申请日2010.06.11
公开(公告)日2010.10.06
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明涉及一种无机复合污泥脱水调理剂及其应用。先按十二烷基苯磺酸钠∶氢氧化钠=2∶10-100份质量比量取并混匀，加到含水率为95%左右的二沉池剩余污泥中，投加量为污泥干基重量的0.1-1.0倍，搅拌1-2天混匀，最后用板框压滤机脱水，获得含水率为70%-75%的脱水泥饼，污泥减量化率40%-45%。将脱水的上清液100-150份与100份含水率为95%左右的二沉池剩余污泥，搅拌1-2天混匀，用板框压滤机脱水，得到含水率为73.0%-76.7%的脱水泥饼。与采用无机复合污泥脱水调理剂进行处理后脱水相比较，板框压滤机的压力负荷降低5%-8%，压滤时间减少10%左右，本发明工艺简单，操作方便，用本发明的方法与现有的无机调理剂相比具有用量少，基本不增容，且减量化率提高3%-10%，杜绝了二次污染。可广泛用于剩余污泥的脱水。
摘要附图
权利要求书
1.一种无机复合污泥脱水调理剂，其特征在于：
由2份重量的十二烷基苯磺酸钠和10-100份重量的氢氧化钠混合均匀组成无机复合污泥脱水调理剂。
2.根据权利要求1所述的一种无机复合污泥脱水调理剂，其特征在于：所述的氢氧化钠的量为25-75份重量。
3.权利要求1的无机复合污泥脱水调理剂的应用方法，其特征在于：
第一步，调质
先将10-100份重量的市售的工业级氢氧化钠和2份重量的市售的工业级十二烷基苯磺酸钠混合均匀，制成无机复合污泥脱水调理剂，再将无机复合污泥脱水调理剂加到含水率为95%左右的二沉池剩余污泥中，无机复合污泥脱水调理剂的投加量为污泥干基重量的0.1-1.0倍，搅拌，最后继续保持搅拌1-2天时间，使无机复合污泥脱水调理剂和污泥混合均匀，得到调质后的污泥混合液;
第二步，脱水
将第一步调质后的污泥混合液用板框压滤机进行机械脱水，得到含水率为70-75%的脱水泥饼和上清液，污泥减量化率达到40%-45%，上清液作为调理剂加入污泥中得到调质后的污泥混合液。
4.根据权利要求3所述的无机复合污泥脱水调理剂的应用方法，其特征在于：所述的上清液作为调理剂加入污泥中得到调质后的污泥混合液，是先量取100-150份体积的上清液与100份体积含水率为95%左右的二沉池剩余污泥，搅拌，并继续保持搅拌1-2天，使上清液和污泥混合均匀之后用板框压滤机进行机械脱水，得到含水率为73.0%-76.7%的脱水泥饼。
说明书
一种无机复合污泥脱水调理剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种无机复合污泥脱水调理剂，进一步涉及利用该无机复合污泥脱水调理剂对污泥进行脱水处理方法，属于城市生活污水污泥处理技术领域。
背景技术
随着我国城市化的迅速发展，人们对环境污染控制的认识在加深，污水处理厂在各主要城市相续建成并投入运行，污水处理厂数量的迅速增加，导致大量的城市污泥相继产生，其数量约占处理水量的0.3%-0.5%。污泥通常体积庞大，组分复杂，变异性大，除较高的含水率外，其同时也含有大量致病微生物、寄生虫卵和一定量的重金属(如Hg，Cd，Cr，Pb，As，Zn，Cu，Ni等)以及多种有毒有害的有机污染物，且伴有恶臭产生。这些不利因素给其运输、贮存和后续的资源化利用都带来了诸多不便。目前大部分城市污水处理厂采用生化工艺处理污水，在此过程中常会产生大量的生化污泥，其主要由胶状结构的亲水性物质组成。由于胶体微粒的布朗运动、胶体颗粒间的静电斥力和胶体颗粒表面的水化膜作用，大部分的污泥颗粒不易聚结而分散悬浮于水中，污泥颗粒特殊的絮体结构及高度亲水性能，亦使其包含的水分很难被脱除。而污泥调理脱水可以有效地改变污泥胶体结构特性，改善污泥的过滤和脱水性，杀菌并能快速促进有机物的水解，从而达到污泥的减量化的目的，为污泥后续的运输、堆肥、焚烧、填埋和土地利用提高了条件，同时也最大限度地降低了其环境危害性，达到经济与环境的和谐统一。
