申请日2010.10.22
公开(公告)日2012.05.16
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明公开了一种基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱水剂，由碳基骨架构建体和少量助剂组成;其中碳基骨架构建体的添加量为污泥重量的1%～5%，助剂的添加量为污泥重量的0.03%～1.0%。所述碳基骨架构建体为木屑、生物秸秆、褐煤、煤矸石中的任一种或任意几种的混合物。本发明使用的碳基骨架构建体和助剂可以降低污泥颗粒间的静电排斥作用和水合作用，其多孔粒状结构能吸附部分污泥，形成渗透、牢固性的晶格结构，保证了机械脱水过程中滤饼的通透性，提高了过滤和压缩阶段的脱水速度。其构成的均质骨架使压缩泥饼含水率均匀，具有很好的同质性。本发明具有投加量少、污泥可过滤性能好、脱水效率高、泥饼含固量等特点，其组成中含有的碳基物质，增加了泥饼的热值，有利于后续泥饼的焚烧处置。
翻译权利要求书
1.一种基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱水剂，其特征在于： 由碳基骨架构建体和少量助剂组成;其中碳基骨架构建体的添加量为 污泥重量的1%～5%，助剂的添加量为污泥重量的0.03%～1.0%。
2.根据权利要求1所述的基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱 水剂，其特征在于：所述碳基骨架构建体为木屑、生物秸秆、褐煤、 煤矸石中的任一种或任意几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱 水剂，其特征在于：所述助剂为改善污泥颗粒性质的聚电解质、铁铝 盐中的任一种或任意几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱 水剂，其特征在于：所述聚电解质为水溶性聚电解质。
5.根据权利要求1所述的基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱 水剂，其特征在于：所述碳基骨架构建体粒径<1mm。
6.使用权利要求1所述的基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱 水剂的污泥调理脱水的方法为：按添加量先将助剂溶解在适量的水 中，而后将助剂溶液投加到污泥中搅拌均匀，再投加添加量的粉粒状 碳基骨架构建物，混合均匀，然后经污泥脱水机脱水，即可得到高固 含量、高热值的泥饼。
说明书
基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱水剂
技术领域
本发明涉及污泥处理技术，尤其是涉及基于碳基骨架构建体的污泥调理 脱水剂在深度脱水方面应用的一种基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理脱水 剂。
背景技术
污泥是城市生活污水处理的必然产物，其产生量越来越大，污泥的处理 与处置已经成为一个亟待解决的瓶颈问题。脱水是任何处理处置方式都必须 经历的过程，通常采用化学调理方法，投加脱水絮凝剂使污泥胶质微粒表面 发生化学反应，中和污泥胶质微粒所带的电荷，促使污泥微粒凝聚成较大的 颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，强化脱水作用。
目前污水处理厂污泥一般采用聚丙烯酰胺(PAM)高分子絮凝剂调理后 经过离心或带式脱水，然而由于PAM长链吸附架桥容易形成团装而包裹一定 的水，脱水泥饼含水率高达80%左右，脱水后犹如“凉粉”般的污泥无法达 到力学指标，给后续污泥焚烧或填埋处置带来很大难度，而且PAM价格昂贵， 单体有剧毒性，易造成二次污染。因此，许多研究者寻找PAM的替代产品， 下面对现有污泥脱水调理剂相关的主要专利报道进行介绍。
