申请日2015.08.06
公开(公告)日2015.10.14
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明提供了一种用以污泥脱水的添加剂。该添加剂将抗生素药渣灰作为污泥脱水的添加剂，不但解决了危险废物抗生素药渣的污染和处理处置成本高的问题，而且还拓展了抗生素药渣灰的用途，抗生素药渣灰作为一种安全无污染的绿色资源，添加到污泥中不会对环境产生危害，达到以废治废，废物利用的效果。同时，由于抗生素药渣灰独特的性质，将其用于污泥脱水时还能有利于污泥脱水。本发明还提供一种应用本发明所提供的添加剂进行污泥脱水方法，该方法能够使添加剂充分与污泥混合，有利于污泥的脱水。
权利要求书
1.一种用于污泥脱水的添加剂，其特征在于，所述添加剂包括 抗生素药渣灰;以百分含量计算，所述抗生素药渣灰中，N的含量 为2.5%-5%，P的含量为9%-15%，K的含量为1%-5%，有机质的 含量为15%-25%。
2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述抗生素药 渣灰的粒度为0.3-6mm。
3.根据权利要求2所述的添加剂，其特征在于，所述抗生素药 渣灰中，粒度为0.3-0.9mm的组分占10%-15%，粒度为1-3mm的 组分占30%-40%，粒度为4-6mm的组分占50%-60%。
4.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂中 还包括聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺的质量为所述抗生素药渣灰质 量的3%-5%。
5.根据权利要求4所述的添加剂，其特征在于，所述聚丙烯酰 胺为阳离子聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述抗生素药 渣灰包括洁霉素药渣灰、青霉素药渣灰、链霉素药渣灰、四环素药 渣灰中的一种或多种。
7.一种使用权利要求1-6任一项所述添加剂的污泥脱水方法， 其特征在于，包括如下步骤：向污泥中加入添加剂混匀，后进行脱 水处理。
8.根据权利要求7所述的污泥脱水方法，其特征在于，所述向 污泥中加入添加剂混匀中，具体包括如下步骤：
向污泥中加入添加剂，先在50-60转/分的转速下搅拌5-10分钟， 后在10-25转/分的转速下搅拌10-15分钟。
9.根据权利要求7所述的污泥脱水方法，其特征在于，在所述 污泥中，所述添加剂中的抗生素药渣灰的含量为4-10g/L。
10.根据权利要求7所述的污泥脱水方法，其特征在于，在所 述污泥中，所述添加剂中的抗生素药渣灰的含量为4-6g/L。
说明书
一种用于污泥脱水的添加剂及污泥脱水方法
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，具体而言，涉及一种用于污泥脱水 的添加剂及污泥脱水方法。
背景技术
城市污泥由于产生量大、污泥组分复杂、含水率高而导致污泥 处理困难。而在污泥处理步骤中，污泥脱水成为污泥处理的关键步 骤。好的污泥脱水方法可以减少处理成本、对后续的污泥继续处理 不受影响。
污泥中的水分按其存在状态共分为四种：1)间隙水，间隙水是 污泥颗粒包围的游离水分，一般占污泥总含水量的70%左右;2)毛 细水，毛细水是污泥颗粒之间或颗粒裂隙中由于毛细作用与污泥颗 粒结合在一起的水分，占总水量的20%左右;3)吸附水，吸附水是 由于表面张力的作用吸附在污泥颗粒表面的水分，由于污泥颗粒小， 具有极强的表面吸附力;4)结合水，结合水是包含在污泥中微生物 细胞体内的水分，只有改变污泥颗粒的内部结构才能将结合水分离; 结合水和吸附水一起占污泥中总含水量的10%左右。
