一種鐵鹽污泥脫水劑以及污泥脫水方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種鐵鹽污泥脫水劑以及污泥脫水方法。上述鐵鹽污泥脫水劑包括第一組分和第二組分，其中，所述第一組分為硫酸亞鐵，第二組分為氧化鈣和氧化鎂的混合物。本發(fā)明還提供了一種污泥脫水方法，其是采用上述鐵鹽污泥脫水劑對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理的方法。本發(fā)明提供的鐵鹽污泥脫水劑以及污泥脫水方法具有脫水時(shí)間短、脫水成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種鐵鹽污泥脫水劑以及污泥脫水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵鹽污泥脫水劑以及利用上述鐵鹽污泥脫水劑的污泥脫水方法，屬于環(huán)保【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]污泥是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的一種粘稠狀物質(zhì)，它以好氧、厭氧微生物為主體，同時(shí)也混入有原污水中帶有的泥砂、纖維、動(dòng)植物殘?bào)w及吸附在其上的有機(jī)物、金屬、病菌、蟲(chóng)卵、膠質(zhì)等多種復(fù)雜的混合體。對(duì)于大型城市的污水處理廠來(lái)說(shuō)，由于有大量的工業(yè)廢水排入系統(tǒng)，造成污水污泥中的重金屬含量偏高，其中銅、鋅含量往往接近或超過(guò)污泥作為農(nóng)用堆肥的接納標(biāo)準(zhǔn)，從污水處理廠排出的污泥一般是一種松散的、含水量在95%-99%的膠溶狀膏體物，具有比重輕(小于等于lkg/cm3)、體積龐大(是所含固體物體積的數(shù)十倍)、觸變性強(qiáng)(不易脫水)、具有極易腐敗惡臭的理化特點(diǎn)，因而十分不利于處理與運(yùn)輸。
[0003]目前國(guó)內(nèi)污泥的處置方法主要有堆肥、填埋、焚燒和制造建筑材料等。從環(huán)境污染、衛(wèi)生安全和經(jīng)濟(jì)有效等方面考慮，無(wú)論哪種處置方式都存在弊端。
[0004]由于污泥的孔隙率很低，含水率又很高，難以采用生活垃圾堆肥應(yīng)用的強(qiáng)制通風(fēng)方法進(jìn)行堆肥，為此需要加入大量木屑等調(diào)理劑來(lái)增加孔隙率和降低含水率，導(dǎo)致體積明顯增大，操作困難，運(yùn)行成本高，堆肥時(shí)間即使多達(dá)20天，其產(chǎn)品仍然有惡臭，腐熟度小，無(wú)法達(dá)到國(guó)家農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。必須指出的是，未經(jīng)適當(dāng)處理的污泥是不允許農(nóng)用的，也無(wú)法作為綠化有機(jī)肥使用。
[0005]污泥焚燒也面臨一系列問(wèn)題，特別是由于污泥含水率太高，熱值很低。污泥焚燒過(guò)程中需要使用大量輔助燃料，使處理成本極高，設(shè)備投資大。國(guó)內(nèi)有一些污水處理廠建設(shè)了污泥焚燒設(shè)備，均因污泥熱值低、輔助燃料用量大、成本高而閑置。
[0006]污泥的脫水處理是近年來(lái)污泥的工業(yè)處理上普遍重視和使用較多的一種處理方法，它是指用物理和化學(xué)方法，添加少量藥劑和機(jī)械壓濾相結(jié)合方式將污水廠含水率80%的脫水污泥或含水率97%左右的濃縮污泥一次性降低至60%以下，干化后的污泥具有較高的熱值(熱值1000-2000kcal/kg)，具有較高的能源利用價(jià)值，可送至燃煤電廠或垃圾電廠與燃煤或生活垃圾混合焚燒發(fā)電，也可堆肥及土地、園林利用或制磚制陶粒等其它資源化利用。
[0007]穩(wěn)定化是將有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑浴⒌瓦w移性及低毒性的物質(zhì)過(guò)程。穩(wěn)定化一般可分為化學(xué)穩(wěn)定化和物理穩(wěn)定化?；瘜W(xué)穩(wěn)定化是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使有毒物質(zhì)變成不溶性化合物，使其在穩(wěn)定的晶格內(nèi)固定不動(dòng)；物理穩(wěn)定化是將污泥與一種疏松物料混合生成一種粗顆粒的固體。`
