一种河湖淤泥深度脱水剂及脱水方法技术

本发明专利技术属于环境工程技术领域，公开了一种河湖淤泥深度脱水剂，包括：有机高分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂以及辅助剂；所述有机高分子絮凝剂包括：800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM与动物胶；所述无机高分子絮凝剂包括：聚合硫酸铁与聚合硫酸铝；所述辅助剂包括：秸秆粉、粉煤灰、生石灰以及滑石粉。本发明专利技术提供的河湖淤泥深度脱水剂及脱水方法实现深度高效脱水。

Dewatering agent for river and lake sludge depth and dewatering method

The invention belongs to the technical field of environmental engineering and discloses a river silt depth dehydrator, including: organic flocculant, inorganic polymer flocculant and auxiliary agent; wherein the organic polymer flocculant includes 800 to 12 million molecular weight cationic polyacrylamide CPAM and animal glue; the inorganic polymer flocculants including: polyferric sulfate and polyferric sulfate aluminium; the auxiliary agents include: straw powder, fly ash, lime and talcum powder. The invention provides a lake and river mud depth dehydrating agent and a dewatering method for realizing deep and high efficiency dehydration.

【技术实现步骤摘要】
一种河湖淤泥深度脱水剂及脱水方法
本专利技术涉及环境工程
，特别涉及一种河湖淤泥深度脱水剂及脱水方法。
技术介绍
河湖清淤产生大量高含水、高有机质，甚至有毒、有害的清淤泥浆，简称淤泥。如何快速、有效地对体量庞大的淤泥进行“减量化、无害化、稳定化、资源化”处理处置，成为河湖环保清淤工程能否顺利实施的关键。淤泥脱水是减量化重要处置方法之一。为了使淤泥转化为良好的工程材料，降低淤泥含水率是最为直接的方法。淤泥脱水技术通过化学、物理方法将淤泥减量。而淤泥为黏土矿物、泥沙、生物质等细小颗粒在粒子间静力和分子引力的作用下，在江河、海洋、湖泊区缓慢的流水环境中发生沉积所形成的絮状和蜂窝状结构沉积物。主要表现为黏粒含量高、含水率高、压缩性大、强度低、粘滞性大、渗透性能差、排水固结缓慢。此外，淤泥比表面积大，表面带有负电荷，会吸附带极性的水分子和水合阳离子，以致在其表面形成一定厚度的吸附水层。而吸附水的粘滞性较大、能动性较小，有机质和重金属污染物通常吸附在淤泥细小的黏粒表面，分离和清除非常困难。现有技术中，高含水率淤泥脱水的方法主要采取堆泥场自然干化的方式进行处理，该方法虽操作简便、运行成本低，但脱水效果受自然天气影响大、占地面积大且易产生二次污染；或者，采用机械脱水的方式，机械脱水工厂的工作能力一般较小，难以适应大规模工程需要。同时，现有机械脱水后，淤泥含水率在60％到80％范围内，无法满足后续处置要求。针对此问题，常采用絮凝剂提高脱水效率。现有研究主要集中于污泥脱水药剂，污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等物质组成的极其复杂的非均质体。目前关于河湖淤泥脱水药剂的研究较少，大多直接使用以往的污泥脱水药剂，药剂投加顺序具有随意性，或多种药剂按照一定配比混合后一次性添加，无法充分发挥每种药剂的脱水作用，所形成的淤泥絮体具有尺寸小、稳定性差、结构强度低的缺点，最终严重降低脱水效果。此外，使用污泥脱水药剂存在絮凝沉降时间长，药剂添加量大，处置成本高，推广难度大的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种河湖淤泥深度脱水剂及脱水方法，解决现有技术中河湖淤泥脱水絮凝沉降时间长，脱水效率低，药剂添加量大，处置成本高的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种河湖淤泥深度脱水剂，包括：有机高分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂以及辅助剂；所述有机高分子絮凝剂包括：800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM与动物胶；所述无机高分子絮凝剂包括：聚合硫酸铁与聚合硫酸铝；所述辅助剂包括：秸秆粉、粉煤灰、生石灰以及滑石粉。