申请日2012.12.28
公开(公告)日2013.03.20
IPC分类号C02F11/14; C02F11/12
摘要
本发明公开了一种河道、内湖淤泥的深度脱水处理方法，包括以下步骤：1)在淤泥中加入负载TiO2光电催化剂，充分搅拌，添加重量百分比为绝干污泥的0.5%～3%;2)将淤泥输入反应设备，搅拌同时采用紫外线发生器进行照射，采用空气源载流高能态电子发生仪导入高能电子，反应时间为8～15分钟;3)加入复合聚沉剂进行絮凝反应5～10分钟，添加重量百分比为绝干污泥的0.15%～0.45%;四：对反应后的淤泥进行压滤脱水。本发明根据河道、内湖淤泥含水量、有机质含量低、处理量大等特点，对负载TiO2光电催化深度处理污泥方法进行研究与优化，减少了负载催化剂与复合聚沉剂的添加量，缩短了反应时间，节省能耗，从而可以高效快速、节能环保地进行处理。
权利要求书
1.一种河道、内湖淤泥的深度脱水处理方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：在淤泥中加入负载TiO2光电催化剂，充分搅拌，负载TiO2光电催化剂的添加重量百分比为绝干污泥的0.5%～3%;
第二步：将淤泥输入反应设备，搅拌同时采用紫外线发生器进行照射，采用空气源载流高能态电子发生仪导入高能电子，反应时间为8～15分钟;
第三步：加入复合聚沉剂进行絮凝反应5～10分钟，添加重量百分比为绝干污泥的0.15%～0.45%;
第四步：对反应后的淤泥进行压滤脱水。
2.按照权利要求1所述的河道、内湖淤泥的深度脱水处理方法，其特征在于：所述复合聚沉剂由重量百分比为85～95%的PAC与5～15%的PAM组成。
3.按照权利要求1所述的河道、内湖淤泥的深度脱水处理方法，其特征在于：所述紫外线发生器的功率为3～6KW，所述空气源载流高能态电子发生仪的功率为25KW ～50KW，输送气源压力为2.2×105～4.8×105Pa, 载流高能态电子空气源量500～2600L。
说明书
河道、内湖淤泥的深度脱水处理方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，尤其是一种河道、内湖淤泥的深度脱水处理方法。
背景技术
本申请人在中国专利“201110402563.X ---负载TiO2光电催化深度处理污泥的催化剂、装置与方法”中公开了一种利用负载TiO2光电催化剂，进行光电催化深度处理污泥的方法，包含以下步骤：
第一步：在污泥中加入负载TiO2光电催化剂，充分搅拌，负载TiO2光电催化剂的添加重量百分比为绝干污泥：负载催化剂=100：3.2~11;
第二步：根据有机质含量的不同在反应釜中搅拌污泥30～90分钟，同时采用反应釜上部的紫外线发生器进行照射，采用空气源载流高能态电子发生仪通过反应釜下部的曝气管路向污泥中导入高能电子;
第三步：加入复合聚沉剂进行絮凝反应5～10分钟;复合聚沉剂由重量百分比为85～95%的PAC与5～15%的PAM组成，添加重量百分比为绝干污泥：复合聚沉剂=100：0.8~1.5;
第四步：将反应釜中的污泥输出至中间池，并利用压滤机进行压滤。
利用上述工艺，可以在常温、普通压力的条件下，将污水处理厂含水量为98～99%的剩余污泥(excess activated sludge)中的水分含量降低至50%以下，同时完成杀菌、除臭、有毒重金属离子固化的处理，具有显著的经济效益与环保价值。
河道、内湖淤泥也属于污泥的一种，但是与污水处理厂含水量为98～99%的剩余污泥还存在差异：(1)河道、内湖淤泥通过淤泥泵直接从河底、湖底吸取，由于经过长期的沉淀，经污泥泵吸取的淤泥含水量相对较低，通常为93.5～96.5%左右;(2)河道、内湖淤泥经过长期的沉淀与自然发酵，其有机质含量较低，有机质含量为绝干污泥8%～19%;(3)河道、内湖淤泥处理量大，设备移动性要求高。因此采用上述专利所公开的工艺方法，不能满足河道、内湖淤泥的高效快速处理要求。
发明内容
本申请人针对上述现有污泥处理方法不能满足河道、内湖淤泥的高效快速处理要求的缺点，提供一种工艺合理的河道、内湖淤泥的深度脱水处理方法，从而可以针对淤泥的特质进行处理。
本发明所采用的技术方案如下：
一种河道、内湖淤泥的深度脱水处理方法，包括以下步骤：第一步：在淤泥中加入负载TiO2光电催化剂，充分搅拌，负载TiO2光电催化剂的添加重量百分比为绝干污泥的0.5%～3%;第二步：将淤泥输入反应设备，搅拌同时采用紫外线发生器进行照射，采用空气源载流高能态电子发生仪导入高能电子，反应时间为8～15分钟;第三步：加入复合聚沉剂进行絮凝反应5～10分钟，添加重量百分比为绝干污泥的0.15%～0.45%;第四步：对反应后的淤泥进行压滤脱水。
