申请日2016.01.22
公开(公告)日2016.05.04
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明涉及一种用于污泥脱水的复合调理剂及其使用方法，属于环境保护中污泥处理领域;所述的复合调理剂由A剂和B剂组成，其中B剂使用了生物质原料代替现有技术中的聚丙烯酰胺类原料，克服了该类原料组成的调剂剂存在的降解性能差、毒害性和絮凝体结构不稳定的缺陷，是一种高效、无害和稳定的复合型调理剂。
权利要求书
1.一种用于污泥脱水的复合型调理剂，其特征在于：所述复合型调理剂由A剂和B剂组成，其中A剂和B剂分别由以下各重量份数原料组成：
A剂：聚合氯化铝10～40份、三氯化铁20～50份、表面活性剂10～40份、硫酸亚铁20～50份;
B剂：生物质30～70份，粉煤灰20～60、壳聚糖1～15份;所述生物质为天然植物或其废弃物在经过风干或烘干等干燥工艺后获得的颗粒状物质。
2.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水的复合型调理剂，其特征在于：所述生物质为为木屑、树皮、花生壳、稻秸中一种或两种以上的任意组合。
3.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水的复合型调理剂，其特征在于：所述生物质的粒径大小均为0.150～0.425mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水的复合型调理剂，其特征在于：所述生物质的粒径大小均为0.150～0.180mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水的复合型调理剂，其特征在于：所述生物质为树皮和花生壳按质量比1:1～3混合的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水的复合型调理剂，其特征在于：所述生物质为树皮和花生壳按质量比1:1混合的组合物。
7.根据权利要求1-6所述的一种用于污泥脱水的复合型调理剂，其特征在于：所述A剂和B剂分别由以下各重量份数原料配制而成：
A剂：聚合氯化铝10～30份、三氯化铁20～40份、表面活性剂10～30份、硫酸亚铁20～40份;
B剂：生物质30～60份，粉煤灰20～40、壳聚糖1～10份。
8.根据权利要求1-6所述的一种用于污泥脱水的复合型调理剂，其特征在于：所述A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂组成为：聚合氯化铝17份、三氯化铁33份、表面活性剂22份、硫酸亚铁28份;
B剂组成为：生物质55份，粉煤灰37、壳聚糖8份。
9.根据权利要求1-6所述的一种用于污泥脱水的复合型调理剂的使用方法，其特征在于：第一步向处理污泥中加入A剂，加入量为污泥湿重的0.2～0.4%，搅拌5～10分钟;第二步添加B剂，加入量为污泥湿重的0.4～0.6%，搅拌15 分钟;第三步小污泥机械压滤脱水。
说明书
用于污泥脱水的复合调理剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于污泥脱水的复合调理剂及其使用方法，属于环境保护中污泥处理领域。
背景技术
污泥是污水处理不可避免的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等组成的十分复杂的非均质体;随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的提高，城市工业废水和生活污水的排放量日益增多，污泥的产量也大大增加。
污泥的主要特点是含水率高达95%以上，经机械脱水后的污泥含水率仍高达80%左右，这给污泥的贮存、输送、处理及利用带来困难。
此外污泥的成分复杂，有难降解的有机物、亲水性强，和比表面积大;我国污泥干基中有机物含量在50～70%，但污泥中碳水化合物含量较高，属于高碳水化合物且低脂肪类型，因此将其干化至合适的含水率，即可用于燃烧产生热能，并可较大程度地使污泥减量化和无害化。
机械脱水是目前世界各国普遍采用的方法，然而直接使用机械脱水对污泥中水分的去除效果不佳，通常在机械脱水前需要对污泥进行调理，以改善污泥的脱水性能，同时还具有减少污泥量、降低污泥毒性、杀灭病原体等作用，为污泥的后续处理和资源化利用奠定基础。
