一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法

本发明属于污泥调理，具体涉及一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法。

背景技术：

1、常见的无机絮凝剂如硫酸铝、硫酸铁等，会导致污泥泥饼的电导率升高。这是因为铝或铁在污泥调理过程中会与有机物络合，从而进入脱水泥饼中。而污泥泥饼电导率的提高会导致其在土地利用过程中带来巨大的环境风险，如污染地表或地下水等。因此，当前的污泥脱水领域迫切需要降低脱水泥饼电导率的药剂，从而满足未来所需的污泥无害化土地利用的发展需求与方向。

2、天然高分子助凝剂近年来受到了广泛的关注，是新型污泥调理药剂的重要研究方向之一。这是因为它解决了传统助凝剂价格高和二次污染的问题。因此，开发绿色、环保和无机药剂替代率较好，且能降低脱水泥饼电导率的污泥脱水调理剂具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，为了降低污泥脱水泥饼的电导率，本发明提供了一种用壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法。本发明通过将壳聚糖季铵盐与铝铁等无机药剂进行复合，通过增强正电荷密度，提高电中和性能，并耦合高分子的桥连作用，增大絮体尺寸，从而促进污泥脱水，降低铝铁的投量，从而降低脱水泥饼的电导率。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理污泥的方法，包括以下步骤：

4、(1)将壳聚糖季铵盐以一定投加量加入污泥中进行调理，慢速搅拌均匀，反应一定时间；

5、(2)向步骤(1)体系中加入一定量的无机絮凝剂进行调理，搅拌混合均匀，反应一定时间；

6、(3)向步骤(2)体系中加入一定量的有机助凝剂进行调理，慢速搅拌混合均匀，反应一定时间，得到调理后污泥。

7、上述方法步骤(1)中，所述壳聚糖季铵盐的取代度为80％以上，所述壳聚糖季铵盐的投加量为污泥干固重的0.1％-0.8％，优选投加量为0.5％-0.8％，具体入0.7％、0.8％。

8、上述方法步骤(1)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。

9、上述方法步骤(1)中，所述反应的反应时间为5-30分钟，优选反应时间为10-20分钟。

10、上述方法步骤(2)中，所述无机絮凝剂可为铝和/或铁系的絮凝剂；

11、进一步地，所述无机絮凝剂可选自下述至少一种：聚合铝铁、硫酸铝、硫酸铁；

12、更进一步地，所述聚合铝铁可以是聚合氯化铝铁和聚合氯化铝铁中的至少一种。

13、上述方法步骤(2)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固重的0.5％-2％，优选投加量为0.5％-1.6％，具体入0.8％、1.4％。

14、进一步地，所述壳聚糖季铵盐与无机絮凝剂的质量比可为1:1-1:3。

15、上述方法步骤(2)中，所述搅拌的转速为50-150转/分钟，优选转速为50-100转/分钟。

16、上述方法步骤(2)中，所述反应的反应时间为30-60分钟，优选反应时间为30-40分钟。

17、上述方法步骤(3)中，所述有机助凝剂可选自下述至少一种：阳离子聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺。所述有机助凝剂的投加量为污泥干固重的0.4％-0.8％，具体如0.7％。

