一种连续浓缩纺织印染污泥的方法与流程

本发明属于环境保护中的污水、污泥处理技术领域，特别涉及一种连续浓缩纺织印染污泥的方法。

背景技术：

污水处理过程中会产生大量的污泥，其体积大，含水率高，通常高达98-99%，因此污泥的脱水一直是世界性难题。当采用板框压滤机、带式脱水机或离心脱水机等进行机械脱水或真空脱水等固液分离方法进行脱水时脱水速率慢，脱水时间长。

污泥体积的减量化是污泥处理的重要任务之一，因此污泥脱水前通常需要先进行浓缩处理，以减少污泥体积，但是纺织印染污泥中通常含有大量的有机物，如淀粉、改性淀粉、聚乙烯醇、海藻酸钠、胶黏剂等，其亲水性强，粘度大，结合水含量高，采用常规的污泥浓缩技术如沉淀浓缩、气浮浓缩难以达到良好的浓缩效果。存在浓缩倍数低，减量化效果差等问题，其浓缩后污泥体积仍然巨大，有的污泥甚至难以浓缩，不能再泥水分层，且污泥比阻高，污泥脱水极为困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种连续浓缩纺织印染污泥的方法，提高污泥体积减量化程度，使污泥高倍浓缩，并且降低浓缩污泥的比阻，提高污泥脱水速度。

为实现上述之发明目的，本发明采用的技术方法为：

一种连续浓缩纺织印染污泥的方法，其特征在于，向污泥中加入ph与温度响应性水性高分子共聚物，使其反应析出，再以共聚物分子链对温度的响应通过温度变化改变其物理状态，实现污泥的浓缩，包括以下步骤：

（1）将预浓缩后的的印染废水处理产生的污泥泵入反应罐中，向反应罐一级混合段中投加酸，搅拌充分，调节污泥ph为3-5，之后溢流进入二级混合段；

（2）边搅拌边向反应罐二级混合段中加入玻璃化温度（tg）高于室温10-40℃的ph与温度响应性水性高分子共聚物，投加量为2-10g/l污泥，混合后进入反应段反应5-30min，使h⁺与共聚物的水溶性基团结合，发生离子交换，形成—cooh，降低共聚物的溶解度，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合；

（3）反应后的污泥由污泥泵泵入预热罐，通过热交换预热后自流进入加热罐进行加热，使温度升高至ph与温度响应性水性高分子共聚物的tg以上5-20℃，改变其物理状态，使共聚物分子链运动卷曲，保温5-30min，利用热作用使与污泥颗粒吸附的共聚物分子链运动卷曲带动污泥颗粒一起团聚，收缩变形，通过共聚物中的疏水基团提高污泥颗粒的憎水性，提高浓缩效果；

（4）加热罐中污泥溢流进入浓缩罐上部向下流动，与浓缩罐中的与酸反应缓慢释放微气泡的无机物固体颗粒填料层反应，调控浓缩水ph主布结近中性,并且不断释放微气泡黏附污泥颗粒，形成气、液、固三相界面，并由微气泡带动污泥上浮形成污泥层，泥水分离使污泥浓缩，由浓缩罐顶部排出浓缩污泥；

（5）糊状浓缩污泥冷却至温度低于ph与温度响应性水性高分子共聚物tg以下，使共聚物分子链改变其物理状态恢复成玻璃态，硬化后形成立体骨架支撑污泥颗粒间孔隙，降低污泥比阻，然后污泥去过滤脱水；

（6）浓缩罐中浓缩出的水由底部排放管回流至热交换罐用于预热反应后的污泥，回收热能，然后排入废水处理系统。

有益效果：

a.以水相中酸析形成的玻璃化温度（tg）高于室温的水性高分子共聚物通过对温度的响应在玻璃化温度上下发生物理状态的转变实现软化黏结污泥—保温制孔—硬化支撑孔道作用，使难以浓缩的污泥进一步浓缩，减量化效果明显，污泥体积可缩减至30%以下，浓缩倍数比常规沉淀浓缩法提高4倍以上，比常规气浮浓缩法提高2倍以上。

b.受热后共聚物分子链柔性链段的蜷缩作用，可带动污泥颗粒高度团聚并变形收缩，使污泥浓缩并形成污泥颗粒间孔隙，构成过滤脱水时的脱水孔道。

c.析出的ph与温度响应性共聚物中的羧基与污泥颗粒的亲水基作用，降低污泥颗粒与水之间的作用力，同时共聚物中的甲基、乙基、酯基等疏水基团进一步提高污泥颗粒的憎水性，并通过气液固三相界面改变污泥的表面性能，降低浓缩污泥中结合水的含量，利于污泥浓缩。

