高效污泥脱水工艺制造技术

本发明专利技术属于环保领域一种高效污泥脱水工艺。其主要技术特点是无机高分子絮凝剂用钢渣、硫铁矿渣、盐酸及少量催化剂为原料，通过正交试验优化制备而成，具有高效能的架桥作用，来源丰富，生产工艺简单，使用方便、价廉；与有机絮凝剂配伍用于污泥脱水既提高了污泥脱水性能，又极大地降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保领域的对污泥的治理，尤其是一种高效污泥脱水 工艺。
技术介绍
随着污水处理量的增加，污泥的排放量也在逐年递增。由于 污泥含水率很高且保水性强，单靠简单的机械压縮过滤很难达到 理想的脱水效果，给其处理和处置带来很多问题。由于污泥颗粒 带负电荷，因此采用阳离子絮凝剂对污泥进行脱水的方式比较广泛。进入20世纪70年代以来，阳离子絮凝剂的研制开发呈现出 明显的增长势头，美、日、英、法等国目前在废水处理中都大量 使用了阳离于型絮凝剂。美、日等国的阳离子型絮凝剂已占合成 絮凝剂总量的近60%，而这几年仍以10%以上的速度增长。在污泥处理过程中，用金属盐与聚电解质同时投放到污泥中 能提高其脱水性能。Chitikela等人指出，用铁盐和阳离子聚电解 质对活性污泥进行调节，nf使其具有更好的脱水性能。Watanabe报道，用金属凝结剂和两性聚合物能使污泥具有更高的脱水率， 更低的剩余含水量和具有牢固结构的絮凝体。Bohm等人用阳离 子和阴离子聚合物同时调节污泥，使其获得更好的脱水性能。但 国内在这方面的研究还较少。随着近代钢铁工业的发展，钢渣、硫铁矿渣的排放量日渐增 多。由于钢渣、硫铁矿渣中含有较多的铁、铝、硅、钙等元素， 可以用来制备聚硅酸铝铁类絮凝剂。聚硅酸盐类絮凝剂是-种新 型无机高分子絮凝剂，它是在聚硅酸(即活化硅酸)及传统的铝盐、 铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合产物。 这类絮凝剂可以把聚硅酸和聚铝或聚铁的优点结合起来，充分发 挥二者的长处，其絮凝性能远超过单独的聚硅酸和聚金属离子。 同聚硅酸相比，不但提高了稳定性，而且增加了电中和能力，同 聚金属离子相比，则增强了粘结架桥效能。为了增大产品的市场竞争力，本技术在利用有机高分子絮凝 剂的基础上，与由钢渣、硫铁矿渣自制的无机高分子絮凝剂配伍使用，用于污泥脱水，-方面提高污泥的脱水性能，另一方面以 废治废，降低成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、 成本低廉、污泥脱水效果好的高效污泥脱水工艺。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的-一种高效污泥脱水工艺，采用无机高分子絮凝剂和有机高分子 絮凝剂进行污泥脱水，其工艺步骤是-(1) .按污泥处理量体积比为0.3-1.0%的比例添加无机高分子絮 凝剂，快速搅拌lmin左右，慢速搅拌5 10min;(2) .加入浓度为0.1~0.3%的有机高分子絮凝剂，其投加量的体积 比为污泥处理量的0.1~0.5%，快速搅拌lmin左右，慢速搅拌 1(M6min;(3) .静止10~25min即完成污泥脱水。而且，所述的无机高分子絮凝剂的制备工艺步骤为① 按1:1 6:1的重量比例称取钢渣和硫铁矿渣粉未状固体并 充分混合；② 添加体积比为1: 4的盐酸，其用量为5~10mL/g;③ 加入过氧化物催化剂，其用量为20 30mg/g;④ 在磁力搅拌器上常压加热到25 35'C,反应10 20h，出料、 过滤，熟化4 7天即得无机高分子絮凝剂成品。而且，所述的无机高分子絮凝剂中其原料钢渣的Fe203和Si02 含量为30%左右，其原料硫铁矿渣中总Fe203含量为20%左右、Si02 含量为60%左右、A1203含量为10%左右；所制备出的无机高分子絮 凝剂成品中A1和Fe总含量为2mol/L左右，pH值为3 5，产品呈棕 黄色，为粘稠状液体。而且，所述的过氧化物催化剂为过氧化氢、过氧甲酸、过氧 乙酸和过氧丙酸的其中之-。而且，所述的无机高分子絮凝剂中的Fe含量为0.2g/L。而且，所述的有机高分子絮凝剂选用分子量为400~500万的阳 离子聚丙烯酰胺絮凝剂。附图说明图1为投加絮凝剂前后污泥沉降曲线；图2为过滤液体积随时间的变化关系曲线。