專利名稱：適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑及調理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于城市污水污泥處理技術領域，具體為一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑及使用方法。
技術背景國內污水處理廠采用的機械脫水方式可將污泥含水率降低到5%_85%之間。由于污泥含水率較高，難以滿足堆肥、填埋、熱解和焚燒等后續(xù)處置要求，而且減量化不顯著，增加了運輸成本以及難度。
隨著環(huán)境標準的逐次升級，焚燒處理所占的比例也越來越大。它可以使污泥中有機物全部碳化、燒死病原體，可以對含有重金屬或化學污染物的污泥實現完全的惰性化處理，可最大限度縮減污泥體積及減少污染，且焚燒后產生的飛灰可用做改良土壤、制作建材坐寸ο
污泥的含水率是制約污泥處理運行成本的關鍵因素，就焚燒處置方法來說，污泥含水率越高,熱值就越低、系統能耗就越大、運行成本也就越高。干化脫水的能耗及綜合運行費用都比較高，因此如何用機械方法降低污泥含水率一直是研究熱點。
城市污水處理廠污泥含水率約80%左右。之所以含有大量的水分除了裂隙水這一因素外，另有很大一部分原因在于顆粒表面特性和污泥團的結構。污泥顆粒表面吸附有各種荷電離子和由微生物在其代謝過程中分泌于細胞體外的胞外聚合物。這些污泥顆粒組成了污泥團，形成許許多多的毛細孔道，污泥顆粒表面所持的水份和毛細孔道中的水份都為結合水，這種結合水不能用單純的機械方法除掉。
裂隙水理論上很容易脫除，但由于污泥是由絮狀的膠體顆粒集合而成，顆粒很細而且很軟，當施加外力時，膠狀的微細顆粒就會堵住已形成的濾橋，增大過濾比阻；而且由于軟顆粒具有一定的壓縮性，當外力增加時，顆粒會在過濾介質表面形成一層空隙非常小的“幕”，從而使水無法通過，脫水因此異常困難。
污泥在機械脫水前添加化學藥劑進行調理，是本技術領域常用方法，通過對污泥的調理，以改變污泥粒子表 面的物化性質和組分，破壞污泥的膠體結構，減小與水的親和力，從而改善脫水性能。
中國專利CN1986788公開了一種污泥脫水的化學調理劑及其脫水方法，該方法以鐵鹽、鈣鹽或氧化鈣為化學調理劑，先將污泥加水調質，然后在調質后的污泥中先加鐵鹽，添加量為污泥的0.2-1.5%，并攪拌1-6分鐘；再加鈣鹽或氧化鈣，添加量為污泥的1-4.5%，并攪拌2-8分鐘。最后把調質好的污泥進行正壓脫水，保壓壓力1.0-1.2MPa，保壓時間為45-90分鐘后卸壓放料，正壓脫水后污泥的含水率為50-60%。該方法采用的化學調理劑主要是鐵鹽、鈣鹽或氧化鈣，調理后污泥呈強堿性，有機物流失多；同時添加較多的無機物，會造成熱值下降，灰分增加。尤其添加了生石灰類的堿性物質后，會對電廠的爐膛產生腐蝕、結垢等影響，難以滿足焚燒要求。
中國專利CN101367600A公開了一種用于污泥脫水的添加劑及污泥脫水方法，其中，添加劑包括重量比為污泥固含物的1.42-2.07%的季銨鹽陽離子表面活性劑、重量比為污泥固含物的4.92-10.18%的絮凝劑、重量比為污泥固含物的5-10%的助劑；助劑為食用菇采摘后的培養(yǎng)基。采用的調理劑主要是表面活性劑、絮凝劑及無機鹽類助劑，藥劑添加量較大且有較多的無機物，造成熱值下降，灰分增加，同時絮凝劑中聚合氯化鋁在焚燒過程中可能產生易腐蝕設備的氯離子。
發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種藥劑添加量少、污泥中有機物流失量低、脫水性能好以及能使脫水污泥能良好地銜接后續(xù)焚燒處置的污泥調理劑及使用方法。
本發(fā)明的技術方案為:使用一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑，包括季銨鹽陽離子表面活性劑、聚合硫酸鐵和助凝劑，其中季銨鹽陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨，添加量的重量比為污泥固含物的0.8% 2.58% ;聚合硫酸鐵添加量的重量比為污泥固含物的2.89Γ6.2% ;所述助凝劑為陽離子聚丙烯酰胺，添加量的重量比為污泥固含物的0.239Γ0.65%。上述污泥調理劑中，季銨鹽陽離子表面活性劑和聚合硫酸鐵二者任選一種，或者都選。
進一步地，所述助凝劑為陽離子聚丙烯酰胺，其使用前調配成0.2%質量濃度的溶液。