CN 1621371公布的调理剂中有机高分子脱水调理剂含量高，成本较高。 石灰粉的投加量较少时，处理效果差或者成本高;石灰粉的投加量高时，脱 水效果虽然有所提高，但调质后的污泥呈高碱状态，污泥中的大量有机质必 然被损耗，不利于资源化利用。CN 101182095中公开了一种污泥脱水的高效 复合助滤剂，其原料组分多达9种之多，制备工艺复杂。CN 101100345A中 公开发表的脱水剂中表面活性剂最高用量达预处理含水污泥的5%， 水中必然会残留大量表面活性剂，造成二次污染。
发明内容
污泥的固有特性导致絮体颗粒间因聚集作用形成网状结构，在过 滤介质表面覆有较高的固形物，从而阻止了污泥的沉降与压缩，这就 要求对污泥进行过滤处理时要注意泥饼的压缩性。基于骨架构建体的 污泥调理剂可以在污泥中形成一个能够承受高压的骨架，从而改善其 结构和力学性能作，提高絮凝污泥脱水性能。通过对骨架构建体，尤 其是褐煤的物化研究发现，褐煤含有丰富的腐殖酸，其孔隙率高、反 应性强，是一种化学活性好的煤种，可以作为一种很好的碳基骨架构 建体用于污泥调理脱水方面。一方面，碎化后的碳基骨架构建体具有 较大的表面积，表面携带的电荷能改善污泥的脱水性能，另一方面， 碳基骨架构建体颗粒投加到污泥中，其骨架结构作为调理污泥的骨架 构建体，能增强絮体的强度，形成渗透、牢固性的晶格结构保证了机 械脱水过程中滤饼的通透性。一般而言，褐煤热值9540～12720千焦 /千克，锯末木屑热值约18000千焦/千克，生物秸秆热值14600～ 16200千焦/千克，煤矸石热值2300～16530千焦/千克，碳基骨架构 建体包括上述一种或几种物质组合而成。投加碳基复合调理剂后，能 增加污泥固含量，提高脱水泥饼的热值，有利于后续污泥泥饼的焚烧 处置。
基于以上的问题，本发明的目的在于提供一种基于骨架构建体的 污泥调理脱水剂在深度脱水方面应用的一种基于污泥焚烧的碳基污 泥复合调理脱水剂。
本发明通过以下技术措施实现的，一种基于污泥焚烧的碳基污泥 复合调理脱水剂，由碳基骨架构建体和少量助剂组成;其中碳基骨架 构建体的添加量为污泥重量的1%～5%，助剂的添加量为污泥重量的 0.03%～1.0%。
具体的，所述碳基骨架构建体为木屑、生物秸秆、褐煤、煤矸 石中的任一种或任意几种的混合物。
具体的，所述助剂为改善污泥颗粒性质的聚电解质、铁铝盐中 的任一种或任意几种的混合物。
更具体的，聚电解质为水溶性聚电解质
具体的，所述碳基骨架构建体粒径<1mm。
本发明还公开了使用上述的基于污泥焚烧的碳基污泥复合调理 脱水剂的污泥调理脱水的方法为：按添加量先将助剂溶解在适量的水 中，而后将助剂溶液投加到污泥中搅拌均匀，再投加添加量的粉粒状 碳基骨架构建物，混合均匀，然后经污泥脱水机脱水，即可得到高固 含量、高热值的泥饼。
本发明能有效提高污泥的脱水性能，并且原材料廉价易得，成本低， 工艺简单，无二次污染，无须经过干燥工艺即可制得含水率较低的干 化泥饼。
具体来说，本发明的特点为：
(1)本发明充分利用碳基骨架构建体特有的物化性质，一方面，经 碳基骨架构建体调理后污泥，比阻大大降低，提高泥饼的可过滤性， 增强污泥调理脱水效果，另一方面，经本发明调理，不改变污泥污水 的酸碱性，污泥污水呈中性，不损耗污泥中的有机质，该调理剂含有 大量含碳物质，保持了泥饼热值不下降，甚至略有上升，有利于泥饼 的焚烧处置。
(2)污泥经本复合调理剂调理后，其SRF(污泥比阻)下降至107～ 108s2/g，CST(污泥毛细吸水时间)下降至10s以下，大大改善了污 泥的过滤性能。
本发明的优点是：投加的少量助剂与污泥充分搅拌，絮凝中和 污泥电荷，再加上碳基骨架构建体表面携带的电荷，在两者的协同效 应下，可以降低污泥颗粒间的静电排斥和水合作用。同时，骨架构建 体颗粒与絮体间形成架桥作用，能增强絮体的强度，其形成的渗透、 牢固性的晶格结构保证了机械脱水过程中滤饼的通透性，降低了压缩 泥饼因压力释放而造成污泥膨胀或“海绵反弹”问题，进而提高过滤 和压缩阶段脱水速度，碳基骨架构建体的多孔粒状结构能吸附部分污 泥，构成一个均质骨架构建体，压缩后的泥饼含水率均匀，具有很好 的同质性，避免污泥在高压压滤时产生“爆板”或“跑泥”现象。