污泥调理技术依据污泥调理机制的不同可以分成物理法、化学法和生物法三大类;其中化学调理法因操作简单、效果好而被广泛应用。
化学调理剂分为无机调理剂、高分子调理剂和微生物调理剂;无机调理剂是一种电解质化合物，主要作用是中和电荷、压缩双电层及降低斥力;高分子调理剂是高分子聚合物，其除了能中和污泥胶体颗粒的电荷和压缩双电层，还能构成污泥颗粒间的“架桥”作用，并且能形成网状结构，起到网罗作用，促进凝聚过程，提高脱水性能;微生物调理剂是一种由微生物产生的可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀的特殊高分子代谢产物。
目前实际工程中应用较多的为高分子调理剂，尤其是聚丙烯酰胺类絮凝剂，其具有效果好、不会增加泥饼量的优点，然而其降解性能差，且其单体丙烯酰胺是一种中等神经毒性物质;此外，经聚丙烯酰胺类絮凝剂调理的污泥会产生多孔 的泥饼结构，如果在过滤过程中形成的泥饼具有较高的可压缩性，那么随着泥饼的不断增长，在压力的作用下其絮体会发生崩溃;因此，新型高效、安全、经济的复合型调理剂的研发仍然是目前研究的热点。
目前新型污泥脱水剂的研究热点在于使用无毒且易制备的天然材料代替或减少有毒、价格昂贵的药剂使用，同时实现污泥的高效脱水;专利公开号为CN104671634A的专利公开了一种铁系无机絮凝剂污泥脱水剂，由粉煤灰、铁系无机絮凝剂、消石灰、聚合氯化铝铁、充分混合阴离子的聚丙烯酰胺、氯化钙和表面活性剂组成，该污泥脱水剂使污泥脱水后滤饼含水率达到了66.7%，与传统方法相比比大大提高了脱水率;专利公开号为CN104829086A的专利则公开了一种复合型污泥脱水剂，由调理剂和絮凝剂组成，其中调理剂由氧化镁、聚合硫酸铁、三氯化铁、组成，絮凝剂由硅藻土、壳聚糖和聚丙烯酰胺组成，并采用先投加调理剂后投加絮凝剂的方法，使脱水后泥饼含水率小于60%;上述现有技术中都使用了聚丙烯酰胺，虽然公开号为CN104829086A的专利采用了天然高分子物质壳聚糖实现了有潜在毒害的聚丙烯酰胺的减量化，并且通过药剂的复配达到污泥高效脱水，然而其絮凝剂中所使用的聚丙烯酰胺重量百分比达到了2-20份，从该专利实施例中可知其优选地聚丙烯酰胺重量百分比在6份，所占比重相对还是很高。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种高效、无害和稳定的复合型调理剂及其使用方法。
一种用于污泥脱水的复合型调理剂，由A剂和B剂组成，其中A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂组成为：聚合氯化铝10～40份、三氯化铁20～50份、表面活性剂10～40份、硫酸亚铁20～50份;
B剂组成为：生物质30～70份，粉煤灰20～60、壳聚糖1～15份。
所述生物质为天然植物或其废弃物在经过风干或烘干等干燥工艺后获得的颗粒状物质，优选地生物质原料来源为木屑、树皮、花生壳、稻秸中一种或两种以上的任意组合物。
所述A剂能增大污泥的渗透率并在对污泥的调理中生成大而重的絮体，使之 易于脱水;上述B剂中的壳聚糖是一种天然高分子絮凝剂，其具有原料价格低廉、原料产品无毒、使用后易生物降解等优点;同时所述B剂中所使用的物理调理剂即生物质和粉煤灰，其能破坏胶体的稳定性，改变污泥颗粒结构，供给污泥以多孔网格状的骨架，使污泥絮体形成持久兼顾的结构，在脱水时保持渗透性、刚性，阻止絮体崩塌，从而能脱除更多的水分。
优选地，上述生物质的粒径大小为0.150～0.425mm;更优地，上述生物质的粒径大小为0.150～0.180mm。
优选地，上述B剂组成中的生物质为树皮和花生壳按质量比1:1～3混合的组合物;更优地，上述B剂组成中的生物质为树皮和花生壳按质量比1:1混合的组合物。
优选地，上述A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂：聚合氯化铝10～30份、三氯化铁20～40份、表面活性剂10～30份、硫酸亚铁20～40份;
B剂：生物质30～60份，粉煤灰20～40、壳聚糖1～10份。
优选地，上述A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂：聚合氯化铝17份、三氯化铁33份、表面活性剂22份、硫酸亚铁28份;
