申请日2014.11.03
公开(公告)日2015.01.14
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明涉及污泥脱水处理领域，具体而言，涉及一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂及其合成方法。由A、B两剂组成，所述A剂和B剂的用量比为5：1-8：2，所述A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：A剂组分为：亚铁盐20-40份、重金属离子固化剂5-15份、半焦40-60份;B剂组分为：表面活性剂20-40份、助脱剂60-80份。通过将A剂和B剂以合理的配比配合制成的脱水剂在处理污泥脱水之后，脱水后的污泥含水量降至55-58%之间。
权利要求书
1.一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂，其特征在于，由A、 B两剂组成，所述A剂和B剂的用量比为5：1-8：2，所述A剂和 B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂组分为：亚铁盐20-40份、重金属离子固化剂5-15份、 半焦40-60份;
B剂组分为：表面活性剂20-40份、助脱剂60-80份。
2.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水的新型复合脱水 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剂组分为：亚铁盐25-35份、重金属离子固化剂8-12份、 半焦45-55份;
B剂组分为：表面活性剂25-35份、助脱剂65-75份。
3.根据权利要求1所述的一种用于污泥脱水的新型复合脱水 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剂组分为：亚铁盐40份、重金属离子固化剂10份，半焦50 份;
B剂组分为：表面活性剂30份、助脱剂70份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于污泥脱水的新型复 合脱水剂，其特征在于，
A剂组分中，所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁;
所述半焦为褐煤或长焰煤在500℃-600℃下热解1-2h得到的产 物;
B剂组分中，所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、 十四烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵中的一种 或几种;
所述助脱剂由原料15-30份的四乙烯基戊胺、18-30份甲醛、8-15 份苯酚和40-60份水复合制成。
5.根据权利要求4所述的一种用于污泥脱水的新型复合脱水 剂，其特征在于，
A剂组分中，所述亚铁盐为硫酸亚铁。
6.根据权利要求4所述的一种用于污泥脱水的新型复合脱水 剂，其特征在于，
B剂组分中，所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵。
7.根据权利要求4所述的一种用于污泥脱水的新型复合脱水 剂，其特征在于，
所述助脱剂由20份的四乙烯基戊胺、20份甲醛、10份苯酚和 50份水复合制成。
8.制备权利要求1-7任一项所述的一种用于污泥脱水的新型复 合脱水剂的方法，其特征在于，将所述A剂和B剂分别进行合成， 之后再将合成好的所述A剂和B剂混合制得所述污泥脱水剂，具体 包括以下步骤：
(1)A剂的复配：将所述亚铁盐、重金属离子固化剂和半焦按 照所述份数加入到固体搅拌机中搅拌均匀即可;
(2)B剂的复配：向反应釜中加入所述表面活性剂和助脱剂， 搅拌均匀即可。
9.根据权利要求8所述的制备一种用于污泥脱水的新型复合脱 水剂的方法，其特征在于，
步骤(1)中，所述搅拌速度为100-110转/分钟，搅拌时间为 20-30分钟。
10.根据权利要求8所述的制备一种用于污泥脱水的新型复合 脱水剂的方法，其特征在于，
步骤(2)中，所述助脱剂由以下方法合成制得：
按照所述份数，向反应釜投加四乙烯基戊胺，升温到40-60℃， 以110-120转/分钟的速度搅拌0.5-1小时;再加入甲醛，反应1小 时;再加入水，搅拌均匀;最后加入苯酚，搅拌反应1小时，停止 搅拌，液体自然冷却至室温得到所述助脱剂。
说明书
一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂及其合成方法
技术领域
本发明涉及污泥脱水处理领域，具体而言，涉及一种用于污泥 脱水的新型复合脱水剂及其合成方法。
背景技术