使用一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理方法，包括以下步驟， (1)將含水率重量比769Γ84%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率重量比為90°/Γ93%，加入污泥干物質含量0.8% 2.58%的季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，在4(Γ60轉/分鐘的攪拌速度下攪拌6 10分鐘； (2)加入污泥干物質含量2.89Γ6.2%的聚合硫酸鐵，在4(Γ60轉/分鐘的攪拌速度下攪拌8 12分鐘； (3)加入污泥干物質含量0.23%-0.65%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺，在3(Γ40轉/分鐘的攪拌速度下攪拌41分鐘，將攪拌均勻后的污泥混合液進行機械脫水。
上述步驟(I)和(2 )任選其一，或者兩個步驟都選。
本發(fā)明以添加量小的表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨和/或聚合硫酸鐵、以及助凝劑陽離子聚丙烯酰胺對城市生活污泥進行調理。其中十六烷基三甲基氯化銨有吸附微粒的能力，使污泥顆粒從膠體中分離出來，破壞污泥膠體的穩(wěn)定狀態(tài)，從而達到更好的聚沉效果；聚合硫酸鐵能夠中和粒子電荷，使微粒子聚集成小凝聚體；助凝劑陽離子聚丙烯酰胺為高分子有機絮凝劑，通過壓縮雙電層、吸附-電中和、吸附架橋及網鋪卷掃的作用來破壞污泥的膠體結構，減少泥水之間的親和力，使水從污泥顆粒表面分離出來。與現有技術相t匕，具有以下技術效果: (I)本發(fā)明相對于添加大量石灰等無機物調理劑，其調理劑添加量小，污泥有機物流失于濾液中的量相對較低，脫水污泥能夠良好地跟后續(xù)焚燒處置銜接起來。
(2)脫水污泥含水率可降至50-60% ;調理劑使得污泥的脫水性能得到改善，在陽光棚里堆放2-3天，脫水污泥含水率可降至40%以下。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一 步的闡述，其目的是為了更好理解本發(fā)明的內容。因此，實施例并不限制本發(fā)明的保護范圍。
提出一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑，包括季銨鹽陽離子表面活性劑和助凝劑，其中季銨鹽陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨，添加量的重量比為污泥固含物的0.89Γ2.58% ;所述助凝劑為陽離子聚丙烯酰胺，添加量的重量比為污泥固含物的0.239Γ0.65%。優(yōu)選地，所述助凝劑陽離子聚丙烯酰胺使用前調配成0.2%質量濃度的溶液。
還可以提出一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑，包括聚合硫酸鐵和助凝劑，其中聚合硫酸鐵添加量的重量比為污泥固含物的2.89Γ6.2%，所述助凝劑為陽離子聚丙烯酰胺，添加量的重量比為污泥固含物的0.239Γ0.65%。優(yōu)選地，還可以包括季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，其添加量的重量比為污泥固含物的0.8% 2.58%。優(yōu)選地，所述助凝劑為陽離子聚丙烯酰胺，其使用前調配成0.2%質量濃度的溶液。
本發(fā)明適用于污泥焚 燒處置的污泥調理方法的實施例如下: 實施例一: (1)將含水率重量比約80%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率重量比為91%，加入污泥干物質含量1.4%的季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，在50轉/分鐘的攪拌速度下攪拌10分鐘； (2)向步驟(I)調質處理后的污泥在40轉/分鐘的攪拌速度下加入污泥的干物質含量0.56%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺，加藥后在32轉/分鐘的攪拌速度下攪拌5分鐘，其中助凝劑使用前調配成0.2%質量濃度的溶液； (3)經調質處理后的污泥通過螺桿泵輸送至1.0mX 1.0m隔膜壓濾機進行污泥深度脫水，其中螺桿泵進料壓力大于1.0MPa,隔膜壓濾機的壓榨壓力大于1.5MPa，經深度脫水后，出泥泥餅的含水率為57.8%，泥餅與含水率重量比約80%，污泥的干基高位熱值間比值為94.6%，少量有機物流失于濾液中。