B剂：生物质55份，粉煤灰37、壳聚糖8份。
上述用于污泥脱水的复合型调理剂使用方法是：先向处理污泥中加入A剂，加入量为污泥湿重的0.2～0.4%，搅拌5～10分钟后，添加B剂，加入量为污泥湿重的0.4～0.6%，搅拌15分钟后，用于机械压滤脱水。
本产品所适用的较佳pH范围为5～7，在弱酸性条件下能发挥更好的调理作用，使用药剂总重量占污泥湿重的0.6～1.0%。
上述用于污泥脱水的复合型调理剂原料简单易得、使用方便，同时具有高效、无害和稳定的优点，尤其是使用了生物质原料，既能达到污泥脱水效果，又能提高污泥的热值，有利于后续焚烧处理;调理后的污泥进行机械脱水后，泥饼中含水率低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于 此。
实施例1
取聚合氯化铝15kg,三氯化铁30kg、表面活性剂20kg和硫酸亚铁30kg,充分混合后即为A剂;取过80目筛的树皮和花生壳各30kg,粉煤灰30kg和壳聚糖10kg，充分混合后制成B剂。
实施例2
取聚合氯化铝17kg,三氯化铁33kg、表面活性剂22kg和硫酸亚铁28kg,充分混合后即为A剂;取过80～100目筛的树皮和花生壳各27.5kg,粉煤灰37kg和壳聚糖8kg，充分混合后制成B剂。
实施例3
取聚合氯化铝10kg,三氯化铁20kg、表面活性剂10kg和硫酸亚铁20kg,充分混合后即为A剂;取过100目筛的树皮7.5kg和100目筛的花生壳各22.5kg,粉煤灰20kg和壳聚糖1kg，充分混合后制成B剂。
实施例4
取聚合氯化铝40kg,三氯化铁50kg、表面活性剂40kg和硫酸亚铁50kg,充分混合后即为A剂;取过80目筛的树皮和花生壳各35kg,粉煤灰60kg和壳聚糖15kg，充分混合后制成B剂。
实施例5
取聚合氯化铝30kg,三氯化铁40kg、表面活性剂30kg和硫酸亚铁40kg,充分混合后即为A剂;取过40目筛的树皮和花生壳各30kg,粉煤灰40kg和壳聚糖10kg，充分混合后制成B剂。
实施例6
取聚合氯化铝17kg,三氯化铁33kg、表面活性剂22kg和硫酸亚铁28kg,充分混合后即为A剂;取过80目筛的树皮和花生壳各27.5kg,粉煤灰37kg和壳聚糖8kg，充分混合后制成B剂。
实施例7
取某市政污水处理厂的剩余污泥进行脱水，该污泥含水率为98.0%。向待处理的处理污泥中加入实施例1制备的A剂，加入量为污泥湿重的0.2%，搅拌5分钟后，添加B剂，加入量为污泥湿重的0.4%，搅拌15分钟后，用于带式机械 压滤脱水，脱水后污泥泥饼的含水率为57.6%。
实施例8
取某市政污水处理厂的剩余污泥进行脱水，该污泥含水率为97.5%。向待处理的处理污泥中加入实施例2制备的A剂，加入量为污泥湿重的0.4%，搅拌10分钟后，添加B剂，加入量为污泥湿重的0.6%，搅拌15分钟后，用于某板框压滤机进行脱水，脱水后污泥泥饼的含水率为51.0%。
实施例9
用实施例6制备的A剂和B剂对某市政污水处理厂的剩余污泥进行调理脱水，该污泥含水率为98.0%;A剂加入量为污泥湿重的0.2%，搅拌5分钟;B剂加入量为污泥湿重的0.4%，搅拌15分钟;用带式机械压滤进行脱水，未经调理的污泥脱水后的滤饼含水率为70.8%，经过实施例6制备的复合型调理剂调理后的滤饼含水率为53.0%。
实施例10
用实施例3制备的A剂和B剂作为本发明组对某市政污水处理厂的剩余污泥进行调理脱水，未经调理的污泥经过带式压滤机压滤后滤饼含水率为76.0%，经过本发明组调理后的滤饼含水率为65.5%;这说明本发明组制备的复合型调理剂大大地增强了污泥的脱水效率。
实施例11
用实施例4制备的复合型调理剂与某市售阳离子聚丙烯酰胺调理剂进行对比试验，将两种药剂应用于某市政污水处理厂剩余污泥的调理，得到混凝污泥;将上述的混凝污泥用某板框压滤机进行脱水，得到经阳离子聚丙烯酰胺调理(对照组)调理的污泥泥饼含水率为66.9%，而经过实施例4制备的复合型调理剂调理后的污泥泥饼含水率为57.0%;由此可见，在脱水条件相同的情况下，本发明对市政污泥脱水效果更佳。
实施例12
取某市政污水处理厂的剩余污泥进行脱水，该污泥含水率为98.0%。向待处理的处理污泥中加入A剂，加入量为污泥湿重的0.3%，搅拌8分钟后，添加实施例5制备的B剂，加入量为污泥湿重的0.5%，搅拌15分钟后，用于带式机械压滤脱水，脱水后污泥泥饼的含水率为62.5%。