申请日2010.06.13
公开(公告)日2010.10.13
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明是一种用于污泥深度脱水的调质混凝剂，由高分子絮凝剂和含Fe3+，Ca2+化工原料组成。其中高分子絮凝剂的含量为0.05-50w%，含Fe3+化工原料的含量为0.3-50w%，含Ca2+化工原料的含量为0.3-50w%。添加调质混凝剂后，在高分子絮凝剂和含Fe3+，Ca2+化工原料的无机混凝剂的搭桥效应，电中和效应和脱水效应的共同作用下，污泥的胶体颗粒电荷得到中和，污泥比阻抗值降低，污泥内部的水分脱除，使脱水后滤饼的含固率提高。本发明添加量小，成本低，污泥脱水后含水率下降到65%以下，并且干污泥的燃烧热值下降不到10%。脱水后污泥泥饼非常适用于污泥的干化，焚烧处理。
权利要求书
1.一种污泥深度脱水的调质混凝剂，其特征在于，该调质混凝剂包括高分子絮凝剂、含Fe3+化工原料和含Ca2+化工原料;
所含高分子絮凝剂的含量为0.05-50w%，
所含Fe3+化工原料的含量为0.3-50w%，
所含Ca2+化工原料的含量为0.3-50w%。
2.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的调质混凝剂，其特征在于所述的高分子絮凝剂包括阴离子絮凝剂、阳离子絮凝剂、非离子絮凝剂或两性絮凝剂。
3.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的调质混凝剂，其特征在于所述的含Fe3+化工原料包括Fe2O3、FeO、Fe(OH)3、Fe(NO3)3、Fe2(CO3)3、Fe2(SO4)3、FeSO4、FeCl3或FeCl2。
4.根据权利要求1所述的污泥深度脱水的调质混凝剂，其特征在于所述的含Ca2+化工原料包括CaCO3、CaCl2、CaS、CaF2、Ca(NO3)2、CaO或Ca(OH)2。
说明书
污泥深度脱水的调质混凝剂
技术领域
本发明涉及一种用于污泥脱水的混凝调制药剂，特别是涉及一种由高分子絮凝剂和铁钙化工原料组成的用于污泥脱水的混凝调制剂。
背景技术
污水厂污泥难以处置，已成为极其脆弱的环节，受到社会的高度关注和重视。污泥焚烧技术能够最佳地完成减容，安定化，无害化的处理目的，因此成为土地紧张的城市地区污泥处理技术的首选。而高效低费的药剂调制污泥脱水技术能够大幅度降低污泥处理的整体费用，所以是污泥处理的关键，对于市政污泥焚烧技术的推广具有极其重要的作用。
污泥调制预处理的目的在于改善污泥脱水性能，提高机械脱水效果与机械脱水设备的生产能力。
初次沉淀污泥，活性污泥，腐殖污泥，消化污泥均由亲水性带负电荷的胶体颗粒组成，挥发性固体含量高，比阻值大，脱水困难。特别是活性污泥的有机分散物包括平均粒径小于0.1μ的胶体颗粒，1.0-100μ之间的超胶体颗粒及由胶体颗粒聚集的大颗粒所组成，所以其比阻值更大，脱水更困难。一般认为污泥的比阻值在(0.1-0.4)×109S2/g之间时，进行机械脱水较为经济与适宜，但是污泥的比阻值均大于此值，故机械脱水前，必须预处理。
化学调质预处理是在污泥中加入混凝剂，助凝剂等化学药剂，使污泥颗粒絮凝，比阻降低，改善脱水性能。
污泥中的水分按其状态共分为四种：1)间隙水，间隙水是污泥颗粒包围的游离水分，一般占污泥总含水量的70%左右;2)毛细水，毛细水是污泥颗粒之间或颗粒裂隙中由于毛细作用与污泥颗粒结合在一起的水分，占总水量的20%左右;3)吸附水，吸附水是由于表面张力的作用吸附在污泥颗粒表面的水分，由于污泥颗粒小，具有极强的表面吸附力;4)结合水，结合水是包含在污泥中微生物细胞内的水分，只有改变污泥颗粒的内部结构才能将结合水分离;结合水和吸附水共占污泥中总含水量的10%左右。
