申请日2011.04.08
公开(公告)日2011.09.14
IPC分类号C02F11/06; C02F11/14
摘要
本发明名称为“芬顿试剂与聚丙烯酰胺协同作用污泥调理技术”，主要目的在于克服目前城市污水处理厂污泥脱水调理中存的不足，提供一种能有效降解有机物，实现污泥减量化，并有效释放污泥中难以脱出的结合水和细胞内部水，提高污泥脱水性能的污泥调理组合技术工艺。本发明将Fenton试剂的氧化作用和CPAM的强絮凝作用充分结合并利用起来，增强污泥的脱水性能，并提高污泥脱水中的固液分离比。经过调理，污泥离心脱水后含水率由87.7%降低到79.3%，泥饼产量由0.218t/m3减少到0.128t/m3。
权利要求书
1.一种芬顿试剂与聚丙烯酰胺协同污泥调理技术，其特征在于：利用Fenton试剂的氧化作用，溶解和破解污泥中的微生物细胞和胞外聚合物EPS，一方面对污泥有消毒、除臭作用，另一方面因为细胞内部水及EPS表面结合水被释放出来，大大提高污泥的脱水性能;同时利用CPAM的强絮凝作用，将被Fenton试剂氧化后形成的结构分散、颗粒粒径小、比表面积大的污泥有效絮凝起米，增强污泥的脱水性能，并提高污泥脱水中的固液分离比。
说明书
芬顿试剂与聚丙烯酰胺协同作用污泥调理技术
技术领域
本发明属于环境工程和污泥处理工程领域，并专注于一种芬顿试剂与聚丙烯酰胺协同作用污泥调理技术。
背景技术
随着我国污泥产量的逐年增加，污泥出路成为许多城市面临的一大难题。污泥的含水率极高，脱水性能差，污泥后续处理处置的难度与费用剧增。目前经过机械脱水，污泥泥饼的含水率通常达不到后续处理处置的要求，成为制约污泥减量化、无害化、资源化处理处置的主要因素，因此，提高污泥脱水性能，降低污泥含水率，成为一个重要的研究课题。
污泥调理能够改变污泥的物理和化学性质，从而改善污泥的脱水性能，降低污泥脱水后的含水率。污泥化学调理因其操作简单、费用低及效果稳定而被广泛使用。城市污水污泥处理中阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)是使用最广泛的一种絮凝剂型化学调理剂，其使用中操作简单，比无机絮凝剂高效、投加量小且效果稳定。但由于污泥特别是活性污泥中含有大量的微生物细胞以及胞外聚合物(EPS)，细胞内部水以及EPS表面结合水很难通过CPAM的调理而释放出来，成为阻碍污泥脱水性能的关键因素。
随着科技进步，化学氧化等技术也应用于改善污泥的脱水性能。氧化剂芬顿(Fenton)试剂具有降解有机物，溶解和破解EPS、细胞壁，实现污泥的减量并且改善污泥脱水性能。如申请号为201010000269.1，名称为一种生物酸化-类Fenton氧化联用改善剩余污泥脱水性能的方法，公开号为CN101759337A，在投加足量底物的条件下，从污泥中培养驯化土著酸化细菌作为接种液;将接种液加入到剩余污泥中，在有氧、搅拌和适量底物条件下对污泥进行生物酸化，然后利用Fenton试剂对污泥进行氧化，再投加Ca(OH)2调节污泥的pH至中性，提高了污泥脱水性能。但这种方法需要预先对污泥进行酸化，污泥调理前的预处理过程污泥处理量大，操作不易控制。
利用Fenton试剂氧化然后利用CPAM絮凝的方式对污泥进行调理，一方面能利用Fenton试剂的氧化作用彻底改变污泥的结构，释放细胞内部水及EPS表面结合水，大大提高污泥的脱水性能;另一方面能进一步利用CPAM的强絮凝作用，将氧化后的颗粒小且分散的污泥颗粒进行絮凝，提高污泥脱水固液分离比。而通过无机酸直接对污泥进行酸化，能大大缩短污泥酸化的时间。综上可知，芬顿试剂与聚丙烯酰胺协同用，能显著改善污泥脱水性能，形成较优的污泥形态并改善污泥的后续处理处置的效果。
发明内容
本专利发明针对城市污水处理厂污泥含水率高，脱水性能差，脱水后污泥泥饼含水率不能满足后续处理处置要求的现状，提供了一种芬顿试剂与聚丙烯酰胺协同污泥调理组合技术工艺。通过Fenton试剂氧化单元和CPAM絮凝单元的设计与控制，使该组合技术工艺能够有效实现污泥减量化，改善污泥脱水性能的技术，并为污泥的后续处理处置提供较优的污泥形态。
本专利发明的特征在于，利用Fenton试剂的氧化作用，降解有机物，溶解和破解污泥中的微生物细胞和胞外聚合物EPS，一方面对污泥有消毒、除臭作用，另一方面因为细胞内部水及EPS表面结合水被释放出来，大大提高污泥的脱水性能;同时利用CPAM的强絮凝作用，将被Fenton试剂氧化后形成的结构分散、颗粒粒径小、比表面积大的污泥有效絮凝起来，增强污泥的脱水性能，并提高污泥脱水中的固液分离比。
本专利发明的主要目的在于克服目前城市污水处理厂污泥脱水调理中存在的不足，提供一种能有效降解有机物，实现污泥减量化，并有效释放污泥中难以脱出的结合水和细胞内部水，提高污泥脱水性能的污泥调理组合技术工艺。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
(1)有效提高污泥脱水性能。本发明采用芬顿试剂与聚丙烯酰胺协同污泥调理组合技术工艺，充分发挥两种调理剂各自的优势，有效改善污泥的结构和性质，提高污泥的脱水性能，并增加了污泥脱水的固液分离比。
(2)污泥减量化作用明显。由于芬顿试剂的强氧化性作用，能有效减少污泥中的SS，直接减少后续的污泥处理量。
(3)综合成本低廉。因污泥SS的减少和污泥含水率的降低，脱水后污泥运输和处理费用减少。并且，使用芬顿试剂所增加的药剂费用增加量远小于因污泥减量带来的后续运输和处理费用的减少量。
(4)构筑物少，工序简单，易于操作。
