專利名稱：基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及污泥處理技術，尤其是涉及基于碳基骨架構建體的污泥調(diào)理脫水劑在深度脫水方面應用的一種基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑。
背景技術：
污泥是城市生活污水處理的必然產(chǎn)物，其產(chǎn)生量越來越大，污泥的處理與處置已經(jīng)成為一個亟待解決的瓶頸問題。脫水是任何處理處置方式都必須經(jīng)歷的過程，通常采用化學調(diào)理方法，投加脫水絮凝劑使污泥膠質(zhì)微粒表面發(fā)生化學反應，中和污泥膠質(zhì)微粒所帶的電荷，促使污泥微粒凝聚成較大的顆粒絮體，同時使水從污泥顆粒中分離出來，強化脫水作用。目前污水處理廠污泥一般采用聚丙烯酰胺(PAM)高分子絮凝劑調(diào)理后經(jīng)過離心或帶式脫水，然而由于PAM長鏈吸附架橋容易形成團裝而包裹一定的水，脫水泥餅含水率高達80%左右，脫水后猶如“涼粉”般的污泥無法達到力學指標，給后續(xù)污泥焚燒或填埋處置帶來很大難度，而且PAM價格昂貴，單體有劇毒性，易造成二次污染。因此，許多研究者尋找PAM的替代產(chǎn)品，下面對現(xiàn)有污泥脫水調(diào)理劑相關的主要專利報道進行介紹。CN 1621371公布的調(diào)理劑中有機高分子脫水調(diào)理劑含量高，成本較高。石灰粉的投加量較少時，處理效果差或者成本高；石灰粉的投加量高時，脫水效果雖然有所提高， 但調(diào)質(zhì)后的污泥呈高堿狀態(tài)，污泥中的大量有機質(zhì)必然被損耗，不利于資源化利用。CN 101182095中公開了一種污泥脫水的高效復合助濾劑，其原料組分多達9種之多，制備工藝復雜。CN 101100345A中公開發(fā)表的脫水劑中表面活性劑最高用量達預處理含水污泥的 5 %，水中必然會殘留大量表面活性劑，造成二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
污泥的固有特性導致絮體顆粒間因聚集作用形成網(wǎng)狀結(jié)構，在過濾介質(zhì)表面覆有較高的固形物，從而阻止了污泥的沉降與壓縮，這就要求對污泥進行過濾處理時要注意泥餅的壓縮性?；诠羌軜嫿w的污泥調(diào)理劑可以在污泥中形成一個能夠承受高壓的骨架， 從而改善其結(jié)構和力學性能作，提高絮凝污泥脫水性能。通過對骨架構建體，尤其是褐煤的物化研究發(fā)現(xiàn)，褐煤含有豐富的腐殖酸，其孔隙率高、反應性強，是一種化學活性好的煤種，可以作為一種很好的碳基骨架構建體用于污泥調(diào)理脫水方面。一方面，碎化后的碳基骨架構建體具有較大的表面積，表面攜帶的電荷能改善污泥的脫水性能，另一方面，碳基骨架構建體顆粒投加到污泥中，其骨架結(jié)構作為調(diào)理污泥的骨架構建體，能增強絮體的強度， 形成滲透、牢固性的晶格結(jié)構保證了機械脫水過程中濾餅的通透性。一般而言，褐煤熱值 9540 12720千焦/千克，鋸末木屑熱值約18000千焦/千克，生物秸稈熱值14600 16200 千焦/千克，煤矸石熱值2300 16530千焦/千克，碳基骨架構建體包括上述一種或幾種物質(zhì)組合而成。投加碳基復合調(diào)理劑后，能增加污泥固含量，提高脫水泥餅的熱值，有利于后續(xù)污泥泥餅的焚燒處置。
基于以上的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于骨架構建體的污泥調(diào)理脫水劑在深度脫水方面應用的一種基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑。本發(fā)明通過以下技術措施實現(xiàn)的，一種基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑，由碳基骨架構建體和少量助劑組成；其中碳基骨架構建體的添加量為污泥重量的