城市污水处理厂的兴建与运行，是保护水资源和防治水体污染 的重要举措。随着经济、社会飞速发展,人们生活水平迅速提高,市政 污泥的产量也随之快速增加。1998年欧盟污泥产量约为8.0×106t/ a(干重)，到2005年，欧盟的污泥产量从1992年的7.2×106t/a(干 重)至少增加到11.2×106t/a(干重)，污泥产量增加55%，有些 成员国甚至增加500%。随着城市化进程的加快，中国城市污水污 泥的数量也在急剧增加。目前，我国每年排放的干污泥约为5.0× 106t，且在不断增加。大量的污泥因无稳定合理的处置出路，侵占 人们本来就紧张的生活空间，并造成二次污染。因此，污泥问题已 经引起世界各国政府的高度重视，污泥处理与利用技术的研究也成 为专家学者关注的重要环保课题。
由于各类污泥的性质变化较大，分类是非常必要的，其处理和 处置也是不尽相同的。根据其来源，可以划分为：
市政污泥(也叫排水水泥)，主要指来自污水厂的污泥，这是数 量最大的一类污泥。此外，自来水厂的污泥也来自市政设施，可以 归入这一类。
管网污泥，来自排水收集系统的污泥。
河湖淤泥，来自江河、湖泊的淤泥。
工业污泥，来自各种工业生产所产生的固体与水、油、化学污 染、有机质的混合物。
在非特指环境下，污泥一般指市政排水污泥。
污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗 粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，污泥中的有机 质含量、灰分比例特别是蓄凝剂的添加量对于最终含固率有着重要 影响。一般来说，采用机械脱水可以获得20%-30%的含固率，所 形成的污泥也被称为泥饼。泥饼的含水率仍然较高，具有流体性质， 其处置难度和成本仍然较高，因此有必要进一步减量。此时，在自 然风干之外，只有通过输入热量形成蒸发，才能够实现大规模减量。 采用热量进行干燥的处理就是热干化。
我国的污泥目前绝大部分是弃置或填埋的，只有极小量的进行 干化后用于制作混合肥。由于我国的填埋场标准实施较晚，旧的填 埋场接纳污泥，可能造成大量的污泥污染物随渗滤液从地表进入深 层，甚至威胁地下水和江河湖海。无规则的弃置仍是主要消纳途径， 其中一小部分进入了农田，这些弃置无论在近期还是远期都将成为 地表水和地下水的潜在污染源。因此，新型的处理方法尤为重要。
脱水剂是指能使污泥中的泥水分离的药剂。本发明研制了的新 型复合脱水剂，取代传统的污泥处理方法，既降低了成本又提高了 收益，并且能很好的保护环境。有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理污泥的新型复合脱水剂，该剂 具有较强的泥水分离作用，有良好的水溶性，能很好的将污泥中的 水、泥分离，并能将污泥中的重金属离子固定，防止二次污染。
本发明的另一个目的在于提供上述处理污泥的新型复合脱水剂 的合成方法。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂，由A、B两剂组成，所 述A剂和B剂的用量比为5：1-8：2，所述A剂和B剂分别由以下 重量份数原料配制而成：
A剂组分为：亚铁盐20-40份、重金属离子固化剂5-15份、 半焦40-60份;
B剂组分为：表面活性剂20-40份、助脱剂60-80份
本发明提供的一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂，通过使用 亚铁盐和重金属离子固化剂以及半焦复配得到A剂，将表面活性剂 和助脱剂复配得到B剂，其中A剂中的亚铁盐对于流体污泥具有絮 凝作用，而重金属离子固化剂能够将污泥中的重金属离子固化，减 少污泥中的重金属离子的污染，半焦能够起到将污泥中的固体物质 吸附、固化的作用，同时，B剂中的表面活性剂能够增大污泥的渗 透率使其脱水效果更好，助脱剂能够加速污泥脱水用。通过将A剂 和B剂以合理的配比配合制成的脱水剂在处理污泥脱水之后，脱水 后的污泥含水量降至55-58%之间。
进一步地，所述A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂组分为：亚铁盐25-35份、重金属离子固化剂8-12份、 半焦45-55份;
B剂组分为：表面活性剂25-35份、助脱剂65-75份。
进一步地，所述A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂组分为：亚铁盐40份、重金属离子固化剂10份，半焦50 份;
进一步地，A剂组分中，所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁;
所述半焦为褐煤或长焰煤在500℃-600℃下热解1-2h得到的产 物;
B剂组分中，所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、 十四烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵中的一种 或几种;