d.共聚物转化成玻璃态后硬化支撑污泥颗粒间孔隙，可减少过滤脱水时污泥孔隙变形、坍塌，浓缩后污泥比阻可降低为原来的10%以下，由难过滤污泥转变成为易过滤污泥，滤速加快，缩短过滤时间。

e.无机物固体颗粒反应释放的微气泡在污泥颗粒表面形成气、液、固三相接触界面，减少固液接触，并随温度上升，加速微气泡释放，使浓缩出水易借助重力下沉形成水层，提高浓缩效果。

附图说明

图1为连续浓缩污泥的工艺流程图。

图2为污泥浓缩罐剖面结构图。

附图中各部件标注如下：

1污泥浓缩罐2水平集泥槽3水平进泥管4无机颗粒填料层5承托层6不锈钢丝网

7穿孔支撑板8水平集水排水管9水平进泥管阀门10水平集水排水管阀门11数显温度计

一种用于实现权利要求的污泥浓缩罐，其特征在于，所述的的污泥浓缩罐为敞口圆柱体，上部设有水平集泥槽和水平进泥管，下部设有填料层，最底部设有水平集水排水管；所述水平集泥槽为u型槽，一端封闭，另一端穿过浓缩罐罐壁形成排泥口；所述水平进泥管位于水平集泥槽下部，水平进泥管在浓缩罐罐壁外设有阀门，管口末端封闭，管两侧均匀开设直径20mm的出泥孔，孔间距20cm；所述填料层位于水平进泥管下方，填料层由穿孔板支撑，穿孔板上铺设100目不锈钢丝网，不锈钢丝网上部为承托层，承托层高度10-15cm，承托料粒径2-5mm，承托层上部为无机物固体颗粒层，厚度20-30cm，颗粒粒径10-50mm；所述水平集水排水管位于填料层下部，管口末段封闭，管两侧均匀开设直径20mm的集水孔，孔间距20cm，水平集水排水管另一端穿过浓缩罐罐壁形成出水口，出水口设置阀门。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

（1）将预沉淀浓缩24h后的的印染废水处理产生的沉淀污泥泵入反应罐中，向反应罐一级混合段中投加酸，搅拌充分，调节污泥ph为4.25，之后溢流进入二级混合段；

（2）边搅拌边向反应罐二级混合段中加入玻璃化温度（tg）高于室温30℃的温度响应性水性高分子共聚物，投加量为8g/l污泥，混合后进入反应段反应25min，利用h⁺与加入的温度响应性水性高分子共聚物的水溶性基团结合，发生离子交换，形成—cooh，降低共聚物的溶解度，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合；

（3）反应后的污泥由污泥泵泵入预热罐，通过热交换预热后自流进入加热罐进行加热，使温度升高至温度响应性水性高分子共聚物的tg以上20℃，使温度响应性水性高分子共聚物分子链运动卷曲，保温5min，利用热作用使与污泥颗粒吸附的共聚物分子链运动卷曲带动污泥颗粒一起团聚，收缩变形，通过温度响应性水性高分子共聚物中的疏水基团提高污泥颗粒的憎水性，提高浓缩效果；

（4）加热罐中污泥溢流进入浓缩罐1由上部向下流动，与浓缩罐1中的与酸反应缓慢释放微气泡的无机物固体颗粒填料层4中的无机物固体颗粒反应，调控浓缩水ph近中性,并且不断释放微气泡黏附污泥颗粒，形成气、液、固三相界面，并由微气泡带动污泥上浮形成污泥层，泥水分离使污泥浓缩，由浓缩罐顶部水平集泥槽2排出浓缩污泥；

（5）浓缩污泥冷却至温度低于温度响应性水性高分子共聚物tg以下5℃，使共聚物分子链转变成玻璃态，硬化后形成立体骨架支撑污泥颗粒间孔隙，降低污泥比阻，然后污泥去过滤脱水；