5%，助劑的添加量為污泥重量的0. 03% 1.0%。具體的，所述碳基骨架構建體為木屑、生物秸稈、褐煤、煤矸石中的任一種或任意幾種的混合物。具體的，所述助劑為改善污泥顆粒性質(zhì)的聚電解質(zhì)、鐵鋁鹽中的任一種或任意幾種的混合物。更具體的，聚電解質(zhì)為水溶性聚電解質(zhì)具體的，所述碳基骨架構建體粒徑< 1mm。本發(fā)明還公開了使用上述的基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑的污泥調(diào)理脫水的方法為按添加量先將助劑溶解在適量的水中，而后將助劑溶液投加到污泥中攪拌均勻，再投加添加量的粉粒狀碳基骨架構建物，混合均勻，然后經(jīng)污泥脫水機脫水，即可得到高固含量、高熱值的泥餅。本發(fā)明能有效提高污泥的脫水性能，并且原材料廉價易得，成本低，工藝簡單，無二次污染，無須經(jīng)過干燥工藝即可制得含水率較低的干化泥餅。具體來說，本發(fā)明的特點為(1)本發(fā)明充分利用碳基骨架構建體特有的物化性質(zhì)，一方面，經(jīng)碳基骨架構建體調(diào)理后污泥，比阻大大降低，提高泥餅的可過濾性，增強污泥調(diào)理脫水效果，另一方面，經(jīng)本發(fā)明調(diào)理，不改變污泥污水的酸堿性，污泥污水呈中性，不損耗污泥中的有機質(zhì)，該調(diào)理劑含有大量含碳物質(zhì)，保持了泥餅熱值不下降，甚至略有上升，有利于泥餅的焚燒處置。(2)污泥經(jīng)本復合調(diào)理劑調(diào)理后，其SRF(污泥比阻)下降至IO7 108s2/g，CST(污泥毛細吸水時間)下降至IOs以下，大大改善了污泥的過濾性能。本發(fā)明的優(yōu)點是投加的少量助劑與污泥充分攪拌，絮凝中和污泥電荷，再加上碳基骨架構建體表面攜帶的電荷，在兩者的協(xié)同效應下，可以降低污泥顆粒間的靜電排斥和水合作用。同時，骨架構建體顆粒與絮體間形成架橋作用，能增強絮體的強度，其形成的滲透、牢固性的晶格結(jié)構保證了機械脫水過程中濾餅的通透性，降低了壓縮泥餅因壓力釋放而造成污泥膨脹或“海綿反彈”問題，進而提高過濾和壓縮階段脫水速度，碳基骨架構建體的多孔粒狀結(jié)構能吸附部分污泥，構成一個均質(zhì)骨架構建體，壓縮后的泥餅含水率均勻，具有很好的同質(zhì)性，避免污泥在高壓壓濾時產(chǎn)生“爆板”或“跑泥”現(xiàn)象。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1 用褐煤碳基污泥復合調(diào)理脫水劑對污泥的調(diào)理，向混合污泥中投加重量0. 1 %的鐵鹽后，在轉(zhuǎn)速300rpm下充分攪拌30s，然后再投加重量1. 9%的褐煤，在轉(zhuǎn)速IOOrpm下充分攪拌5min，完成污泥調(diào)理。經(jīng)測試，SRF由原污泥的2.6X109s2/g下降至1.9X108S2/g， CST由原污泥的23. 6s下降至8. 5s，污泥過濾性能提高。
實施例2:用褐煤、木屑碳基污泥復合調(diào)理脫水劑對污泥的調(diào)理，向混合污泥中投加重量 0. 05 %的聚合硫酸鐵后，在轉(zhuǎn)速300rpm下充分攪拌30s，然后再投加重量1. 0 %的褐煤、 0.8%的木屑，在轉(zhuǎn)速IOOrpm下充分攪拌5min，完成污泥調(diào)理。經(jīng)測試，SRF由原污泥的 2. 6X 109s2/g下降至1. 4X 108s2/g，CST由原污泥的23. 6s下降至8. 7s，污泥過濾性能提高。實施例3 用褐煤、木屑碳基污泥復合調(diào)理脫水劑對污泥的調(diào)理，向混合污泥中投加重量 0. 1 %的鐵鹽后，在轉(zhuǎn)速300rpm下充分攪拌30s，然后投加重量2. 0 %的褐煤、1 %的木屑和0. 02%的聚電解質(zhì)，在轉(zhuǎn)速IOOrpm下充分攪拌5min，完成污泥調(diào)理。SRF由原污泥的 2. 6X109s2/g下降至2. 0X108s2/g，CST由原污泥的23. 6s下降至7. 8s，污泥過濾性能提高。實施例4 用煤矸石、生物秸稈碳基污泥復合調(diào)理脫水劑對污泥的調(diào)理，向混合污泥中投加重量0. 3 %的鐵鹽后，在轉(zhuǎn)速300rpm下充分攪拌30s，然后再投加重量2 %的煤矸石和2. 5%的生物秸稈，在轉(zhuǎn)速IOOrpm下充分攪拌5min，測量其比阻發(fā)現(xiàn)，SRF由原污泥的 2.6X109s2/g下降至2. 3X 108s2/g，CST由原污泥的23. 6s下降至7. 5s，調(diào)理后污泥的過濾性能提高。實施例5 用褐煤、煤矸石碳基污泥復合調(diào)理脫水劑對污泥的調(diào)理，向混合污泥中投加重量0. 03 %的聚合硫酸鐵后，在轉(zhuǎn)速300rpm下充分攪拌30s，然后再投加重量2. O %的褐煤、1.5%的煤矸石，在轉(zhuǎn)速IOOrpm下充分攪拌5min，測量其比阻發(fā)現(xiàn)，SRF由原污泥的 2.6X109s2/g下降至2. 3X 108s2/g，CST由原污泥的23. 6s下降至6. 8s，調(diào)理后污泥的過濾性能提高。實施例6 用褐煤、生物秸稈碳基污泥復合調(diào)理脫水劑對污泥的調(diào)理，向混合污泥中投加重量1. 5 %的褐煤和0. 8 %的鐵鹽后，在轉(zhuǎn)速300rpm下充分攪拌3min，然后再投加重量
