申请日2019.08.21
公开(公告)日2019.11.22
IPC分类号C02F11/143
摘要
本发明公开了一种污泥脱水复合药剂配方及制备方法，涉及污泥处理技术领域，其技术方案要点是：泥脱水复合药剂配方由脱硫灰和Fecl3组成;脱硫灰与Fecl3的质量比为5:1。污泥脱水复合药剂的制备方法，包括以下步骤：1)药剂原材料选取;2)确定药剂的投加方式;3)确定脱硫灰和Fecl3的最佳投放量;4)分析脱硫灰和Fecl3对污泥脱水性能的调理效果;5)根据步骤2)、步骤3)和步骤4)，将钢厂的脱硫灰和Fecl3按照5:1的质量比混合制备成污泥脱水复合药剂。能够“以废治废”，实现脱硫灰的资源化利用，并在制备出降低污泥含水率的污泥脱水复合药剂的同时，实现污泥的资源化利用;同时，污泥脱水复合药剂的制备成本低、效率高、适用范围广。
权利要求书
1.一种污泥脱水复合药剂配方，其特征是：由脱硫灰和Fecl3组成;所述脱硫灰与Fecl3的质量比为5:1;所述脱硫灰为钢厂直取的脱硫灰或钢厂堆场长时间放置后的脱硫灰。
2.一种污泥脱水复合药剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
1)药剂原材料选取，以钢厂的脱硫灰为主料，以Fecl3为辅料;
2)确定药剂的投加方式，分别采用先后加入法和混合加入法将脱硫灰和Fecl3投至浓缩池污泥中，对比测定采用先后加入法和混合加入法中脱硫灰对浓缩池污泥的脱水性能，得脱硫灰和Fecl3的最佳投加方式;
3)确定脱硫灰和Fecl3的最佳投放量，根据城市污水处理厂浓缩池污泥的含水率，在脱硫灰与Fecl3质量比为5:1的条件下，核算脱硫灰和Fecl3的最佳投加量;
4)分析脱硫灰和Fecl3对污泥脱水性能的调理效果，根据步骤2)和步骤3)确定的脱硫灰和Fecl3的最佳投加方式和最佳投放量，将脱硫灰和Fecl3投加至浓缩池污泥中，并采用离心方法，在转速4000r·min-1的条件下将污泥离心30min，测定污泥的含水率;
5)根据步骤2)、步骤3)和步骤4)，将钢厂的脱硫灰和Fecl3按照5:1的质量比混合制备成污泥脱水复合药剂。
3.根据权利要求2所述的一种污泥脱水复合药剂的制备方法，其特征是：步骤1)中的脱硫灰为钢厂直取的脱硫灰或钢厂堆场长时间放置后脱硫灰。
4.根据权利要求3所述的一种污泥脱水复合药剂的制备方法，其特征是：步骤1)的具体步骤还包括：
A、对脱硫灰为钢厂直取的脱硫灰和钢厂堆场长时间放置后的脱硫灰分别进行化学指标分析，所述化学指标分析包括化学成分分析、放射性与pH分析、X射线衍射试验分析和重金属含量分析;
B、根据步骤A中对钢厂直取的脱硫灰和钢厂堆场长时间放置后的脱硫灰进行化学指标分析的结果，选取钢厂直取的脱硫灰或钢厂堆场长时间放置后的脱硫灰。
5.根据权利要求2所述的一种污泥脱水复合药剂的制备方法，其特征是：步骤2)中所述的先后加入法的具体方法为：取200ml污泥，在污泥中首先加入脱硫灰，并在转速为350r·min-1的条件下快速搅拌30s，静置10min，然后再加入Fecl3，并在转速为350r·min-1的条件下快速搅拌30s，然后在转速为50r·min-1的条件下慢速搅拌15min，静置30min;步骤2)中所述的混合加入法的具体方法为：取200ml污泥，在污泥中加入脱硫灰和Fecl3的混合物，并在转速为350r·min-1的条件下快速搅拌30s，然后在转速为50r·min-1的条件下慢速搅拌15min，静置30min。
说明书
一种污泥脱水复合药剂配方及制备方法
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，更具体地说，它涉及一种污泥脱水复合药剂配方及制备方法。
背景技术
