申请日2018.12.13
公开(公告)日2019.02.19
IPC分类号C02F11/147; C02F11/123; C02F11/122
摘要
本发明公开了一种印染污泥快速过滤脱水的方法，包括以下步骤：将污泥浓缩至固含量5%以上，投加酸并混合均匀，调节pH为2‑4;向污泥中加入玻璃化温度高于室温10‑50℃的水性高分子共聚物，混合后反应10‑30min;将污泥泵入连续运转的脱水滤带上，预脱水1‑2min;加热污泥，使温度升高至水性高分子共聚物的Tg以上，使共聚物分子链卷曲，构成污泥层内透水孔道;至污泥层形变充分后由下向上冷却至温度低于水性高分子共聚物Tg以下0‑10℃，使共聚物分子链硬化后形成立体网络结构，支撑污泥层内形成的透水孔道，降低污泥比阻;真空抽滤或压滤快速脱水1‑5min，形成脱水泥饼，脱出水与进入脱水机滤带前的污泥热交换，节约热能。
权利要求书
1.一种印染污泥快速过滤脱水的方法，其特征在于，利用向污泥中添加的温度响应性水性高分子共聚物对温度的响应通过温度变化改变其物理状态，降低污泥比阻，使印染污泥快速过滤脱水，包括以下步骤：
(1)将废印染水处理产生的污泥浓缩至固含量5%以上，向污泥中投加酸并混合均匀，调节pH为2-4;
(2)边搅拌边向污泥中加入玻璃化温度(Tg)高于室温10-50℃的温度响应性水性高分子共聚物，混合后反应10-30min，使加入的温度响应性水性高分子共聚物的水溶性基团—COONR4，脱去[NR4]+，结合氢离子，降低温度响应性水性高分子共聚物的水溶性，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合;
(3)将污泥泵入连续运转的脱水滤带上分布均匀，预脱水1-2min;
(4)从底部加热污泥，使温度升高至温度响应性水性高分子共聚物的Tg以上20-40℃，使析出的温度响应性水性高分子共聚物改变其物理状态分子链卷曲，黏结污泥颗粒，带动污泥颗粒变形收缩，形成由污泥层底部向上不断增大的污泥颗粒间孔隙，构成并增大污泥层内透水孔道;
(5)至污泥层形变充分后从污泥层底部由下向上逐步冷却至温度低于温度响应性水性高分子共聚物Tg以下0-10℃，使污泥层内共聚物分子链改变其物理状态转变成玻璃态，硬化后形成立体网络结构，支撑污泥层内形成的透水孔道，防止孔道变形，降低污泥比阻，加快污泥脱水;
(6)真空抽滤或压滤快速脱水1-5min，形成脱水泥饼，脱出水与进入脱水机滤带前的污泥热交换，节约热能。
2.根据权利要求1所述的一种印染污泥快速过滤脱水的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的污泥浓缩采用压缩沉淀浓缩或气浮浓缩方式的任一种。
3.根据权利要求1所述的一种印染污泥快速过滤脱水的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的酸为无机酸或有机酸，若为有机酸其电离度应大于聚丙烯酸中羧酸基的电离度。
4.根据权利要求1所述的一种印染污泥快速过滤脱水的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的温度响应性水性高分子共聚物由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺中的几种软、硬单体共聚形成，并通过单体摩尔比控制Tg。
5.根据权利要求1所述的一种印染污泥快速过滤脱水的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的加热是指采用电加热、蒸汽加热、红外线加热或微波加热方式的任一种或其联合加热的方式。
6.根据权利要求1所述的一种印染污泥快速过滤脱水的方法，其特征在于，所述步骤(5)中的冷却采用由下向上喷吹冷水或空气的方式。
说明书
一种印染污泥快速过滤脱水的方法
技术领域