间隙水理论上容易脱除，但是由于污泥是由絮状的胶体集合而成，颗粒很细而且很软，由于软颗粒具有一定的压缩性，当外力增加时，颗粒会在过滤介质表面形成一层空隙非常小的“膜”，从而使水很难通过，脱水也就显得异常困难。
化学调质中的混凝剂可使溶胶脱稳，利于溶胶聚沉。一般的混凝剂分为无机混凝剂和有机高分子絮凝剂。无机混凝剂是一种电解质化合物，主要有铝盐、铁盐极其高分子聚合物。有机高分子聚合电解质可分为4种：阳离子型，阴离子型，非离子型及两性离子型。
无机混凝剂主要通过电性中和，压缩双电层，降低斥力电位，从而减少微粒间的排斥能，达到聚沉的目的，称为凝聚作用。有机高分子絮凝剂则主要利用高分子化合物能在分子上吸附多个微粒的能力，通过搭桥效应将许多微粒聚集在一起，形成一些较大体积的松散絮，达到聚沉目的。
目前国内在污泥脱水中一般采用添加高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(3‰DS)后使用带式压滤或离心机脱水，但是脱水后污泥含水量仍高达80%左右。近年来，有尝试采用单独添加含钙含铁无机混凝剂调质的脱水工艺，也有采用聚合氯化铝与聚丙烯酰胺组成的混凝剂脱水工艺(专利号200810198536.3)，但是药剂添加量普遍偏大，有的添加含钙无机药剂的量高达50%DS，成本高，并使调质脱水后的污泥泥饼的热值大幅度下降，无法后续焚烧处理，只能填埋，大大限制了后续处理综合利用的途径。
发明内容
技术问题：本发明解决以上存在的技术问题，提供一种外加添加量小，成本低廉，脱水效果好的污泥深度脱水的调质混凝剂。
技术方案：本发明的污泥深度脱水的调质混凝剂，它包括高分子絮凝剂，含Fe3+化工原料和含Ca2+化工原料。
所含高分子絮凝剂的含量为0.05-50w%，
所含Fe3+化工原料的含量为0.3-50w%，
所含Ca2+化工原料的含量为0.3-50w%。
所述的高分子絮凝剂包括阴离子絮凝剂、阳离子絮凝剂、非离子絮凝剂或两性絮凝剂。
所述的含Fe3+化工原料包括Fe2O3、FeO、Fe(OH)3、Fe(NO3)3、Fe2(CO3)3、Fe2(SO4)3、FeSO4、FeCl3或FeCl2。
所述的含Ca2+化工原料包括CaCO3、CaCl2、CaS、CaF2、Ca(NO3)2、CaO或Ca(OH)2。
本发明的混凝剂的使用步骤如下：
a.调质：在污泥泥浆中加入高分子絮凝剂搅拌，0.5-20min;再添加含Fe3+化工原料搅拌，反应0.5-20min后，再添加含Ca2+化工原料搅拌，反应0.5-20min.
b.脱水：把调制好的污泥引入压滤机将污泥中的水分过滤掉，在0.1-2.5Mpa的压力下保持15-120min，1.0-3.5Mpa压力下保持15-120min。
本发明添加Fe3+化工原料和Ca2+化工原料，使污泥胶体聚沉的原理是：污泥胶体颗粒由于表面张力的作用吸附了不少水分而成为吸附水，胶体颗粒具有双层结构且表面全部带有相同性质的电荷，一般带负电荷，它们相互排斥，妨碍颗粒的聚集、长大，使颗粒保持稳定状态。添加Fe3+化工原料和Ca2+化工原料后，使胶体颗粒的电荷得到中和后，颗粒呈不稳定状态，颗粒之间粘附在一起形成凝胶，含有Fe3+和Ca2+的凝胶随着时间而收缩，并由于盐的浸渍作用，从污泥胶体的内部释放出水分，比重增加，最后沉降下来。
沉降下来的污泥由压滤机将污泥的水分过滤掉，达到脱水的目的。
有益效果：本发明向污泥中添加高分子絮凝剂，通过高分子絮凝剂的搭桥效应将污泥中的许多微粒聚集在一起，形成较大体积的松散絮体，达到污泥聚沉的目的。同时通过高分子聚合物的脱水效应，即高聚物亲水作用强，其溶解与水化作用使污泥胶体脱水，失去水化外壳而聚沉。同时，还可通过离子型高分子聚合物的电中和效应，离子型高分子聚合物吸附在带电荷的污泥胶粒上而中和了污泥胶粒的表面电荷，使粒子间的斥力势能降低，而使溶胶聚沉。