實施例二: (1)將含水率重量比約80%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率重量比為90%，加入污泥的干物質含量0.45%的季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，在50轉/分鐘的攪拌速度下攪拌6分鐘； (2)向步驟(I)調質處理后的污泥中加入污泥的干物質含量3.5%的聚合硫酸鐵，在40轉/分鐘的攪拌速度下攪拌10分鐘； (3)向步驟(2)調質處理后的污泥在40轉/分鐘的攪拌速度下加入污泥的干物質含量0.35%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺，加藥后在30轉/分鐘的攪拌速度下攪拌4分鐘，其中助凝劑使用前調配成0.2%質量濃度的溶液； (4)經調質處理后的污泥通過螺桿泵輸送至1.0mX 1.0m隔膜壓濾機進行污泥深度脫水，其中螺桿泵進料壓力大于1.0MPa，隔膜壓濾機的壓榨壓力大于1.5MPa，經深度脫水后，出泥泥餅的含水率為54.9%，泥餅與含水率重量比約80%，污泥的干基高位熱值間比值為103.8%，流失的有機物較少。
實施例三 (1)將含水率約80%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率為92.5%，加入污泥的干物質含量0.75%的季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，在40轉/分鐘的攪拌速度下攪拌8分鐘； (2)向步驟(I)調質處理后的污泥中加入污泥的干物質含量2.8%的聚合硫酸鐵，在40轉/分鐘的攪拌速度下攪拌10分鐘； (3)向步驟(2)調質處理后的污泥在40轉/分鐘的攪拌速度下加入污泥的干物質含量0.45%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺，加藥后在30轉/分鐘的攪拌速度下攪拌6分鐘，其中助凝劑使用前調配成0.2%質量濃度的溶液； (4)經調質處理后的污泥通過螺桿泵輸送至1.0mX 1.0m隔膜壓濾機進行污泥深度脫水，其中螺桿泵進料壓力大于1.0MPa，隔膜壓濾機的壓榨壓力大于1.5MPa，經深度脫水后，出泥泥餅的含水率為58.9%，泥餅與含水率重量比約80%污泥的干基高位熱值間比值為100.1%，流失的有機物較少。
實施例四 (1)將含水率約80%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率為90%，加入污泥的干物質含量5.2%的聚合硫酸鐵，在50轉/分鐘的攪拌速度下攪拌12分鐘； (2)向步驟(I)調質處理后的污泥在40轉/分鐘的攪拌速度下加入污泥的干物質含量0.3%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺，加藥后在30轉/分鐘的攪拌速度下攪拌5分鐘，其中助凝劑使用前調配成0.2%質量濃度的溶液； (3)經調質處理后的污泥通過螺桿泵輸送至1.0mX 1.0m隔膜壓濾機進行污泥深度脫水，其中螺桿泵進料壓力大于1.0MPa，隔膜壓濾機的壓榨壓力大于1.5MPa，經深度脫水后，出泥泥餅的含水率為53.6%，泥餅與含水率重量比約80%污泥的干基高位熱值間比值為92.8%，少量有機物流失于濾液中。
以上內容是結合具體的優(yōu)選技術方案對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保 護范圍。
權利要求
1.一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑，其特征在于:包括季銨鹽陽離子表面活性劑和助凝劑，其中季銨鹽陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨，添加量的重量比為污泥固含物的0.8% 2.58% ;所述助凝劑為陽離子聚丙烯酰胺，添加量的重量比為污泥固含物的 0.23% 0.65%。
2.根據權利要求1所述的適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑，其特征在于:所述助凝劑陽離子聚丙烯酰胺使用前調配成0.2%質量濃度的溶液。
3.一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑，其特征在于:包括聚合硫酸鐵和助凝劑，其中聚合硫酸鐵添加量的重量比為污泥固含物的2.89Γ6.2%，所述助凝劑為陽離子聚丙烯酰胺，添加量的重量比為污泥固含物的0.239Γ0.65%。