为此，研发和探寻经济、高效、环保的脱水调理剂，有效改善污泥的脱水性能，进行了大量的研究工作。
中国专利文献《污泥脱水和稳定化处理方法》(公开号CN 1693242A，公开日2005年11月9日)涉及一种污泥脱水和稳定化处理方法，通过对污泥加热干燥和向污泥中加入碱性粉状物料两步工艺，对污泥进行脱水和稳定化处理，工业废渣碱性粉料可以是粉煤灰、工业粉尘、除尘器收集的飞灰等。经处理的污泥其硬度、粘度及粘结特性等方面都有明显改善，污泥脱水性能得到明显改善。但其调理剂的加入量较大，这对污泥的后续安全处置是十分不利的，同时也会大大增加污泥的安全处置费用。，
中国专利文献《污泥脱水的化学调理剂及其脱水方法》(公开号CN1986788A，公开日2007年6月27日)涉及一种污泥脱水的化学调理剂，由铁盐、钙盐和氧化钙复合得到，该无机污泥脱水调理剂在污泥脱水调理过程中，铁盐添加量为污泥重量的0.2%-1.5%;钙盐和/或氧化钙添加量为污泥重量的1%-4.5%，其处理对象为含水率为90%左右的污泥。尽管其脱水效率较高，但该方法受污泥物理化学性质的限制较强，不利于生物污泥的脱水。
中国专利文献《一种污泥处理过程中的改性调质方法及其应用》(公开号CN101012097A，公开日2007年8月8日)中以硫铁矿或粉煤灰为污泥改性调理剂，先在含水率为70%-80%的污泥中掺加污泥重量1%-50%的硫铁矿或粉煤灰;将所得到的污泥和硫铁矿或粉煤灰的混合物送入搅拌机，搅拌的同时加入含水率为5%-8%的干泥，经调质后的污泥其含水率降至30%-35%;将所得部分污泥进行干燥，得到含水率为5%-8%的干泥，其余含水率是30%-35%的污泥排出。其缺点是污泥增容较大，脱水污泥的资源化难度较大。
中国专利文献《污泥脱水剂及其脱水方法》(公开号CN 101100345A，公开日2008年1月9日)公开了一种以铁盐、具有表面活性的离子分散剂、颗粒状物质和水为主要成分的化学调理剂，其使用量分别为预处理的含水污泥的1%-3%，1%-5%，3%-6%和60%-70%。先向含水的污泥中添加铁盐，搅拌反应时间1-3分钟，再向含水污泥中添加铁盐搅拌2-6分钟，再向含水的污泥中添加具有表面活性的离子分散剂，搅拌时间2-8分钟，最后向含水的污泥添加颗粒状物质，搅拌反应时间2-6分钟。其脱水效果较好，但投资较高，且工艺过程复杂，因此易受处理规模的限制。
中国专利文献《应用废弃碱渣/碱液使活性污泥脱水的方法》(公开号CN101289268A，公开日2008年10月22日)公开了一种应用废弃碱渣/碱液使活性污泥脱水的方法，脱水剂组成为碱渣∶氧化钙∶聚丙烯酰胺∶活性污泥的干基=25-40∶7-13∶0.12-0.25∶100份质量。脱水污泥稳定性较高，同时也可以实现废弃碱渣的再利用，但其主要缺点是污泥增容较大，污泥的后续资源化利用较困难。
中国专利文献《一种无机复合调理剂及其污泥脱水方法》(公开号CN101397181A，公开日2009年4月1日)涉及一种无机复合调理剂及其污泥脱水方法，污泥脱水的无机复合调理剂主要包括粉煤灰和生石灰，其中粉煤灰的重量百分比为17%-75%，剩余量为生石灰，优化改进后，粉煤灰的重量百分比为37.5%-64%。无机复合调理剂投加重量百分比为6%-20%。此方法可以得到含水率较低的污泥，但其添加量较大，污泥增容问题较为严重。
以上发明尽管各具特色，但应用于污泥脱水时仍存在下面的三大不足与缺点：一.调理剂加入量较大，污泥的增容量较大，严重影响污泥的后续资源化利用，且亦不利于污泥的后续安全处置。二.污泥调理工艺较为复杂，不适合大规模污泥调理脱水应用。三.经济与环境效益相对较差，投资与运行费用较高。