间隙水理论上容易脱除，但是由于污泥是由絮状的胶体集合而 成，颗粒很细而且很软。当施加外力时，胶状的微细颗粒就会堵塞 形成滤桥，增大了过滤的比阻值;而且由于软颗粒具有一定的压缩 性，当外力增加时，颗粒会在过滤介质表面形成一层孔隙非常小的 “膜”，从而使水很难通过，脱水也就显得异常困难。
现有污泥脱水处理需加入高分子聚丙烯酰胺0.5-1%(污泥干 重)作为絮凝剂浓缩脱水后进行后续处理。我国每年会使用大量的 聚丙烯酰胺(PAM)，同时聚丙烯酰胺也是对环境有害的物质，对 生物也有极强的致毒作用，这样残留在污泥中的PAM会影响污泥 的最终土地利用的成本和效果。
抗生素药渣是发酵产生抗生素后的滤渣。由于抗生素药渣中可 能残留有有毒物质或者耐药性病原菌，因此抗生素药渣是一种危险 废物，国家明文规定必须送到当地危废处理中心焚烧处理。焚烧后 的得到的抗生素药渣灰是一种营养物质资源，富含N、P、K、有机 质。但在危废处理中心仅仅用来做填埋处理，造成资源的极大浪费。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种用于污泥脱水的添加剂。在本 发明中，将抗生素药渣灰作为污泥脱水的添加剂，不但拓展了抗生 素药渣灰的用途，而且，抗生素药渣灰作为一种安全无污染的绿色 资源，添加到污泥中不会对环境产生危害。同时，由于抗生素药渣 灰独特的性质，将其用于污泥脱水时还能有利于污泥脱水。
本发明的第二目的在于提供一种应用本发明所提供的添加剂进 行污泥脱水方法，该方法能够使添加剂充分与污泥混合，有利于污 泥的脱水。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种用于污泥脱水的添加剂，所述添加剂包括抗生素药渣灰; 以百分含量计算，所述抗生素药渣灰中，N的含量为2.5%-5%，P 的含量为9%-15%，K的含量为1%-5%，有机质的含量为15%-25%。
由于脱水后的污泥作为土地资源，常常被二次利用，例如制备 农林用有机肥、卫生填埋和生产建筑材料等。因此，脱水后的污泥 的安全性至关重要。本发明中，将安全无污染的抗生素药渣灰作为 污泥脱水处理的添加剂，不会对环境产生无污染。并且，由于抗生 素药渣灰是富含N、P、K、有机质等营养成分的绿色资源，这使得 处理后的污泥中营养成分增加，二次利用价值大大提高。
本发明中采用抗生素药渣灰作为污泥脱水的添加剂，不但拓展 了抗生素药渣灰的用途，而且还能有利于污泥脱水。由于抗生素药 渣灰是相对坚硬并且表面不规则的颗粒，当与污泥混合在一起时， 会改变污泥的颗粒结构，增加污泥的通透性和孔径率。当进行脱水 时，可以减少阻力，使水很容易通过，从而有利于污泥的脱水。
其次，由于抗生素药渣灰是偏碱性的物质，富含K、P、N等元 素，且pH大于10。当与污泥混合时，有利于污泥外聚合物的解离 溶解，利于水的释放。
当抗生素药渣灰添加到污泥中进行脱水时，抗生素药渣灰供给 污泥以多孔状格网骨架，改变污泥颗粒结构，增加污泥的通透性和 孔径率。优选地，所述抗生素药渣灰的粒度为0.3-6mm。进一步优 选地，所述抗生素药渣灰中，粒度为0.3-0.9mm的组分占10%-15%， 粒度为1-3mm的组分占30%-40%，粒度为4-6mm的组分占 50%-60%。
优选地，所述添加剂中还包括聚丙烯酰胺。利用抗生素药渣灰 联合聚丙烯酰胺共同对污泥进行脱水处理，不但可以减少高分子聚 丙烯酰胺的使用量，而且可以充分利用废物药渣灰。而且，当抗生 素药渣灰与聚丙烯酰胺共同作用，添加到污泥中进行脱水处理时， 还能有利于城市污泥的脱水性能改善，显著提高污泥脱水效果。优 选地，所述聚丙烯酰胺的质量为所述抗生素药渣灰质量的3%-5%。 进一步优选地，所述聚丙烯酰胺为阳离子聚丙烯酰胺。
