隙排出，无法达到深度脱水的效果。
所述污泥的预脱水过程包括以下步骤：
步骤b1：将污泥输送到污泥浓缩池内进行污泥浓缩处理；
步骤b2：将浓缩池上层的清液排出，底部余下浓缩污泥。
对污泥进行预脱水处理，可以初步减少污泥的含水量，便于进行下一步的深度脱水。
所述浓缩处理为静置沉淀，沉淀时间至少为30分钟。
采用静置沉淀的方法对污泥进行浓缩，不仅浓缩过程较为方便，而且可以有效地减少污泥的含水率。
在所述步骤c4中，压滤机至少对混合污泥压榨的次数至少为两次。
可以将第一次压榨时没有压出的水重新进行压榨，使混合污泥脱水更加彻底，脱水后的污泥含固率更高。
在所述步骤c4中，压滤机对混合污泥施加的压力为0.5-3mpa。
为了使污泥内的水可以在压力下被挤出，压滤机的压力至少为0.5mpa，如果压力小于0.5mpa由无法起到压榨的作用，由于污泥具有一定的体积，当向污泥施加3mpa的压力后，污泥的体积也无法进一步缩小，如果断续增加压滤机的压力，对于污泥内的水份也起不到挤压的作用。
在所述步骤c4中，所述混合污泥至少在压滤机内保压30分钟。
无机污泥脱水剂均匀的分布在污泥颗粒之间，在污泥颗粒间起到骨架支撑的作用，由于骨架之间的间隙较小，所以水从骨架间隙流动到穿过滤布需要一定的时间，为了确保污泥颗粒间的水有足够的时间流到滤布的另一侧，污泥至少需要保压30分钟。
无机污泥深度脱水剂的添加量为污泥绝干重量的20％-32％。
所述无机污泥深度脱水剂的主要成份为al2o3、sio2和fe2o3。
将污泥输送到污泥浓缩池，沉淀浓缩60min后排放上清液，此时污泥浓缩池底部浓缩污泥含固率经测定为4.5％；然后将浓缩污泥分别输送到四个容积均为10m3的絮凝罐内，并分别标记为1号絮凝罐、2号絮凝罐、3号絮凝罐和4号絮凝罐，直到浓缩污泥分别达到每一个絮凝罐的液位上限，此时测定每一个絮凝罐内的浓缩污泥总重量为10000kg，其均为绝干重量为450kg，然后分别进行实验一、实验二、实验三和实验四：
实验一：
步骤1、启动1号絮凝罐内的搅拌装置对污泥浓缩液进行混合搅拌；
步骤2、在混合搅拌的同时向1号絮凝罐内加入无机污泥深度脱水剂90kg(即添加比例为污泥绝干重量20％)，成本为0.9元；
步骤3、启动送料泵，从1号絮凝罐底部送料到板框压滤机的滤腔内，进料结束后启动油缸进行压榨，压榨时间45min；
步骤4、压榨结束后，对脱水后的污泥进行破碎处理；
对本实验深度脱水后的污泥样进行检测，其含固率为40.2％；
如果使用絮凝剂以达到相同的脱水效果，其添加量为污泥绝干重量的10％，如45kg，成本为225元；
如果使用硅酸盐水泥作为脱水剂，要达到相同的脱水效果，其添加量为污泥总重的1.5％，即150kg，成本为57元。
实验二：
步骤1、启动2号絮凝罐内的搅拌装置对污泥浓缩液进行混合搅拌；
步骤2、在混合搅拌的同时向2号絮凝罐内加入无机污泥深度脱水剂115kg(即添加比例为污泥绝干重量26％)，成本为1.15元；
步骤3、启动送料泵，从2号絮凝罐底部送料到板框压滤机的滤腔内，进料结束后启动油缸进行压榨，压榨时间45min；
步骤4、压榨结束后，对脱水后的污泥进行破碎处理；
对本实验深度脱水后的污泥样进行检测，其含固率为43.3％；
如果使用絮凝剂以达到相同的脱水效果，其添加量为污泥绝干重量的13％即58.5kg，成本为292.5元；
如果使用硅酸盐水泥作为脱水剂，要达到相同的脱水效果，其添加量为污泥总重的2％，即200kg，成本为76元。
实验三：
步骤1、启动3号絮凝罐内的搅拌装置对污泥浓缩液进行混合搅拌；
步骤2、在混合搅拌的同时向3号絮凝罐内加入无机污泥深度脱水剂145kg(即添加比例为污泥绝干重量32％)，成本为1.45元；
步骤3、启动送料泵，从3号絮凝罐底部送料到板框压滤机的滤腔内，进料结束后启动油缸进行压榨，压榨时间45min；
步骤4、压榨结束后，对脱水后的污泥进行破碎处理；
对本实验深度脱水后的污泥样进行检测，其含固率为43.7％。
如果使用絮凝剂以达到相同的脱水效果，其添加量为污泥绝干重量的16％即72kg，成本为360元；
如果使用硅酸盐水泥作为脱水剂，要达到相同的脱水效果，其添加量为污泥总重的2.3％，即230kg，成本为87.4元。
实验四：
步骤1、启动4号絮凝罐内的搅拌装置对污泥浓缩液进行混合搅拌；
步骤2、启动送料泵，从4号絮凝罐底部送料到板框压滤机的滤腔内，进料结束后启动油缸进行压榨，压榨时间45min；