污泥作为污水处理过程的产物，其组成成分十分复杂，包括工业废水或生活污水处理过程中截留下来的大量固体颗粒，如泥沙、动植物残体等，大量的由微生物群体组成的菌胶团及其吸附的有机物，还有其他的如重金属元素、寄生虫卵和少量的病原微生物等有毒有害物质。如果污泥不经有效的处理而直接进入自然环境，会对自然环境造成严重的污染。另一方面，由于污泥含有大量的水分，含水率一般高达97.5%～99.5%，导致污泥的体积十分庞大，对后续处理工序和运输带来很大的困难并大幅增加了处理费用，因此，必须对污泥进行脱水处理，以减小污泥的体积。所以，使污泥经过有效的脱水处理，降低污泥含水率，大大减小污泥的体积，便于后续污泥稳定处理工艺的顺利进行和降低污泥处理费用，从而实现污泥的无害化和减量化处理成为必然的发展趋势。污泥颗粒表面带有大量的负电荷，颗粒之间由于静电斥力而相互排斥并稳定存在，很难发生凝集形成较大的颗粒，而且由于污泥具有较高的亲水性，导致污泥中所含有的大量水分难以被去除。所以，在污泥进行机械脱水之前，必须对污泥进行调理，使污泥颗粒之间更容易发生凝聚而形成较大的絮体颗粒，污泥中所含有的大量水分更容易被去除。调理污泥的方法有很多，其中化学调理法由于具有操作简单、调理后污泥脱水效果较好等优点而被广泛应用。所谓化学调理法，就是向污泥中加入某种或某几种污泥脱水剂对污泥进行调理，通过改变污泥颗粒的性质，使污泥更容易脱去其中的水分。
常用的污泥脱水剂有无机污泥脱水剂、有机高分子污泥脱水剂、复合污泥脱水剂和生物污泥脱水剂等，阳离子型聚丙烯酰胺是有机高分子污泥脱水剂的一种，是目前应用最为广泛的污泥脱水剂。
现有技术中的污泥脱水剂的制备成本高，不能够“以废治废”，在对污泥进行处理的过程汇总不能很好的实现污泥的资源化利用，并且，现有技术中的污泥脱水剂的适用范围具备局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种污泥脱水复合药剂配方及制备方法，能够“以废治废”，实现脱硫灰的资源化利用，并在制备出降低污泥含水率的污泥脱水复合药剂的同时，实现污泥的资源化利用;同时，污泥脱水复合药剂的制备成本低、效率高、适用范围广。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种污泥脱水复合药剂配方，由脱硫灰和Fecl3组成;所述脱硫灰与Fecl3的质量比为5:1;所述脱硫灰为钢厂直取的脱硫灰或钢厂堆场长时间放置后的脱硫灰。
通过采用上述技术方案，通过质量比为5:1的脱硫灰和Fecl3结合构成的污泥脱水复合药剂，能够利用脱硫灰中的主要成分氧化钙来改善污泥的脱水性能;由于脱硫灰单独调理污泥脱水性能时投加量大，会导致最终的干污泥量大大增加，将脱硫灰与絮凝剂联合使用，进行污泥脱水，以FeCl3作为铁盐絮凝剂，能够使脱硫灰和FeCl3结合成无机调理剂，并使离解得到带正电荷的阳离子与污泥颗粒上的负电荷互相吸引并中和，从而使污泥的电荷减小，减少了污泥粒子之间的排斥力，增加了污泥颗粒间的吸附，并减少污泥粒子与水分子的亲和力，使污泥粒子增加凝聚力而粗大化，从而改善污泥沉降脱水性能;通过以质量比为5:1的脱硫灰和FeCl3作为配方构成的污泥脱水复合药剂，能够“以废治废”，实现脱硫灰的资源化利用，并在降低污泥含水率的同时，实现污泥的资源化利用;同时，具有成本低、效率高、适用范围广等优点。
一种污泥脱水复合药剂的制备方法，包括以下步骤：
1)药剂原材料选取，以钢厂的脱硫灰为主料，以Fecl3为辅料;
2)确定药剂的投加方式，分别采用先后加入法和混合加入法将脱硫灰和Fecl3投至浓缩池污泥中，对比测定采用先后加入法和混合加入法中脱硫灰对浓缩池污泥的脱水性能，得脱硫灰和Fecl3的最佳投加方式;
3)确定脱硫灰和Fecl3的最佳投放量，根据城市污水处理厂浓缩池污泥的含水率，在脱硫灰与Fecl3质量比为5:1的条件下，核算脱硫灰和Fecl3的最佳投加量;
4)分析脱硫灰和Fecl3对污泥脱水性能的调理效果，根据步骤2)和步骤3)确定的脱硫灰和Fecl3的最佳投加方式和最佳投放量，将脱硫灰和Fecl3投加至浓缩池污泥中，并采用离心方法，在转速4000r·min-1的条件下将污泥离心30min，测定污泥的含水率;