具体实施例方式下面结合实施例说明本专利技术，这里所述实施例的方案不限制本专利技术；本领域的专业人员按照本专利技术的方案可以对其进行改进和变化， 所述的这些改进和变化都应视为在本专利技术的范围内，本专利技术的范围和 实质由权利要求来限定。本高效污泥脱水工艺是采用无机高分子絮凝剂和有机高分子 絮凝剂进行污泥脱水，其污泥脱水的工艺步骤是(1) .按污泥处理量体积比为0.3-1.0%的比例添加无机高分子絮 凝剂(Fe含量为0.2g/L)，快速搅拌lmin左右，慢速搅拌5 10min;(2) .加入浓度为0.1-0. 3%的有机高分子絮凝剂(选用分子量为 400 500万的阳离子聚丙炜酰胺絮凝剂，浓度为0.2%),其投加量的 体积比为污泥处理量的0.1M).5Q/。，快速搅拌lmin左右，慢速搅拌 10 16min;(3) .静止10 25min，其脱水的效果见下面的应用实例。上述的无机高分子絮凝剂的制备工艺步骤为① 按1:1 6:1的重量比例称取钢淹和硫铁矿渣粉未状固体并 充分混合；② 添加体积比为1: 4的盐酸，其用量为5~10mL/g;③ 加入过氧化物催化剂，其用量为20~30mg/g;④ 在磁力搅拌器上常压加热到25 35C反应l(K20h，出料、 过滤，熟化4 7天即得无机高分子絮凝剂成品。上述的无机高分子絮凝剂中其原料钢渣的Fe203和Si02含量为 30%左右，其原料硫铁矿渣中总Fe2O3含量为20。/。左右、&02含量为 60%左右、八1203含量为10%左右；所制备出的无机高分子絮凝剂成 品中Al和Fe总含量为2mol/L左右，pH值为3~5，产品呈棕黄色， 为粘稠状液体。采用的过氧化物催化剂为过氧化氢、过氧甲酸、过氧乙酸和 过氧丙酸的其中之一均可。应用实例1:将以上实例中制备的无机高分子絮凝剂产品与国内的有机高 分子絮凝剂配伍用于污泥脱水，其复配工艺条件同本专利技术的技术方案。与国内产品阳离子聚丙烯酰胺CPAM—1及法国畅销产品 CPAM—2进行污泥脱水性能对比试验，其中两种CPAM的浓度分别配置到c-0.2%，投加量0.25%。原始污泥的含水率为95%。(1)絮凝剂对含水率去除的影响表i自制的两种絮凝剂复配与国内外产品用于污泥脱水的效果比较污泥脱水后含水率/%水分去除率/%最优复配方案70.9224.08CPAM—177.9917.01CPAM—275.3119.69由表1可知:利用正交实验法得到的最优复配方案其脱水性最好， 水分去除率为24.08%，与国外的有机絮凝剂作对比，水分去除率比 国外进口产品高出4.39%。 (2)絮凝剂对污泥沉降性能的影响由于污泥中的微细颗粒带负电，互相相斥，还有部分污泥与表面 附着水结合成凝胶体，所以它们能在水中稳定分布，沉降性能较差， 靠重力沉降只能将污泥与游离水分开，当加入脱水剂后使带负电的污 泥颗粒脱稳，并将表面附着水化成游离水，由此可见，污泥的沉降性 能可作为衡量絮凝剂性能的衡量指标。实验结果见表2及图1。表2投加絮凝剂前后污泥沉降与时间的关系Tab.4~6 The relation of deposited sludge before or after adding flocculant and time沉降时间t (min)102030405060708090100底泥体i愨 i 二K93878482818079787675枳 V92858178767574727068(mL)2#污泥9本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效污泥脱水工艺，采用无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂进行污泥脱水，其特征在于：其工艺步骤是：（１）．按污泥处理量体积比为０．３－１．０％的比例添加无机高分子絮凝剂，快速搅拌１ｍｉｎ左右，慢速搅拌５～１０ｍｉｎ；（２）．加入浓度为０．１～０．３％的有机高分子絮凝剂，其投加量的体积比为污泥处理量的０．１～０．５％，快速搅拌１ｍｉｎ左右，慢速搅拌１０～１６ｍｉｎ；（３）．静止１０～２５ｍｉｎ即完成污泥脱水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂菊，王昶，贾青竹，杨迎花，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]