发明内容
本发明目的在于提供一种经济高效、工艺简单、价格低廉、添加量少的污水厂剩余污泥脱水调理剂，使用这种无机复合污泥脱水调理剂时不易产生二次污染，污泥可以得到较好的预处理效果，并可以有效的抑制污泥恶臭气体的产生。
为了达到上述目的，本发明采用2份重量的十二烷基苯磺酸钠和10-100份重量的氢氧化钠组成用于污泥脱水的新型无机复合污泥脱水调理剂。
上述两个组份的优化组成为2份重量的十二烷基苯磺酸钠和25-75份重量的氢氧化钠。
用上述无机复合污泥脱水调理剂进行污泥脱水的方法包括以下两个步骤：
第一步，调质
先将10-100份重量的市售的工业级氢氧化钠和2份重量的市售的工业级十二烷基苯磺酸钠混合均匀，制成无机复合污泥脱水调理剂，再将无机复合污泥脱水调理剂加入到含水率为95%左右的二沉池剩余污泥中，无机复合污泥脱水调理剂的投加量为污泥干基重量的0.1-1.0倍，搅拌，最后继续保持搅拌1-2天时间使无机复合污泥脱水调理剂和污泥混合均匀，得到调质后的污泥混合液。
第二步，脱水
将第一步调质后的污泥混合液用板框压滤机进行机械脱水，得到含水率为70%-75%的脱水泥饼和上清液，上清液作为调理剂加入污泥中得到调质后的污泥混合液，污泥减量化率达到40%-45%。
量取100-150份体积的上清液与100份体积的含水率为95%左右的二沉池剩余污泥，搅拌1-2天，使上清液与污泥混合均匀之后进行机械脱水，得到含水率为73.0%-76.7%的脱水泥饼，与采用无机复合污泥脱水调理剂进行处理后脱水相比较，板框压滤机的压力负荷可有效降低3%-8%，压滤时间减少2%-10%左右。
本发明的优点和效果：
1.由于本发明以廉价高效、来源广泛的十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠为原料，经过混合制得无机复合脱水调理剂，因此与常规所用的高分子有机、无机絮凝剂相比较，不易产生二次污染，具有较好的环境效益。
2.由于本发明是以十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠复配而成，其中十二烷基苯磺酸钠的直链结构(LAS)易于生物降解，其生物可降解性大于90%，环境残留较少，对环境危害程度极小，且本发明中的两种药剂具有较强的杀菌作用，可以有效地杀死污泥中的致病菌，防止污泥中病原菌的传播，因此与常规所用的有机、无机化学调理剂相比较，二次污染小，具有较好的环境效益。
3.由于本发明由十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠以一定的配比复配而成，用于污泥调理脱水时，可以有效地改变了污泥胶体表面特性，破坏污泥的絮凝结构，同时形成的碱性环境可以杀死微生物，破坏其细胞结构，水解蛋白质及核酸，分解菌体中的糖类，使污泥微生物细胞中原来不溶性的有机物从胞内释放出来，成为溶解性物质，从而部分结合水也被释放出来，提高了污泥液相中的溶解性有机物含量，同时也有效地改善污泥脱水性能，因此，用本发明的无机复合脱水调理剂对含水率为95%的二沉池的剩余污泥进行调理脱水，污泥脱水后可以获得含水率70%-75%左右的脱水泥饼，污泥减量化率达为40%-45%，与现有的无机调理剂相比具有用量少，基本不增容，且减量化率提高3%-10%。
4.用本发明的无机复合脱水调理剂进行脱水后，经板框压滤机压滤后所得到的上清液作为调理剂与二沉池的污泥混合后用板框压滤机，与采用无机复合污泥脱水调理剂进行处理后脱水相比较，板框压滤机的压力负荷可有效降低5%-8%，压滤时间减少10%左右，从而降低了脱水处理时能源的消耗，最大限度地地提高了本调理剂的利用效率，杜绝了二次污染。