所述助脱剂由原料15-30份的四乙烯基戊胺、18-30份甲醛、8-15 份苯酚和40-60份水复合制成。
其中，A剂组分中，所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁;成本 低，效果好。
B剂组分中，所述助脱剂选用四乙烯基戊胺、甲醛、苯酚和水 复合制成，其效用……。
进一步地，A剂组分中，优选所述亚铁盐为硫酸亚铁，其反应 稳定性更好。
进一步地，B剂组分中，所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄 基氯化铵。
进一步地，所述助脱剂由20份的四乙烯基戊胺、20份甲醛、 10份苯酚和50份水复合制成。
本发明还提供了制备前述的一种用于污泥脱水的新型复合脱水 剂的方法，将所述A剂和B剂分别进行合成，之后再将合成好的所 述A剂和B剂混合制得所述污泥脱水剂，具体包括以下步骤：
(1)A剂的复配：将所述亚铁盐、重金属离子固化剂和半焦按 照所述份数加入到固体搅拌机中搅拌均匀即可;
(2)B剂的复配：向反应釜中加入所述表面活性剂和助脱剂， 搅拌均匀即可。
进一步地，步骤(1)中，所述搅拌速度为100-110转/分钟， 搅拌时间为20-30分钟。
进一步地，步骤(2)中，所述助脱剂由以下方法合成制得：
按照所述份数，向反应釜投加四乙烯基戊胺，升温到40-60℃， 以110-120转/分钟的速度搅拌0.5-1小时;再加入甲醛，反应1小 时;再加入水，搅拌均匀;最后加入苯酚，搅拌反应1小时，停止 搅拌，液体自然冷却至室温得到所述助脱剂。
优选地，助脱剂在合成过程中，所述搅拌时间为120转/分钟， 搅拌时间为1小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)成本低;
(2)脱水率高，脱水后的污泥含水量降低至55-58%;
(3)能够将污泥中的重金属离子固定，防止二次污染。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本 领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视 为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件 或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均 为可以通过市售购买获得的常规产品。
一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂，由A、B两剂组成，所 述A剂和B剂的用量比为5：1-8：2，所述A剂和B剂分别由以下 重量份数原料配制而成：
A剂组分为：亚铁盐20-40份、重金属离子固化剂5-15份、 半焦40-60份;
B剂组分为：表面活性剂20-40份、助脱剂60-80份
本发明提供的一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂，通过使用 亚铁盐和重金属离子固化剂以及半焦复配得到A剂，将表面活性剂 和助脱剂复配得到B剂，其中A剂中的亚铁盐对于流体污泥具有絮 凝作用，而重金属离子固化剂能够将污泥中的重金属离子固化，减 少污泥中的重金属离子的污染，半焦能够起到将污泥中的固体物质 吸附、固化的作用，同时，B剂中的表面活性剂能够增大污泥的渗 透率使其脱水效果更好，助脱剂能够加速污泥脱水用通过将A剂和 B剂以合理的配比配合制成的脱水剂能够有效脱除污泥中的水分， 脱水后的污泥其含水量降至55-58%之间。
进一步地，所述A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂组分为：亚铁盐25-35份、重金属离子固化剂8-12份、 半焦45-55份;
B剂组分为：表面活性剂25-35份、助脱剂65-75份。
进一步地，所述A剂和B剂分别由以下重量份数原料配制而成：
A剂组分为：亚铁盐40份、重金属离子固化剂10份，半焦50 份;
进一步地，A剂组分中，所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁;
所述半焦为褐煤或长焰煤在500℃-600℃下热解1-2h得到的产 物;
B剂组分中，所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、 十四烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵中的一种 或几种;
所述助脱剂由原料15-30份的四乙烯基戊胺、18-30份甲醛、8-15 份苯酚和40-60份水复合制成。