所述复合聚沉剂由重量百分比为85～95%的PAC与5～15%的PAM组成。
所述紫外线发生器的功率为3～6KW，所述空气源载流高能态电子发生仪的功率为25KW ～50KW，输送气源压力为2.2×105～4.8×105Pa, 载流高能态电子空气源量500～2600L。
本发明的有益效果如下：
本发明根据河道、内湖淤泥含水量、有机质含量低、处理量大等特点，对负载TiO2光电催化深度处理污泥方法进行研究与优化，减少了负载催化剂与复合聚沉剂的添加量，缩短了反应时间，节省能耗，从而可以高效快速、节能环保地进行该类淤泥的处理。
具体实施方式
本发明首先采用淤泥泵吸取含水率93.5～96.5%左右的河道、内湖淤泥，淤泥经过长期沉淀与发酵以后，有机质含量约为绝干污泥质量8～19%。
第一步：在淤泥中加入负载TiO2光电催化剂，充分搅拌，负载TiO2光电催化剂的添加重量百分比为绝干污泥的0.5%～3%。
第二步：将淤泥输入反应设备，例如反应釜，在紫外光的作用下，导入空气源载流高能电子，完成对淤泥氧化破膜的光电催化反应的循环过程，使淤泥中有机质及菌类的结构水、吸包水，结晶水变成可流动的间隙水。其工作原理与背景技术中已公开的专利相同，即采用催化剂TiO2与载体特殊结构，根据淤泥的组成及结构可调节催化剂用量和协同催化时间，在紫外光和空气源载流的高能电子协同作用下，在反应池中产生高能态·OH自由基，有机质污泥在高能态·OH自由基作用下，引发传质体TiOM构建能态和轨道对称的界面s-g、s-l微电子转移体系，破解了污泥菌胶团结构，使淤泥结构膜破解，释放出晶胞水、吸包水和结构水。紫外线发生器的功率为3～6KW，工作时间8～15min;空气源载流高能态电子发生仪的功率为25～50KW，输送气源压力为2.2×105～4.8×105Pa, 载流高能态电子空气源量500～2600L，氧化时间为8～15min。
第三步：加入复合聚沉剂，复合聚沉剂由85～95%(重量百分比)的PAC (Polyaluminium Chloride)与5～15%的PAM (Polyacrylamide)组成，在聚沉剂作用下，经破膜淤泥颗粒等电状态聚沉，有毒重金属离子螯合聚沉，实现泥水的快速分离;添加重量百分比为绝干污泥的0.15%～0.45%，反应时间为5～10min。
反应后淤泥进入中间池，经螺杆泵提升至隔膜压滤机，在普通压力下实现泥水的快速分离，普通压滤后可得到含水率40%以下的淤泥块，滤液直接排入河流、湖泊中。
实施例一：
采用污泥泵从河道吸取淤泥，含水率为93.5%的河道淤泥150L，有机质含量约为8%;在淤泥中加入50.0g负载TiO2光电催化剂，重量百分比为绝干污泥的0.5%，充分搅拌，开启紫外线发生器对反应釜中的淤泥进行照射，同时通过高能电子发生仪经由曝气管路导入高能电子进行反应，边搅拌边反应12min。然后加入与绝干污泥重量比为0.15%的复合聚沉剂(其中PAC13g、PAM2.0g)，5min后将污泥排放到中间池，经螺杆泵提升至隔膜压滤机，通过普通压滤，得到含水率为39.6%的污泥。
实施例二：
采用污泥泵从河道吸取淤泥，含水率为96.5%的河道淤泥300L，有机质含量约为19%;在淤泥中加入310.0g负载TiO2光电催化剂，重量百分比为绝干污泥 的3%，充分搅拌，开启紫外线发生器对反应釜中的淤泥进行照射，同时通过高能电子发生仪经由曝气管路导入高能电子进行反应，边搅拌边反应15min。然后加入与绝干污泥重量比为0.44%的复合聚沉剂(其中PAC39g、PAM7g)，10min后将污泥排放到中间池，经螺杆泵提升至隔膜压滤机，通过普通压滤，得到含水率为30.8%的污泥。
实施例三：
采用污泥泵从河道吸取淤泥，含水率为95.0%的河道淤泥200L，有机质含量约为10%;在淤泥中加入200.0g负载TiO2光电催化剂，重量百分比为绝干污泥的2%，充分搅拌，开启紫外线发生器对反应釜中的淤泥进行照射，同时通过高能电子发生仪经由曝气管路导入高能电子进行反应，边搅拌边反应15min。然后加入与绝干污泥重量比为0.3%的复合聚沉剂(其中PAC28.5g、PAM1.5g)，10min后将污泥排放到中间池，经螺杆泵提升至隔膜压滤机，通过普通压滤，得到含水率为35.2%的污泥。
实施例四：
采用污泥泵从河道吸取淤泥，含水率为96.0%的河道淤泥250L，有机质含量约为15%;在淤泥中加入205.0g负载TiO2光电催化剂，重量百分比为绝干污泥的2%，充分搅拌，开启紫外线发生器对反应釜中的淤泥进行照射，同时通过高能电子发生仪经由曝气管路导入高能电子进行反应，边搅拌边反应12min。然后加入与绝干污泥重量比为0.34%的复合聚沉剂(其中PAC30g、PAM3.5g)，8min后将污泥排放到中间池，经螺杆泵提升至隔膜压滤机，通过普通压滤，得到含水率为36.7%的污泥。