[0008]污泥的脫水處理和穩(wěn)定化一般同時(shí)進(jìn)行，其機(jī)理是向污泥中加入脫水劑，通過(guò)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)(如水化反應(yīng))，將有毒有害的物質(zhì)固定在固化形成的網(wǎng)鏈(晶格)中，使其轉(zhuǎn)化成類(lèi)似土壤或膠結(jié)強(qiáng)度很大的固體，可就地填埋或用作建筑材料等。污泥脫水處理技術(shù)既可用于特殊工業(yè)污泥，如含重金屬污泥，含油污泥，電鍍污泥、印染污泥等危險(xiǎn)廢物的脫水處理，也可用于城市污水處理廠產(chǎn)生的普通污泥的脫水處理。但是，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)污泥進(jìn)行脫水時(shí)仍存在脫水時(shí)間長(zhǎng)、脫水成本高、操作復(fù)雜等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種鐵鹽污泥脫水劑，該脫水劑含有鐵鹽，具有脫水時(shí)間短、脫水成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明的目 的還在于提供一種采用上述鐵鹽污泥脫水劑的污泥脫水方法。
[0011]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種鐵鹽污泥脫水劑，其包括第一組分和第二組分，其中，第一組分為硫酸亞鐵，第二組分為氧化鈣和氧化鎂的混合物。
[0012]在上述鐵鹽污泥脫水劑中，優(yōu)選地，第一組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的40-60%，第二組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的60-40%。第一組分和第二組分的含量之和為 100%O
[0013]在上述鐵鹽污泥脫水劑中，優(yōu)選地，第一組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的45-55%，第二組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的55-45%。第一組分和第二組分的含量之和為 100%ο
[0014]在上述鐵鹽污泥脫水劑中，優(yōu)選地，第一組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的50%，第二組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的50%。
[0015]在上述鐵鹽污泥脫水劑中，優(yōu)選地，以重量百分比計(jì)，在第二組分中，氧化鈣的含量為45-55wt%，氧化鎂的含量為55-45wt%。
[0016]在上述鐵鹽污泥脫水劑中，優(yōu)選地，以重量百分比計(jì)，在第二組分中，氧化鈣的含量為50%，氧化鎂的含量為50%，即氧化鈣和氧化鎂的質(zhì)量比為1:1。
[0017]本發(fā)明所提供的上述污泥脫水劑可以通過(guò)將第一組分和第二組分相混合制備得到，第二組分則可以由氧化鈣和氧化鎂相互混合得到。
[0018]本發(fā)明還提供了一種污泥脫水方法，其是采用上述鐵鹽污泥脫水劑對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理的方法。
[0019]在上述污泥脫水方法中，優(yōu)選地，鐵鹽污泥脫水劑的添加量占污泥總重量的1-2% ；更優(yōu)選地，鐵鹽污泥脫水劑的添加量占污泥總重量的1.5%。
[0020]在上述污泥脫水方法中，優(yōu)選地，鐵鹽污泥脫水劑的添加量占污泥總重量的8%。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，優(yōu)選地，上述污泥脫水方法包括以下步驟:
[0022]將鐵鹽污泥脫水劑與濃縮污泥混合，攪拌10-15分鐘；
[0023]利用高壓泵以小于1.0MPa的輸送壓力將添加了鐵鹽污泥脫水劑的污泥輸入污泥脫水機(jī)的濾板之間的空隙內(nèi)；在輸送過(guò)程中，隨著空隙內(nèi)污泥的逐漸增多，輸送壓力也需要逐漸提聞;
[0024]當(dāng)高壓泵的輸送壓力升高至1.0MPa時(shí)，停止輸送；
[0025]關(guān)閉污泥脫水機(jī)的進(jìn)泥閥門(mén)，向污泥脫水機(jī)的濾板之間的空隙內(nèi)注入壓力為
1.2-1.6MPa的清水對(duì)污泥進(jìn)行壓縮，使污泥被壓濾，得到半干泥餅。
[0026]在上述污泥脫水方法中，優(yōu)選地，所處理的污泥為含水率為95_97wt%的濃縮污泥
坐寸ο
[0027]在上述污泥脫水方法中，優(yōu)選地，輸送壓力從0.6MPa逐步升高至1.0MPa0[0028]本發(fā)明所提供的鐵鹽污泥脫水劑以及污泥脫水方法可以對(duì)污泥顆粒進(jìn)行表面化學(xué)改性，使污泥顆粒表面的水和毛細(xì)孔道中的束縛水成為自由水，從而可以通過(guò)機(jī)械壓濾將水分析出，達(dá)到使污泥脫水的目的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為實(shí)施例1的工藝流程示意圖；