0.02%的聚電解質(zhì)和1. 5%的生物秸稈，在轉(zhuǎn)速IOOrpm下充分攪拌5min，測量其比阻發(fā)現(xiàn)， SRF由原污泥的2. 6X109s2/g下降至1. OX 108s2/g，CST由原污泥的23. 6s下降至5. 3s，調(diào)理后污泥的過濾性能提高。實施例7:用木屑、生物秸稈碳基污泥復合調(diào)理脫水劑對污泥的調(diào)理，向混合污泥中投加重量2 %的木屑和0. 3 %的鐵鹽后，在轉(zhuǎn)速300rpm下充分攪拌3min，然后再投加重量0. 02 % 的聚電解質(zhì)和2. 5%的生物秸稈，在轉(zhuǎn)速IOOrpm下充分攪拌5min，測量其比阻發(fā)現(xiàn)，SRF由原污泥的2.6X109s2/g下降至2. 3X 108s2/g，CST由原污泥的23. 6s下降至6. Os，調(diào)理后污泥的過濾性能提高。實施例8 用褐煤、木屑和煤矸石碳基污泥復合調(diào)理脫水劑對污泥的調(diào)理，向混合污泥中投加重量0. 4%的鐵鹽后，在轉(zhuǎn)速300rpm下充分攪拌30s，然后再投加重量3. O%的褐煤和
1.O%的木屑和0. 6%煤矸石，在轉(zhuǎn)速IOOr pm下充分攪拌5min，測量其比阻發(fā)現(xiàn)，SRF由原污泥的2. 6X 109s2/g下降至2. 3X 108s2/g，CST由原污泥的23. 6s下降至7. Os，調(diào)理后污泥的過濾性能提高。 以上是對本發(fā)明基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑及調(diào)理脫水方法其進行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，任何未背離本發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑，其特征在于由碳基骨架構建體和少量助劑組成；其中碳基骨架構建體的添加量為污泥重量的 5%，助劑的添加量為污泥重量的0. 03% 1. 0%。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑，其特征在于所述碳基骨架構建體為木屑、生物秸稈、褐煤、煤矸石中的任一種或任意幾種的混合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑，其特征在于所述助劑為改善污泥顆粒性質(zhì)的聚電解質(zhì)、鐵鋁鹽中的任一種或任意幾種的混合物。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑，其特征在于所述聚電解質(zhì)為水溶性聚電解質(zhì)。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑，其特征在于所述碳基骨架構建體粒徑< 1mm。
6.使用權利要求1所述的基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑的污泥調(diào)理脫水的方法為按添加量先將助劑溶解在適量的水中，而后將助劑溶液投加到污泥中攪拌均勻， 再投加添加量的粉粒狀碳基骨架構建物，混合均勻，然后經(jīng)污泥脫水機脫水，即可得到高固含量、高熱值的泥餅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于污泥焚燒的碳基污泥復合調(diào)理脫水劑，由碳基骨架構建體和少量助劑組成；其中碳基骨架構建體的添加量為污泥重量的1％～5％，助劑的添加量為污泥重量的0.03％～1.0％。所述碳基骨架構建體為木屑、生物秸稈、褐煤、煤矸石中的任一種或任意幾種的混合物。本發(fā)明使用的碳基骨架構建體和助劑可以降低污泥顆粒間的靜電排斥作用和水合作用，其多孔粒狀結(jié)構能吸附部分污泥，形成滲透、牢固性的晶格結(jié)構，保證了機械脫水過程中濾餅的通透性，提高了過濾和壓縮階段的脫水速度。其構成的均質(zhì)骨架使壓縮泥餅含水率均勻，具有很好的同質(zhì)性。本發(fā)明具有投加量少、污泥可過濾性能好、脫水效率高、泥餅含固量等特點，其組成中含有的碳基物質(zhì)，增加了泥餅的熱值，有利于后續(xù)泥餅的焚燒處置。
文檔編號C02F11/14GK102452781SQ201010516310
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者何姝, 劉歡, 時亞飛, 李亞林, 楊家寬, 王榮 申請人:華中科技大學, 宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司