4.根據權利要求3所述的適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑，其特征在于:還包括季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，其添加量的重量比為污泥固含物的0.8% 2.58%ο
5.根據權利要求3所述的適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑，其特征在于:所述助凝劑為陽離子聚丙烯酰胺，其使用前調配成0.2%質量濃度的溶液。
6.一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理方法，其特征在于:包括以下步驟， (1)將含水率重量比769Γ84%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率重量比為90°/Γ93%，加入污泥干物質含量0.8% 2.58%的季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，在4(Γ60轉/分鐘的攪拌速度下攪拌6 10分鐘； (2)向經過步驟(I)處理后的污泥加入污泥干物質含量0.239Γ0.65%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺，在3(Γ40轉/分鐘的攪拌速度下攪拌Γ8分鐘，將攪拌均勻后的污泥混合液進行機械脫水。
7.一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理方法，其特征在于:包括以下步驟， (I)將含水率重量比769Γ84%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率重量比為90% 93%，加入污泥干物質含量2.89Γ6.2%的聚合硫酸鐵，在40 60轉/分鐘的攪拌速度下攪拌12分鐘； (3)向經過步驟(I)調質處理后的污泥加入污泥的干物質含量0.239Γ0.65%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺，在3(Γ40轉/分鐘的攪拌速度下攪拌Γ8分鐘，將攪拌均勻后的污泥混合液進行機械脫水。
8.一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理方法，其特征在于:依次包括以下步驟， (1)將含水率重量比7 69Γ84%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率重量比為90°/Γ93%，加入污泥干物質含量0.8% 2.58%的季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨，在4(Γ60轉/分鐘的攪拌速度下攪拌6 10分鐘； (2)加入污泥干物質含量2.8% 6.2%的聚合硫酸鐵，在4(Γ60轉/分鐘的攪拌速度下攪拌8 12分鐘； (3)加入污泥干物質含量0.23%-0.65%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺，在3(Γ40轉/分鐘的攪拌速度下攪拌41分鐘，將攪拌均勻后的污泥混合液進行機械脫水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于污泥焚燒處置的污泥調理劑及調理方法，包括以下步驟，(1)將含水率重量比76%~84%的污泥引入攪拌罐，加水至污泥含水率重量比為90%~93%，加入污泥干物質含量0.8%~2.58%的季銨鹽陽離子表面活性劑十六烷基三甲基氯化銨攪拌；(2)加入污泥干物質含量2.8%~6.2%的聚合硫酸鐵攪拌；(3)加入污泥干物質含量0.23%-0.65%的助凝劑陽離子聚丙烯酰胺攪拌，將攪拌均勻后的污泥混合液進行機械脫水。上述步驟(1)和(2)任選其一，或者兩個步驟都選。本發(fā)明具有以下技術效果調理劑添加量小，污泥有機物流失于濾液中的量相對較低；脫水污泥含水率可降至50-60%。
文檔編號C02F11/14GK103145313SQ201310016780
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權日2013年1月17日
發(fā)明者羅文群, 梁海峰, 汪春霞, 孫業(yè)政, 楊文清, 李文紅 申請人:東江環(huán)保股份有限公司