[0030]圖2a和圖2b分別為CaO和Ml鐵鹽污泥脫水劑對(duì)重金屬的穩(wěn)定效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
[0032]實(shí)施例1
[0033]本實(shí)施例提供了一種鐵鹽污泥脫水劑，其包括第一組分和第二組分，其中:
[0034]第一組分為硫酸亞鐵，其含量占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的40% ；[0035]第二組分為氧化鎂和氧化鈣的混合物，二者的質(zhì)量比為1:1，第二組分的含量占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的60%。
[0036]該鐵鹽污泥脫水劑是采用槽式溶藥機(jī)混合3-5分鐘制備得到的。
[0037]本實(shí)施例還提供了一種污泥脫水方法，其是采用上述鐵鹽污泥脫水劑對(duì)含水率在95%左右的濃縮污泥進(jìn)行處理的方法，包括如下步驟(具體流程如圖1所示):
[0038]1、添加脫水劑:
[0039]將鐵鹽污泥脫水劑添加到含水率為95%左右的濃縮污泥中，鐵鹽污泥脫水劑的添加量占該濃縮污泥總重量的1.5%，具體的添加方式為:將濃縮污泥、鐵鹽污泥脫水劑分別用泥漿泵送入混合攪拌機(jī)中，經(jīng)15分鐘的攪拌充分混合后，得到改性后的污泥，用泥漿泵送到高壓板框壓濾機(jī)。
[0040]2、高壓壓濾:
[0041]采用高壓泵以0.6MPa輸送壓力將改性后的污泥送入污泥脫水機(jī)的多塊濾板之間的空隙內(nèi)，在高壓泵污泥輸送至濾板之間的空隙內(nèi)過(guò)程中，輸送壓力不斷提高，濃縮污泥會(huì)有部分水分被濾出，當(dāng)高壓泵的輸送壓力逐步升高至最高壓力1.0MPa時(shí)，表明污泥脫水機(jī)的多塊濾板之間的空隙內(nèi)都充滿(mǎn)了污泥，即高壓泵已不能再將污泥輸送至濾板之間的空隙內(nèi)，此時(shí)，停止高壓泵的運(yùn)行，并關(guān)閉污泥脫水機(jī)的進(jìn)泥閥門(mén)，啟動(dòng)污泥脫水機(jī)的高壓清水泵，由高壓清水泵輸入清水以提供1.2-1.6MPa的壓力壓縮濾板之間空隙內(nèi)的污泥，使濾板之間空隙內(nèi)的污泥再次壓濾，得到含水率為40%以下的半干泥餅。
[0042]該半干泥餅可以進(jìn)一步進(jìn)行熱干化，使其含水率進(jìn)一步降低至30%以下，脫水處理之后得到的污水的COD值為800-1000mg/L，可以進(jìn)行進(jìn)一步的污水處理。
[0043]本實(shí)施例的鐵鹽污泥脫水劑和污泥脫水方法具有脫水速度快、濾餅含水率低等優(yōu)點(diǎn)。以城市廢水污泥為例，傳統(tǒng)的脫水劑和脫水方法3-4小時(shí)卸一次料，而采用本實(shí)施例的鐵鹽污泥脫水劑和脫水方法每2小時(shí)就可以卸一次料，所得到的半干泥餅的含水率< 40%。
[0044]實(shí)施例2
[0045]本實(shí)施例提供了一種鐵鹽污泥脫水劑，其包括第一組分和第二組分，其中:[0046]第一組分為硫酸亞鐵，其含量占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的50% ；
[0047]第二組分為氧化鎂和氧化鈣的混合物，二者的質(zhì)量比為1:1，第二組分的含量占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的50%。
[0048]該鐵鹽污泥脫水劑是采用槽式溶藥機(jī)混合3-5分鐘制備得到的。
[0049]本實(shí)施例還提供了一種污泥脫水方法，其是采用上述鐵鹽污泥脫水劑對(duì)含水率在80%左右的污泥進(jìn)行處理的方法，其具體步驟同實(shí)施例1。
[0050]采用該鐵鹽污泥脫水劑和污泥脫水方法的脫水時(shí)間短，整個(gè)污泥進(jìn)料到出料不到120分鐘，每日可處理含水率80%的污泥20噸，污泥的脫水率可以降到40%以下，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
[0051]該脫水劑除了脫水時(shí)間短、脫水成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)外，在處理和降解城市污泥的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)方面，還有突出的降解效果。
[0052]對(duì)比實(shí)驗(yàn):
[0053]以下為氧化鈣和Ml鐵鹽污泥脫水劑(實(shí)施例2所提供的鐵鹽污泥脫水劑)降解污泥的重金屬含量效果的對(duì)比實(shí)驗(yàn):
[0054]實(shí)驗(yàn)過(guò)程和方法:
[0055]將添加劑按表1所不的不同加入量和含水率為80%的污泥樣品充分混合IOmin,于室內(nèi)放置，每天攪拌一次，連續(xù)7天，采用四分法取樣進(jìn)行浸出毒性測(cè)定。污泥浸出毒性測(cè)定方法參考《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法》(中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ/T300-2007)，其中振蕩設(shè)備使用回轉(zhuǎn)式搖床，轉(zhuǎn)速為130±101'/11^11，于23±21:下振蕩18h ;根據(jù)醋酸緩沖溶液法確定浸提劑均為1#，即加5.7mL冰醋酸至500mL試劑水中，加64.3mL濃度為lmol/L的氫氧化鈉溶液,稀釋至IL ;浸出液采用真空過(guò)濾,過(guò)濾浸出液用ICP-OES(電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀)測(cè)定重金屬含量。
[0056]表1中的添加量指:lKg污泥中添加的添加物的質(zhì)量，其單位為g。
[0057]表1添加物的加入量(g/kg)
[0058]
【權(quán)利要求】
1.一種鐵鹽污泥脫水劑，其包括第一組分和第二組分，其中，所述第一組分為硫酸亞鐵，第二組分為氧化鈣和氧化鎂的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵鹽污泥脫水劑，其中，所述第一組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的40-60%，所述第二組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的60-40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵鹽污泥脫水劑，其中，所述第一組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的45-55%，所 述第二組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的55-45% ;優(yōu)選地，所述第一組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的50%，所述第二組分占該鐵鹽污泥脫水劑總重量的50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鐵鹽污泥脫水劑，其中，以重量百分比計(jì)，在第二組分中，所述氧化鈣的含量為45-55wt%，所述氧化鎂的含量為55-45wt% ;優(yōu)選地，以重量百分比計(jì)，在第二組分中，所述氧化鈣的含量為50%，所述氧化鎂的含量為50%。
5.一種污泥脫水方法，其是采用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鐵鹽污泥脫水劑對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理的方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥脫水方法，其中，所述鐵鹽污泥脫水劑的添加量占所述污泥總重量的1_2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的污泥脫水方法，其中，所述鐵鹽污泥脫水劑的添加量占所述污泥總重量的1.5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的污泥脫水方法，其包括以下步驟: 將鐵鹽污泥脫水劑與污泥混合，攪拌10-15分鐘； 利用高壓泵以小于1.0MPa的輸送壓力將添加了鐵鹽污泥脫水劑的污泥輸入污泥脫水機(jī)的濾板之間的空隙內(nèi)； 當(dāng)高壓泵的輸送壓力升高至1.0MPa時(shí)，停止輸送； 關(guān)閉污泥脫水機(jī)的進(jìn)泥閥門(mén)，向污泥脫水機(jī)的濾板之間的空隙內(nèi)注入壓力為1.2-1.6MPa的清水對(duì)污泥進(jìn)行壓縮，使污泥被壓濾，得到半干泥餅。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或8所述的污泥脫水方法，其中，所述污泥為含水率為95-97wt%的濃縮污泥。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污泥脫水方法，其中，所述輸送壓力從0.6MPa逐步升高至1.0MPa0
【文檔編號(hào)】C02F11/14GK103663920SQ201310491976
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】鄧穗, 胡德華, 肖啟華, 程鵬, 溫薇, 馬平 申請(qǐng)人:廣州泰歷盟環(huán)保科技有限公司