一种污泥脱水调理剂及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水污泥处理技术领域，具体地说是一种污泥脱水调理剂及其使用方法。
【背景技术】
[0002]随着城市和工业的快速发展，城市生活污水、工业污水等的排放量日益增加，从而使污水处理中产生的副产物污泥的量日益增加，如何对这些污泥进行处理也成为社会发展中不可回避的问题。当前，对污泥处理的方法主要为填埋、堆肥和焚烧三种方式，污泥具有“四高”特点:一是含水率高；二是有机物含量高，很容易腐烂恶臭；三是重金属含量较高；四是病菌含量高，含有大量的细菌、寄生虫、病毒。污泥不经过无害化处理，任意弃置，简单填埋，容易污染空气、土壤和水源，严重威胁人体健康和环境安全。
[0003]为便于后续处理的有效进行，污泥的调理和脱水是必不可少的。影响污泥脱水性能的因素主要有污泥颗粒的大小及分布、表面电荷、水合程度以及颗粒间的相互作用。其中，污泥颗粒的大小是影响污泥脱水性能最重要的因素，因为污泥颗粒越小，颗粒的比表面积越大，这意味着更高的水合程度和对过滤的更大阻力及改变污泥脱水性能需要更多的药剂。常用的污泥调理剂有化学调理剂和生物调理剂，目前污泥脱水过程中采用比较多投加絮凝剂就是一种调理剂，通过絮凝剂在污泥胶质微粒表面起化学反应、中和污泥胶质微粒的电荷，促进污泥微粒凝聚成大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，提高污泥的脱水性能。目前常用的絮凝剂包括无机絮凝剂如铝盐和铁盐、有机絮凝剂PAM以及针对生物污水的微生物絮凝剂等。污泥脱水调理剂主要分为无机，有机和复合调理剂，其中复合调理剂是主流发展方向。
[0004]CN101955312B公开了一种污泥调理剂及其使用方法，该调理剂采用添加生物酶并用于生化污泥的治理，利用酸和酶破坏污泥中的胞外聚合物(Extrace 11uIar po Iymer i csubstance，EPS)，改善脱水效果，可使污泥干度从20% -30%提高到40%?50% ;但是，该调理剂需要纤维素和半纤维素酶，调理时间也高达240分钟，成本较高，且有机质含量高，不能避免滤饼容易压缩变形的问题。
[0005]CN 101633549A公开了一种污泥调理剂及其污泥脱水方法，该调理剂由生物质燃料燃烧后的灰、生石灰及粉煤灰制备，可使污泥泥饼含水量降至40%?60%;其缺点是无机调理剂的投入量过高，导致污泥增容较多，另外，该调理剂难以对EPS进行有效破坏。
[0006]CN 101591132A公开了一种城市污泥脱水方法，采用60°C?80°C低温热解及自然或鼓风干燥，使城市污泥含水率降到10%以下；该方法为以热换热，必须依赖热源制热或余热利用，会出现严重的热平衡负效应，不经济。
[0007]CN 101967035A公开了一种城市污泥脱水调理剂，调理剂采用阴离子型PAM与壳聚糖制备，有效降低了阴离子型PAM用量，提高污泥脱水性能；其缺点是调理剂为有机成分，成本偏高，难降解且有生物毒性，此外，没有无机调理剂难以形成强硬网状骨架结构，不能彻底解决有机质易压缩变形问题。
[0008]对污泥脱水调理剂进行研宄的论文中，对污泥中水的赋存形式、污泥颗粒表面特性与污泥团结构、污泥脱水调理机理、各种调理剂的组合以及后续脱水设备的选用等，从理论和试验实践上都进行了一些阐述，对污泥脱水调理剂及其应用提出了一定的要求。
[0009]综上所述，研制或开发一种能有效改善污泥脱水性能、成本低廉，制备工艺简单合理且绿色环保的污泥脱水调理剂是非常有现实意义的。
【发明内容】
[0010]本发明致力于解决上述现有技术中存在问题，通过混凝剂和氧化剂协同破坏通过污泥颗粒表面的胞外聚合物降低持水率；通过离子交换剂和表面活性剂的协同作用改变污泥颗粒表面荷电离子构成，使表面吸附水转化为结晶结构水，进而降低持水率，通过助凝剂调节污泥的PH值，改变污泥的颗粒结构，破坏污泥胶体的稳定性，同时形成坚硬的网格结构，污泥抗压强度好，便于机械脱水；采用本发明所述污泥脱水调理剂可有效降低臭气浓度、降低污泥中的病菌、寄生虫卵和病毒活性以及稳定部分重金属离子等效果；采用本发明所述调理剂进行污泥脱水具有工艺流程简单、脱水率高、可批量处理，适用性强等优点。
[0011]本发明提供了一种污泥脱水调理剂及其使用方法，所述污泥脱水调理剂包括混凝剂、助凝剂，氧化剂、离子交换剂和表面活性剂，各物质成分的质量百分组成如下:
[0012]石棉尾矿0_20%、电石澄0_40%、蛇纹石0_15%、白云石0-15%、高岭土 0-15%、硅藻土 0-15 %、膨润土 0-12 %、黏土 0-10 %、腐植酸盐0-10 %、铁盐和/或铝盐0_10 %、软锰矿0-8 %、次氯酸盐0-5 %，表面活性剂0-3 %。
[0013]上述污泥脱水调理剂可根据污泥的类型、污泥含水率及赋存形式，污泥酸碱度和有机质含量等因素进行匹配，甚至可以针对不同的污泥脱水工艺加以适当调整。
[0014]优选地，石棉尾矿0-15 %、电石渣5-35 %、蛇纹石0-12 %、白云石0-10 %、高岭土 0-12%、硅藻土 0-10%、膨润土 0-10%、黏土 0-8%、腐植酸盐0-8%、铁盐和/或铝盐2-8%、软锰矿0-5%、次氯酸盐0-3.5%，表面活性剂0.5-2.5%。
[0015]上述成分中的铁盐指氯化铁、硫酸铁，绿矾和氯化铁钒中的一种或几种；铝盐指氯化铝、硫酸铝、明矾，聚合氯化铝和聚合硫酸铝中的一种或几种。
[0016]上述成分中的次氯酸盐指次氯酸钙和/或次氯酸钠。
[0017]上述成分中的腐植酸盐指腐植酸钠和/或腐植酸钾。
[0018]上述成分中的表面活性剂指烷基苯磺酸钠、烷基醇酰胺，聚山梨酯和十六烷基溴化吡啶等中的一种或几种。
[0019]本发明提供了一种污泥脱水调理剂及其使用方法，包括投加料、搅拌混料、静置、脱水等主要步骤:
[0020]a.将混凝剂和氧化剂先后加入污泥中，快速搅拌3?5min，使其充分均匀混合；
[0021]b.将表面活性剂和离子交换剂先后加入到a步骤所述体系中，快速搅拌3?5min，使其充分均匀混合；
[0022]c.将助凝剂加入到b步骤所述体系中，慢速搅拌5?lOmin，使其充分均匀混合；
[0023]d.将c步骤所得物料静置I?2h ;
[0024]e.对d.步骤所得物料进行机械脱水。
[0025]在含水率高于92%的污泥中每吨加入I?3%的本发明的污泥脱水调理剂，即每吨污泥加入10-30Kg调理剂。经过各组分的协同作用，机械脱水后污泥中含水率可降至40?60%，脱水后的污泥具有疏水性，透气性好，可在自然状态下继续蒸发干燥，干污泥可用于建材生产。