其中，A剂组分中，所述亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁;成本 低，效果好。
B剂组分中，所述助脱剂选用四乙烯基戊胺、甲醛、苯酚和水 复合制成。
进一步地，A剂组分中，优选所述亚铁盐为硫酸亚铁，其反应 稳定性更好。
进一步地，B剂组分中，所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄 基氯化铵。
进一步地，所述助脱剂由20份的四乙烯基戊胺、20份甲醛、 10份苯酚和50份水复合制成。
本发明还提供了制备前述的一种用于污泥脱水的新型复合脱水 剂的方法，将所述A剂和B剂分别进行合成，之后再将合成好的所 述A剂和B剂混合制得所述污泥脱水剂，具体包括以下步骤：
(1)A剂的复配：将所述亚铁盐、重金属离子固化剂和半焦按 照所述份数加入到固体搅拌机中搅拌均匀即可;
(2)B剂的复配：向反应釜中加入所述表面活性剂和助脱剂， 搅拌均匀即可。
进一步地，步骤(1)中，所述搅拌速度为100-110转/分钟， 搅拌时间为20-30分钟。
进一步地，步骤(2)中，所述助脱剂由以下方法合成制得：
按照所述份数，向反应釜投加四乙烯基戊胺，升温到40-60℃， 以110-120转/分钟的速度搅拌0.5-1小时;再加入甲醛，反应1小 时;再加入水，搅拌均匀;最后加入苯酚，搅拌反应1小时，停止 搅拌，液体自然冷却至室温得到所述助脱剂。
优选地，助脱剂在合成过程中，所述搅拌时间为120转/分钟， 搅拌时间为1小时。
实施例1：
一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂，由A、B两剂组成，所 述A剂和B剂的用量比为5：1，其原料配制：A剂组分为：取20 份硫酸亚铁、5份重金属离子固化剂，40份半焦;B剂组分为：20 份十二烷基二甲基苄基氯化铵、60份助脱剂;
其合成控制步骤为：
A剂的复配：
将硫酸亚铁、重金属离子固化剂和半焦加入到固体搅拌机中搅 拌均匀即可。
B剂的配置：
(1)助脱剂的合成
向反应釜投加20份的四乙烯基戊胺，升温到40℃，搅拌，搅 拌速度为120转/分钟，然后再加入20份的甲醛，反应1小时，在 加入50份的水，搅拌均匀，最后加入10份苯酚，搅拌反应1小时， 停止搅拌，当液体自然冷却到室温时即得到助脱剂。
(2)B剂的复配
向反应釜中加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和助脱剂，搅拌均 匀即可，搅拌速度为120转/分钟。
由该实施例所公开的配方制成的用于污泥脱水的新型复合脱水 剂其脱水效率最好，脱水后的污泥含水量降低至57.3%，而且能够 将污泥中的重金属离子完全固化。
实施例2：
一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂，由A、B两剂组成，所 述A剂和B剂的用量比为8：2，A剂为40份硫酸亚铁、10份重金 属离子固化剂，50份半焦组成;B剂为30份十二烷基二甲基苄基 氯化铵、70份助脱剂。
其合成控制步骤为：
A剂的复配：
将硫酸亚铁、重金属离子固化剂和半焦加入到固体搅拌机中搅 拌均匀即可。
B剂的配置：
(1)助脱剂的合成
向反应釜投加20份的四乙烯基戊胺，升温到40℃，搅拌，搅 拌速度为120转/分钟，然后再加入20份的甲醛，反应1小时，在 加入50份的水，搅拌均匀，最后加入10份苯酚，搅拌反应1小时， 停止搅拌，当液体自然冷却到室温时即得到助脱剂。
(2)B剂的复配
向反应釜中加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和助脱剂，搅拌均 匀即可，搅拌速度为120转/分钟。
由该实施例所公开的配方制成的用于污泥脱水的新型复合脱水 剂其脱水效率最好，脱水后的污泥含水量降低至55%，而且能够将 污泥中的重金属离子完全固化。
实施例3：
一种用于污泥脱水的新型复合脱水剂，由A、B两剂组成，所 述A剂和B剂的用量比为5：2，A剂为40份氯化亚铁、10份重金 属离子固化剂，50份半焦组成;B剂为30份十二烷基二甲基苄基 氯化铵、70份助脱剂。
其合成控制步骤为：
A剂的复配：
将硫酸亚铁、重金属离子固化剂和半焦加入到固体搅拌机中搅 拌均匀即可。
B剂的配置：
(1)助脱剂的合成
向反应釜投加20份的四乙烯基戊胺，升温到40℃，搅拌，搅 拌速度为120转/分钟，然后再加入20份的甲醛，反应0.5小时，在 加入50份的水，搅拌均匀，最后加入10份苯酚，搅拌反应1小时， 停止搅拌，当液体自然冷却到室温时即得到助脱剂。
(2)B剂的复配
向反应釜中加入十四烷基二甲基苄基氯化铵和助脱剂，搅拌均 匀即可，搅拌速度为110转/分钟。
由该实施例所公开的配方制成的用于污泥脱水的新型复合脱水 剂其脱水效率最好，脱水后的污泥含水量降低至58%，而且能够将 污泥中的重金属离子完全固化。