一种污泥调理剂及使用污泥调理剂的原位脱水处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境保护技术领域，涉及城市污水处理厂非规范化处置的剩余污泥，尤其是对一种污泥调理剂及使用污泥调理剂的原位脱水处理方法。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化进程的加快，城市污泥大量产生，环境污染日益加剧。根据我国住房和城乡建设部城市建设司的统计资料，在2008年全国污水处理厂共1519座，处理废水量6699.8万m3/d;到了2014年，污水处理厂达到3622座，废水处理量达1.53亿m3/d。处理污水的同时势必会产生大量的剩余污泥，产量通常占污水处理量的0.3%?0.5%，若不进行妥善处理、处置，将会对环境和人类健康造成威胁。
[0003]在发达国家，一个完善的污泥处理处置系统的运行成本往往占整个污水厂总运行成本的50?70%，而在我国用于污泥处理处置的投资仅占污水处理厂总投资的24?45%。在全国污水处理工程中有污泥稳定化处理设施的还不到1/4，处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/1，由于资金、技术等因素的制约，大量污泥未经处理直接排放到环境中，进而产生大量有待进一步固化稳定化处理的污泥潭，非规范堆放的剩余污泥经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水和地表水造成二次污染，直接危害人类身体健康。国内对污泥潭尚未引起足够的关注，对非规范堆放的剩余污泥处理处置的研究更少有报道。
[0004]中国专利文献《一种污泥生态治理方法》(申请公布号CN104071960A，公开日期2014年10月01日)，公开了一种填埋场存量污泥脱水用调理剂，配方为三氯化铁与柠檬酸，含量为污泥质量百分比的0.1%?1%，三氯化铁与柠檬酸的比例为10:1。该专利中设计的调理剂成分三氯化铁为无机絮凝剂，主要依靠改变污泥胶体表面的电荷特性来克服静电斥力和水合作用，使污泥颗粒絮凝，但无机絮凝剂并未为吸附水和内部及和水的释放和去除提供有利条件。柠檬酸与污泥中的重金属产生螯合作用，使得污泥中的重金属溶出，但污泥中的重金属溶出率受到污泥的PH的影响，同时市政污泥中的重金属出厂含量很低且已达到排放标准，因此不适合添加柠檬酸作为去除污泥中重金属的方法。
[0005]中国专利文献《一种污泥脱水絮凝剂及其脱水方法》(申请公布号CN104016566A，公开日期2014年9月03日)，公开了一种污泥脱水絮凝剂及其深度脱水方法水方法，所述污泥脱水絮凝剂由如下重量百分比的各组分组成:氧化铝5?27%、甲壳素4?18%、二氧化硅13?25%、丙烯酰胺10?24%、氯化钠6?18%、浓硫酸2?13%。该专利作为固液混合调理剂，无法将污泥调理剂注入污泥潭中，不适合在大量污泥形成的污泥潭脱水处理中的应用。
[0006]针对各种影响污泥脱水性能的因素，污泥脱水减量处理缺乏可直接借鉴的工艺参数等特性，在污泥基本性质分析结果的基础上，有针对性地开发、筛选污泥调理剂是一项具有实际意义的工作。
【发明内容】
[0007]针对现有污泥潭脱水技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种利用高铁酸钠(Na2FeO4)和柠檬酸(C6H8O7)混合调理剂对污泥进行增压式真空预压脱水的方法，该方法具有投资运行成本较低、能源消耗量较小、工艺流程简单易行等优点。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
本发明提出的一种污泥调理剂，所述污泥调理剂的组分为高铁酸钠和柠檬酸，所述污泥调理剂含量按污泥体积计，污泥调理剂试剂量为5?10g/L，其中:高铁酸钠与柠檬酸的质量比为9:1。所述高铁酸钠是一种六价铁盐，化学式为Na2FeO4，具有很强的氧化性，溶于水中能释放大量的原子氧。柠檬酸是一种有机酸，化学式为C6H8O7,具有调节溶液pH的作用，增强高铁酸钠氧化污泥的性能，两种成分均属非危险物，无毒。
[0009]本发明提出的污泥调理剂在原位脱水处理中的应用，具体步骤为:将污泥调理剂配制浓度为30?50%的水溶液，S卩IL水中加入300?500g的混合粉末，通过注浆栗注入到污泥中，然后将污泥利用增压式真空预压法进行脱水，其中:按污泥体积计，污泥调理剂试剂量为5?10g/L。
[0010]本发明提出的污泥调理剂在城市污水处理厂排放污泥形成的污泥潭脱水的应用，所述污泥潭脱水中污泥的含水率为85?95%，pH为7?9;将污泥调理剂配制成浓度为300?500g/L的水溶液，S卩IL水中加入300?500g的混合粉末，通过注浆栗注入到污泥中，然后将污泥利用增压式真空预压法进行脱水，其中:按污泥体积计，污泥调理剂试剂量为5?10g/L。
[0011]本发明中，所述增压式真空预压法通过增压式真空预压装置实现，所述增压式真空预压装置包括真空管、与真空管连接的均匀分布于污泥内的防淤堵塑料排水板以及设置于正四边形防淤堵塑料排水板中间的增压管。
[0012]本发明中，所述注浆栗的注浆压力根据污泥的深度调整，注浆压力为I?4kg。
[0013]本发明中，增压式真空预压装置的安装:整平场地，铺设一层针织布，插设竖向防淤堵型塑料排水板，排水板呈正四边形布置，间距为0.4?0.Sm，通过密封接头将各竖向排水板与密封支管相连，将各密封支管通过三连通接头与竖向排水主管相连，真空通过密封接头和排水管直接传递至排水板内部。在正四边形的中心放置一增压管，加大了排水板膜内与地基土的压力差，自由水在压力作用下产生定向流动，污泥将加速固结。再布设密封沟，铺设PVC真空膜；
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
本发明的方法是基于污泥脱水与固结为目的，通过高铁酸钠和柠檬酸的调理作用后，再利用增压式真空预压方法将污泥中的水分进行去除；该工艺操作运行简单，能源消耗量低，不仅实现了污泥潭污泥原位处理，还可有效控制污泥潭带来的环境污染风险，具有重要的理论与实际应用价值。
[0014]本发明工艺简单、成本低廉，可显著降低污泥中水含量，不仅在较短时间内满足了污泥潭治理的相关要求，避免了将污泥潭中污泥移位处理对经济成本的增加，具有较高的经济与社会环境效益。
【附图说明】
[0015]图1为所示增压式真空预压平面布置图。
[0016]图2为实施例1所示污泥中含水率随反应变化曲线图。
[0017]图3为实施例2所示污泥中含水率随反应变化曲线图。<