（6）浓缩罐中浓缩出的水由底部排放管回流至热交换罐用于预热反应后的污泥，回收热能，然后排入废水处理系统。

实施例2

（1）将预沉淀浓缩24h后的的印染废水处理产生的沉淀污泥泵入反应罐中，向反应罐一级混合段中投加酸，搅拌充分，调节污泥ph为4.39，之后溢流进入二级混合段；

（2）边搅拌边向反应罐二级混合段中加入玻璃化温度（tg）高于室温20℃的温度响应性水性高分子共聚物，投加量为4g/l污泥，混合后进入反应段反应10min，利用h⁺与加入的温度响应性水性高分子共聚物的水溶性基团结合，发生离子交换，形成—cooh，降低共聚物的溶解度，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合；

（3）反应后的污泥由污泥泵泵入预热罐，通过热交换预热后自流进入加热罐进行加热，使温度升高至温度响应性水性高分子共聚物的tg以上5℃，使温度响应性水性高分子共聚物分子链运动卷曲，保温30min，利用热作用使与污泥颗粒吸附的共聚物分子链运动卷曲带动污泥颗粒一起团聚，收缩变形，通过温度响应性水性高分子共聚物中的疏水基团提高污泥颗粒的憎水性，提高浓缩效果；

（4）加热罐中污泥溢流进入浓缩罐1由上部向下流动，与浓缩罐1中的与酸反应缓慢释放微气泡的无机物固体颗粒填料层4中的无机物固体颗粒反应，调控浓缩水ph近中性,并且不断释放微气泡黏附污泥颗粒，形成气、液、固三相界面，并由微气泡带动污泥上浮形成污泥层，泥水分离使污泥浓缩，由浓缩罐顶部水平集泥槽2排出浓缩污泥；

（5）浓缩污泥冷却至温度低于温度响应性水性高分子共聚物tg以下，使共聚物分子链转变成玻璃态，硬化后形成立体骨架支撑污泥颗粒间孔隙，降低污泥比阻，然后污泥去过滤脱水；

（6）浓缩罐中浓缩出的水由底部排放管回流至热交换罐用于预热反应后的污泥，回收热能，然后排入废水处理系统。

实施例3

（1）将预沉淀浓缩24h后的的印染废水处理产生的沉淀污泥泵入反应罐中，向反应罐一级混合段中投加酸，搅拌充分，调节污泥ph为4.30，之后溢流进入二级混合段；

（2）边搅拌边向反应罐二级混合段中加入玻璃化温度（tg）高于室温30℃的温度响应性水性高分子共聚物，投加量为10g/l污泥，混合后进入反应段反应20min，利用h⁺与加入的温度响应性水性高分子共聚物的水溶性基团结合，发生离子交换，形成—cooh，降低共聚物的溶解度，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合；

（3）反应后的污泥由污泥泵泵入预热罐，通过热交换预热后自流进入加热罐进行加热，使温度升高至温度响应性水性高分子共聚物的tg以上5℃，使温度响应性水性高分子共聚物分子链运动卷曲，保温20min，利用热作用使与污泥颗粒吸附的共聚物分子链运动卷曲带动污泥颗粒一起团聚，收缩变形，通过温度响应性水性高分子共聚物中的疏水基团提高污泥颗粒的憎水性，提高浓缩效果；

（4）加热罐中污泥溢流进入浓缩罐1由上部向下流动，与浓缩罐1中的与酸反应缓慢释放微气泡的无机物固体颗粒填料层4中的无机物固体颗粒反应，调控浓缩水ph近中性,并且不断释放微气泡黏附污泥颗粒，形成气、液、固三相界面，并由微气泡带动污泥上浮形成污泥层，泥水分离使污泥浓缩，由浓缩罐顶部水平集泥槽2排出浓缩污泥；

（5）浓缩污泥冷却至温度低于温度响应性水性高分子共聚物tg以下，使共聚物分子链转变成玻璃态，硬化后形成立体骨架支撑污泥颗粒间孔隙，降低污泥比阻，然后污泥去过滤脱水；

（6）浓缩罐中浓缩出的水由底部排放管回流至热交换罐用于预热反应后的污泥，回收热能，然后排入废水处理系统。

预浓缩24h后纺织印染污泥经本方法进一步浓缩，体积减量化效果明显，浓缩后的污泥经真空抽滤脱水测试结果表明，与原污泥相比，脱水速率明显加快，达到相同的污泥含水率，脱水时间可缩短为原来的20%以内，污泥比阻下降90%以上。具体污泥减量化及污泥比阻测试结果如下表所示：

污泥浓缩减量化效果及比阻测试结果

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。