18、上述方法步骤(3)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。

19、上述方法步骤(3)中，所述反应的反应时间为5-20分钟，优选反应时间为5-15分钟。

20、当然，也可将上述方法步骤(1)、(2)中加入的调理剂进行互换，采用下述方法调理市政污泥，包括以下步骤：

21、(a)将一定量的无机絮凝剂加入污泥进行调理，搅拌混合均匀，反应一定时间；

22、(b)向步骤(a)体系中加入一定量的壳聚糖季铵盐进行调理，慢速搅拌均匀，反应一定时间；

23、(c)向步骤(b)体系中加入一定量的有机助凝剂进行调理，慢速搅拌混合均匀，反应一定时间，得到调理后污泥。

24、上述方法步骤(a)中，所述无机絮凝剂可为铝和/或铁系的絮凝剂；

25、进一步地，所述无机絮凝剂可选自下述至少一种：聚合铝铁、硫酸铝、硫酸铁等铝或铁系的絮凝剂；

26、更进一步地，所述聚合铝铁可以是聚合氯化铝铁和聚合氯化铝铁中的至少一种。

27、上述方法步骤(a)中，所述无机絮凝剂的投加量为污泥干固重的0.5％-2％，优选投加量为0.5％-1.6％。

28、上述方法步骤(a)中，所述搅拌的转速为50-150转/分钟，优选转速为50-100转/分钟。

29、上述方法步骤(a)中，所述反应的反应时间为30-60分钟，优选反应时间为30-40分钟。

30、上述方法步骤(b)中，所述壳聚糖季铵盐的取代度为80％以上，所述壳聚糖季铵盐的投加量为污泥干固重的0.1％-0.8％，优选投加量为0.5％-0.8％。

31、进一步地，所述壳聚糖季铵盐与无机絮凝剂的质量比可为1:1-1:3。

32、上述方法步骤(b)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。

33、上述方法步骤(b)中，所述反应的反应时间为5-30分钟，优选反应时间为10-20分钟。

34、上述方法步骤(c)中，所述有机助凝剂可选自下述至少一种：阳离子聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺。所述有机助凝剂的投加量为污泥干固重的0.4％-0.8％。

35、上述方法步骤(c)中，所述搅拌的转速为20-80转/分钟，优选转速为20-40转/分钟。

36、上述方法步骤(c)中，所述反应的反应时间为5-20分钟，优选反应时间为5-15分钟。

37、本发明还提供了一种市政污泥脱水方法。

38、本发明所提供的市政污泥脱水方法，包括下述步骤：

39、(a)采用本发明提供的调理市政污泥的方法对污泥进行调理；

40、(b)将调理后的污泥进行板框压滤脱水。

41、本发明中所述的污泥可为市政污泥，所述市政污泥进一步可为厌氧消化污泥。

42、与现有技术相比，本发明以天然高分子壳聚糖的衍生物壳聚糖季铵盐部分替代传统的铝铁无机絮凝剂，并与阳离子聚丙烯酰胺耦合，不仅大大提高了市政污泥脱水性能，还降低了脱水泥饼的电导率，具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理污泥的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述壳聚糖季铵盐的取代度为80％以上，所述壳聚糖季铵盐的投加量为污泥干固重的0.1％-0.8％，优选投加量为0.5％-0.8％；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述无机絮凝剂为铝和/或铁系的絮凝剂；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的壳聚糖季铵盐与所述步骤(2)中的无机絮凝剂的质量比为1:1-1:3。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述有机助凝剂选自下述至少一种：阳离子聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺；

6.一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

8.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：所述步骤(b)中，所述壳聚糖季铵盐的取代度为80％以上，所述壳聚糖季铵盐的投加量为污泥干固重的0.1％-0.8％，优选投加量为0.5％-0.8％；

9.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于：

10.一种污泥脱水的方法，包括下述步骤：

技术总结
本发明公开了一种壳聚糖季铵盐部分替代无机絮凝剂调理市政污泥的方法。该方法步骤如下：1)将壳聚糖季铵盐以一定投加量加入污泥中进行调理，慢速搅拌均匀，反应一定时间；2)加入一定量的聚合铝铁等无机絮凝剂进行调理，于一定转速混合均匀，反应一定时间；3)加入一定量的阳离子聚丙烯酰胺等有机助凝剂进行调理，慢速搅拌混合均匀，反应一定时间后进行板框压滤脱水。或步骤(1)与(2)互换，对市政污泥进行调理。本发明以天然高分子壳聚糖的衍生物壳聚糖季铵盐部分替代传统的铝铁无机絮凝剂，并与阳离子聚丙烯酰胺耦合，不仅大大提高了市政污泥脱水性能，还降低了脱水泥饼的电导率，具有很好的应用前景。

技术研发人员：俞文正,刘敏敏
受保护的技术使用者：中国科学院生态环境研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15