本发明属于环境保护中的污泥处理技术领域，特别涉及一种污印染泥快速过滤脱水的方法。
背景技术
污泥的脱水一直是世界性难题，特别是印染工业有机污泥中含有大量有机物，其亲水性强，结合水含量高，由于污泥比阻高，有机物结合水含量高，进行过滤脱水时脱水速率慢，泥饼含水率高。
目前对于污泥脱水性能的改善，主要包括热调理、冻融处理，高温热水解、投加絮凝剂增大絮体颗粒等方法，但效果普遍不甚理想，仍然存在脱水速率慢的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种印染污泥快速过滤脱水的方法，通过降低污泥比阻，提高有机污泥过滤脱水速度。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方法为：
一种印染污泥快速过滤脱水的方法，其特征在于，利用向污泥中添加的温度响应性水性高分子共聚物对温度的响应通过温度变化改变其物理状态，降低污泥比阻，使印染污泥快速过滤脱水，包括以下步骤：
(1)将废水处理产生的污泥浓缩至固含量5%以上，向污泥中投加酸并混合均匀，调节pH为2-4;
(2)边搅拌边向污泥中加入玻璃化温度(Tg)高于室温10-50℃的温度响应性水性高分子共聚物，投加量为10-30mg/g污泥，混合后反应10-30min，使加入的温度响应性水性高分子共聚物的水溶性基团—COONR4，脱去[NR4]+，结合氢离子，降低温度响应性水性高分子共聚物的水溶性，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合;
(3)将污泥泵入连续运转的脱水滤带上分布均匀，预脱水1-2min;
(4)从底部加热污泥，使温度升高至温度响应性水性高分子共聚物的Tg以上20-40℃，使析出的温度响应性水性高分子共聚物改变其物理状态，分子链卷曲，黏结污泥颗粒，带动污泥颗粒变形收缩，形成由污泥层底部向上不断增大的污泥颗粒间孔隙，构成并增大污泥层内透水孔道;
(5)至污泥层形变充分后从污泥层底部由下向上逐步冷却至温度低于温度响应性水性高分子共聚物Tg以下0-10℃，使污泥层内共聚物分子链改变其物理状态，转变成玻璃态，硬化后形成立体网络结构，支撑污泥层内形成的透水孔道，防止孔道变形，降低污泥比阻，加快污泥脱水;
(6)真空抽滤或压滤快速脱水1-5min，形成脱水泥饼，脱出水与进入脱水机滤带前的污泥热交换，节约热能。
有益效果：
a.污泥经本方法处理，污泥比阻可降低为原来的1-6%，由难过率污泥转变成为易过滤污泥，过滤速率大为加快，过滤时间大为缩短。
b. 以水相中酸析形成的温度响应性高分子共聚物通过对温度的响应在玻璃化温度上下物理状态的转变实现软化吸附黏结污泥—污泥保温变形制孔—硬化支撑透水孔道作用。析出的温度响应性水性高分子共聚物分子链库伦斥力降低，受热后发生蜷缩作用，可粘结污泥，带动污泥颗粒高度团聚并变形收缩，形成污泥颗粒间孔隙构成过滤脱水时的脱水孔道，而且冷却硬化后支撑脱水通道，可减少过滤脱水时污泥孔隙变形、坍塌，降低污泥比阻。
c. 析出的温度响应性共聚物中的羧基可与污泥颗粒的亲水基作用，改变污泥表面性能，降低污泥颗粒与水之间的作用力，同时共聚物柔性链段中的甲基、乙基、酯基等疏水基团进一步提高污泥颗粒的憎水性，增加泥水间斥力，降低浓缩污泥中结合水的含量，利于污泥脱水。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
(1)将印染废水处理产生的污泥浓缩至固含量5%以上，向污泥中投加93%的浓硫酸酸并混合均匀，调节pH为3.2;
(2)边搅拌边向污泥中加入玻璃化温度(Tg)高于室温40℃的温度响应性水性高分子共聚物，投加量为30mg/g污泥，混合后反应30min，使加入的温度响应性水性高分子共聚物的水溶性基团—COONR4，脱去[NR4]+，结合氢离子，降低温度响应性水性高分子共聚物的水溶性，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合;