步骤4、压榨结束后，对脱水后的污泥进行破碎处理；
对本实验深度脱水后的污泥样进行检测，其含固率为20.3％。
将污泥输送到污泥浓缩池，沉淀浓缩90min后排放上清液，此时污泥浓缩池底部浓缩污泥含固率经测定为5.6％；然后将浓缩污泥分别输送到另外三个容积均为10m3的絮凝罐内，并分别标记为5号絮凝罐、6号絮凝罐、7号絮凝罐和8号絮凝罐，直到浓缩污泥分别达到每一个絮凝罐的液位上限，此时测定每一个絮凝罐内的浓缩污泥总重量为10000kg，其均为绝干重量为560kg，然后分别进行实验五、实验六、实验七和实验八：
实验五：
步骤1、启动5号絮凝罐内的搅拌装置对污泥浓缩液进行混合搅拌；
步骤2、在混合搅拌的同时向5号絮凝罐内加入无机污泥深度脱水剂112kg(即添加比例为污泥绝干重量20％)，成本为1.12元；
步骤3、启动送料泵，从5号絮凝罐底部送料到板框压滤机的滤腔内，进料结束后启动油缸进行压榨，压榨时间43min；
步骤4、压榨结束后，对脱水后的污泥进行破碎处理；
对本实验深度脱水后的污泥样进行检测，其含固率为41.5％；
如果使用絮凝剂以达到相同的脱水效果，其添加量为污泥绝干重量的10％即56kg，成本为280元；
如果使用硅酸盐水泥作为脱水剂，要达到相同的脱水效果，其添加量为污泥总重的1.5％，即150kg，成本为57元。
实验六：
步骤1、启动6号絮凝罐内的搅拌装置对污泥浓缩液进行混合搅拌；
步骤2、在混合搅拌的同时向6号絮凝罐内加入无机污泥深度脱水剂146kg(即添加比例为污泥绝干重量26％)，成本为1.46元；
步骤3、启动送料泵，从6号絮凝罐底部送料到板框压滤机的滤腔内，进料结束后启动油缸进行压榨，压榨时间43min；
步骤4、压榨结束后，对脱水后的污泥进行破碎处理；
对本实验深度脱水后的污泥样进行检测，其含固率为43.4％；
如果使用絮凝剂以达到相同的脱水效果，其添加量为污泥绝干重量的13％即72.8kg，成本为364元；
如果使用硅酸盐水泥作为脱水剂，要达到相同的脱水效果，其添加量为污泥总重的2.0％，即200kg，成本为76元。
实验七：
步骤1、启动7号絮凝罐内的搅拌装置对污泥浓缩液进行混合搅拌；
步骤2、在混合搅拌的同时向7号絮凝罐内加入无机污泥深度脱水剂179kg(即添加比例为污泥绝干重量32％)，成本为1.79元；
步骤3、启动送料泵，从7号絮凝罐底部送料到板框压滤机的滤腔内，进料结束后启动油缸进行压榨，压榨时间43min；
步骤4、压榨结束后，对脱水后的污泥进行破碎处理；
对本实验深度脱水后的污泥样进行检测，其含固率为43.6％；
如果使用絮凝剂以达到相同的脱水效果，其添加量为污泥绝干重量的16％即89.6kg，成本为448元；
如果使用硅酸盐水泥作为脱水剂，要达到相同的脱水效果，其添加量为污泥总重的2.3％，即230kg，成本为87.4元。
实验八：
步骤1、启动8号絮凝罐内的搅拌装置对污泥浓缩液进行混合搅拌；
步骤2、启动送料泵，从8号絮凝罐底部送料到板框压滤机的滤腔内，进料结束后启动油缸进行压榨，压榨时间43min；
步骤4、压榨结束后，对脱水后的污泥进行破碎处理；
对本实验深度脱水后的污泥样进行检测，其含固率为43.6％。
表一为实验一到实验六的实验数据：
表一
由实验一～实验八以及表一可知：
1、在对污泥搅拌的过程中向污泥中加入无机污泥深度脱水剂可以大幅提升污泥深度脱水后的含固率，可以实现在不添加絮凝剂的情况对污泥进行深度脱水，使脱水后的污泥的含固率大于40％；
2、在达到相同的脱水效果时，采用无机污泥深度脱水剂进行深度脱水的成本远低于使用絮凝剂或水泥进行深度脱水的成本；
3、在无机污泥深度脱水剂添加相同的情况下，当无机污泥深度脱水剂添加量占污泥的绝干重量比例较低时，浓缩污泥的含固率对深度脱水后的污泥含固率影响较大，含固率较高的浓缩污泥在深度脱水后的含固率也相对较高，但是随着无机污泥深度脱水剂添加的比例的加大，浓缩污泥的含固率对深度脱水后的污泥含固率的影响逐渐减少；
4、在浓缩污泥的含固率相同的情况下，随着无机污泥深度脱水剂添加比例的增加，深度脱水后的污泥含固率也随上升；当无机污泥深度脱水剂添加比例达到32％时，深度脱水后的污泥的含固率保持在一定的范围内。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。