抗生素的种类较多，本发明中所用抗生素药渣灰优选为洁霉素 药渣灰、青霉素药渣灰、链霉素药渣灰、四环素药渣灰中的一种或 多种。优选的这几种抗生素药渣灰中的组分含量适宜，其pH偏碱 性。当添加到污泥中进行脱水处理时，更有利于污泥外聚合物的解 离溶解，利于污泥中水分的释放，保证污泥的脱水效果较好。
一种使用本发明所提供的添加剂的污泥脱水方法，包括如下步 骤：向污泥中加入添加剂混匀，后进行脱水处理。
本发明提供的污泥脱水方法简单易操作，只需将本发明所提供 的添加剂添加到污泥中充分混匀，即可发挥作用。在进行污泥脱水 操作时，混合有所述添加剂的污泥的颗粒结构改变，污泥的通透性 和孔径率增加，有利于污泥的脱水。
优选地，所述向污泥中加入添加剂混匀中，具体包括如下步骤：
向污泥中加入添加剂，先在50-60转/分的转速下搅拌5-10分钟， 后在10-25转/分的转速下搅拌10-15分钟。
由于污泥中的水分在污泥周围形成致密的“膜”，导致了污泥不 易与物质混合在一起。本发明中，通过先在50-60转/分的转速下快 速搅拌5-10分钟，形成一种高剪切力，破坏“膜”的致密性，使得 添加剂能够融合入污泥中。后又在10-25转/分的转速下搅拌10-15 分钟，保证融合入污泥中的添加剂分散均匀。
优选地，在所述污泥中，所述添加剂中的抗生素药渣灰的含量 为4-10g/L，优选为4-6g/L。
本发明中，抗生素药渣灰的使用量小，每升污泥中，所添加的 抗生素药渣灰仅为4-10g，优选为4-6g。这一微小用量不不会对处 理后的污泥生产环境污染。并且，由于抗生素药渣灰是富含N、P、 K、有机质等营养成分的绿色资源，这使得处理后的污泥中营养成 分增加，二次利用价值大大提高。进一步优选地，每升污泥中，所 添加的抗生素药渣灰仅为4-6g。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)将安全无污染的抗生素药渣灰作为污泥脱水处理的添加 剂，不会对环境产生无污染。并且，由于抗生素药渣灰是富含N、P、 K、有机质等营养成分的绿色资源，这使得处理后的污泥中营养成 分增加，二次利用价值大大提高。
(2)采用抗生素药渣灰作为污泥脱水的添加剂，不但拓展了抗 生素药渣灰的用途，而且还能有利于污泥脱水。由于抗生素药渣灰 是相对坚硬并且表面不规则的颗粒，当与污泥混合在一起时，会改 变污泥的颗粒结构，增加污泥的通透性和孔径率。当进行脱水时， 可以减少阻力，使水很容易通过，从而有利于污泥的脱水。其次， 由于抗生素药渣灰是偏碱性的物质，富含K、P、N等元素，且pH 大于10。当与污泥混合时，有利于污泥外聚合物的解离溶解，利于 水的释放。
(3)通过优选所用抗生素药渣灰的粒度为0.3-6mm，使得抗生 素药渣灰进一步改变污泥颗粒结构，增加污泥的通透性和孔径率。
(4)通过限定所用抗生素药渣灰中，粒度为0.3-0.9mm的组分 占10%-15%，粒度为1-3mm的组分占30%-40%，粒度为4-6mm的 组分占50%-60%，进一步提高污泥的脱水效果。
(5)利用抗生素药渣灰联合聚丙烯酰胺共同对污泥进行脱水处 理，不但可以减少高分子聚丙烯酰胺的使用量，而且可以充分利用 废物药渣灰。而且，当抗生素药渣灰与聚丙烯酰胺共同作用，添加 到污泥中进行脱水处理时，还能有利于城市污泥的脱水性能改善， 显著提高污泥脱水效果。
(6)在污泥脱水时，将加入污泥中的添加剂先在50-60转/分 的转速下搅拌5-10分钟，形成一种高剪切力，破坏污泥周围“膜” 的致密性，使得添加剂能够融合入污泥中。后在10-25转/分的转速 下搅拌10-15分钟，保证融合入污泥中的添加剂分散均匀。
(7)在污泥脱水时，所述添加剂中的抗生素药渣灰的用量少。 这一微小用量不不会对处理后的污泥生产环境污染。并且，由于抗 生素药渣灰是富含N、P、K、有机质等营养成分的绿色资源，这使 得处理后的污泥中营养成分增加，二次利用价值大大提高。