(3)将污泥泵入连续运转的脱水滤带上分布均匀，预脱水1min;
(4)从底部加热污泥，使温度升高至温度响应性水性高分子共聚物的Tg以上30℃，使析出的温度响应性水性高分子共聚物分子链卷曲，黏结污泥颗粒，带动污泥颗粒变形收缩，形成由污泥层底部向上不断增大的污泥颗粒间孔隙，构成并增大污泥层内透水孔道;
(5)至污泥层形变充分后从污泥层底部由下向上逐步冷却至温度低于温度响应性水性高分子共聚物Tg以下10℃，使污泥层内共聚物分子链转变成玻璃态，硬化后形成立体网络结构，支撑污泥层内形成的透水孔道，防止孔道变形，降低污泥比阻，加快污泥脱水;
(6)真空抽滤或压滤快速脱水3min，形成脱水泥饼，脱出水与进入脱水机滤带前的污泥热交换，节约热能。
脱水测试结果表明，达到相同的泥饼固含率，脱水时间可缩短短80%以上，加快了脱水速率。
实施例2
(1)将印染废水处理产生的污泥浓缩至固含量5%以上，向污泥中投加甲酸并混合均匀，调节pH为4;
(2)边搅拌边向污泥中加入玻璃化温度(Tg)高于室温40℃的温度响应性水性高分子共聚物，投加量为20mg/g污泥，混合后反应15min，使加入的温度响应性水性高分子共聚物的水溶性基团—COONR4，脱去[NR4]+，结合氢离子，降低温度响应性水性高分子共聚物的水溶性，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合;
(3)将污泥泵入连续运转的脱水滤带上分布均匀，预脱水1min;
(4)从底部加热污泥，使温度升高至温度响应性水性高分子共聚物的Tg以上20℃，使析出的温度响应性水性高分子共聚物分子链卷曲，黏结污泥颗粒，带动污泥颗粒变形收缩，形成由污泥层底部向上不断增大的污泥颗粒间孔隙，构成并增大污泥层内透水孔道;
(5)至污泥层形变充分后从污泥层底部由下向上逐步冷却至温度低于温度响应性水性高分子共聚物Tg以下5℃，使污泥层内共聚物分子链转变成玻璃态，硬化后形成立体网络结构，支撑污泥层内形成的透水孔道，防止孔道变形，降低污泥比阻，加快污泥脱水;
(6)真空抽滤或压滤快速脱水5min，形成脱水泥饼，脱出水与进入脱水机滤带前的污泥热交换，节约热能。
脱水测试结果表明，达到相同的泥饼含固率，脱水时间缩短80%以上，加快了脱水速率。
实施例3
一种印染污泥快速过滤脱水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废水处理产生的污泥浓缩至固含量5%以上，向污泥中投加50%的盐酸并混合均匀，调节pH为2.5;
(2)边搅拌边向污泥中加入玻璃化温度(Tg)高于室温30℃的温度响应性水性高分子共聚物，投加量为20mg/g污泥，混合后反应10-min，使加入的温度响应性水性高分子共聚物的水溶性基团—COONR4，脱去[NR4]+，结合氢离子，降低温度响应性水性高分子共聚物的水溶性，使共聚物分子充分析出并与污泥颗粒通过范德华力作用吸附结合;
(3)将污泥泵入连续运转的脱水滤带上分布均匀，预脱水1min;
(4)从底部加热污泥，使温度升高至温度响应性水性高分子共聚物的Tg以上20℃，使析出的温度响应性水性高分子共聚物分子链卷曲，黏结污泥颗粒，带动污泥颗粒变形收缩，形成由污泥层底部向上不断增大的污泥颗粒间孔隙，构成并增大污泥层内透水孔道;
(5)至污泥层形变充分后从污泥层底部由下向上逐步冷却至温度低于温度响应性水性高分子共聚物Tg以下10℃，使污泥层内共聚物分子链转变成玻璃态，硬化后形成立体网络结构，支撑污泥层内形成的透水孔道，防止孔道变形，降低污泥比阻，加快污泥脱水;
(6)真空抽滤或压滤快速脱水2min，形成脱水泥饼，脱出水与进入脱水机滤带前的污泥热交换，节约热能。
脱水测试结果表明，达到相同的泥饼含固率，脱水时间缩短短80%以上，加快了脱水速率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。