5)根据步骤2)、步骤3)和步骤4)，将钢厂的脱硫灰和Fecl3按照5:1的质量比混合制备成污泥脱水复合药剂。
通过采用上述技术方案，通过步骤1)药剂原材料的选取，以钢厂的脱硫灰为主料，以Fecl3为辅料，便于使得无生物毒性且能够改善污泥的脱水性能的脱硫灰与作为传统的铁盐絮凝剂的Fecl3结合，从而在能够改善污泥的脱水性能的同时，还能提高污泥脱水的效果和污泥脱水设备的生产能力;通过步骤2)，便于确定药剂的最佳投放方式，从而便于确定作为药剂组成成分的脱硫灰和Fecl3的最佳组合方式;通过步骤3)，便于确定脱硫灰和Fecl3的最佳投加量，从而便于确定制备污泥脱水复合药剂过程中脱硫灰和Fecl3的最佳质量组合，从而便于制备出效果优良的污泥脱水复合药剂;通过步骤4)，便于分析验证由脱硫灰和Fecl3按照步骤2)和步骤3)中脱硫灰和Fecl3的最佳投放方式和最佳投放量制备成的污泥脱水性能的调理效果;通过步骤5)，便于根据步骤2)、步骤3)和步骤4)制备出污泥脱水复合药剂;通过步骤1)至步骤5)，便于制备出降低污泥含水率、实现污泥的资源化利用的污泥脱水复合药剂;同时，制备污泥脱水复合药剂的成本低、效率高、适用范围广。
本发明进一步设置为：步骤1)中的脱硫灰为钢厂直取的脱硫灰或钢厂堆场长时间放置后脱硫灰。
通过采用上述技术方案，通过选取钢厂直取的脱硫灰或钢厂堆场长时间放置后脱硫灰作为污泥脱水复合药剂的原材料，能够“以废治废”，实现脱硫灰的资源化利用。
本发明进一步设置为：步骤1)的具体步骤还包括：
A、对脱硫灰为钢厂直取的脱硫灰和钢厂堆场长时间放置后的脱硫灰分别进行化学指标分析，所述化学指标分析包括化学成分分析、放射性与pH分析、X射线衍射试验分析和重金属含量分析;
B、根据步骤A中对钢厂直取的脱硫灰和钢厂堆场长时间放置后的脱硫灰进行化学指标分析的结果，选取钢厂直取的脱硫灰或钢厂堆场长时间放置后的脱硫灰。
通过采用上述技术方案，通过步骤A和步骤B，便于分析验证脱硫灰的各化学指标是否符合使用要求，从而便于保证使用脱硫灰作为污泥脱水复合药剂的原材料不会对污泥的脱水处理造成二次污染。
本发明进一步设置为：步骤2)中所述的先后加入法的具体方法为：取200ml污泥，在污泥中首先加入脱硫灰，并在转速为350r·min-1的条件下快速搅拌30s，静置10min，然后再加入Fecl3，并在转速为350r·min-1的条件下快速搅拌30s，然后在转速为50r·min-1的条件下慢速搅拌15min，静置30min;步骤2)中所述的混合加入法的具体方法为：取200ml污泥，在污泥中加入脱硫灰和Fecl3的混合物，并在转速为350r·min-1的条件下快速搅拌30s，然后在转速为50r·min-1的条件下慢速搅拌15min，静置30min。
通过采用上述技术方案，通过对脱硫灰和Fecl3分别采用先后加入法和混合加入法对污泥进行处理，便于确定由脱硫灰和Fecl3制备的污泥脱水复合药剂最佳投放方式。
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过质量比为5:1的脱硫灰和Fecl3结合构成的污泥脱水复合药剂，能够利用脱硫灰中的主要成分氧化钙来改善污泥的脱水性能;由于脱硫灰单独调理污泥脱水性能时投加量大，会导致最终的干污泥量大大增加，将脱硫灰与絮凝剂联合使用，进行污泥脱水，以FeCl3作为铁盐絮凝剂，能够使脱硫灰和FeCl3结合成无机调理剂，并使离解得到带正电荷的阳离子与污泥颗粒上的负电荷互相吸引并中和，从而使污泥的电荷减小，减少了污泥粒子之间的排斥力，增加了污泥颗粒间的吸附，并减少污泥粒子与水分子的亲和力，使污泥粒子增加凝聚力而粗大化，从而改善污泥沉降脱水性能;通过以质量比为5:1的脱硫灰和FeCl3作为配方构成的污泥脱水复合药剂，能够“以废治废”，实现脱硫灰的资源化利用，并在降低污泥含水率的同时，实现污泥的资源化利用;同时，具有成本低、效率高、适用范围广等优点。（发明人董德生;回志峰）