进一步地，所述有机高分子絮凝剂中，所述800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM与所述动物胶的质量比为6:4。进一步地，所述无机高分子絮凝剂中，所述聚合硫酸铁与所述聚合硫酸铝的质量比为7:3。进一步地，所述辅助剂中，所述秸秆粉、所述粉煤灰、所述生石灰以及所述滑石粉的质量比为3:3:3:1。进一步地，所述有机高分子絮凝剂、所述无机高分子絮凝剂以及所述辅助剂的质量比为1:1:8。进一步地，所述有机高分子絮凝剂、所述无机高分子絮凝剂以及所述辅助剂的状态均为固体颗粒。一种河湖淤泥深度脱水方法，采用所述河湖淤泥深度脱水剂并按照下述脱水步骤执行脱水操作；所述脱水步骤包括：向待脱水河湖淤泥中添加所述辅助剂，并搅拌至均匀，形成第一混合物；向所述第一混合物中添加所述无机高分子絮凝剂，搅拌至均匀，形成第二混合物；向所述第二混合物中添加有机高分子絮凝剂，搅拌至均匀，形成第三混合物；将所述第三混合物进行板框压滤，直至无液滴出现为止；卸压放料。进一步地，所述河湖淤泥深度脱水剂添加量占所述待脱水河湖淤泥质量的3.45％～6.60％。进一步地，所述板框压滤的压力大于等于2MPa。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例中提供的河湖淤泥深度脱水剂具备良好的脱水效果。辅助剂中，秸秆粉可在淤泥压缩排水过程中形成多孔网状骨架与大量微孔通道，增强絮体强度，从而提高脱水效率；粉煤灰可为后续脱水提供骨架材料，构建流体通道，使水从通道中顺利排出；同时，粉煤灰可减少固液之间的界面张力，淤泥絮体网格中所含水分得以释放，从而有利于淤泥中的水分深度脱出；生石灰主要成分为氧化钙，与水反应生成氢氧化钙，消耗部分水，放出大量热，且生成的氢氧化钙与后续添加的无机高分子絮凝剂发生反应，显著提高淤泥脱水程度；滑石粉具有润滑、助流的作用，增大流变性，使搅拌、混合等操作过程能耗降低，有利于药剂在待脱水淤泥中分布均匀，节省时间耗损；无机高分子絮凝剂中，聚合硫酸铁与聚合硫酸铝为性能优越的无机高分子絮凝材料，极易溶于水，无机高分子絮凝剂溶于水后，经快速强力搅拌，无机高分子絮凝剂中部分高价阳离子与电负性淤泥颗粒发生中和反应，与原本吸附带极性的水分子和水合阳离子的淤泥颗粒结合，致使原本淤泥颗粒上双电层外层极性水分子和水合阳离子脱落，压缩内电层，脱落后的极性水分子和水合阳离子释放至液相中，增加脱水程度，淤泥颗粒脱稳，相互絮凝聚集成大颗粒，团聚下沉，增加脱水速度；更重要的是，辅助剂的添加，产生氢氧化钙，当氢氧化钙与聚合硫酸铁反应生成氢氧化铁，对淤泥颗粒具有极强吸附能力，显著提高淤泥脱水程度；有机高分子絮凝剂中，800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM带有正电，吸附淤泥中的负电荷，使淤泥进一步凝聚；且800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM具有吸附架桥作用，对淤泥颗粒表面有很强的粘合力，分子链上的活性基团可与淤泥颗粒表面的氢键结合，通过架桥方式将多个淤泥颗粒集合起来，使得淤泥絮体进一步增大，达到聚沉的目的；同时，鉴于长链易形成团状而使得絮体内部包裹一定水分，因此在添加有机高分子絮凝剂前，必先添加无机高分子絮凝剂，能够先将水分尽量排出，使得800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM的脱水效果得到提升；动物胶溶于水后形成其水溶液，其水溶液具有表面活性，粘度较高，可使较大的絮体粘结聚合，从而在上述聚合的基础上继续增大淤泥絮体体积，同时动物胶具有更强的吸附架桥作用，配合无机高分子絮凝剂中的聚合硫酸铁使用，可以增强带电颗粒的聚沉，增强脱水效果。另一方面，粉煤灰与秸秆粉的利用实现了节能减排功能，同时动物胶生产所用的兽骨和兽皮的边角料都是废弃物，加以利用则可变废为宝，且无二次污染。具体实施方式本申请实施例通过提供一种河湖淤泥深度脱水剂及脱水方法，解决现有技术中河湖淤泥脱水絮凝沉降时间长，脱水效率低，药剂添加量大，处置成本高的技术问题；达到了提升河湖淤泥的脱水效率，缩短脱水时间，降低药剂使用量的技术效果。为解决上述技术问题，本申请实施例提供技术方案的总体思路如下：通过辅助剂在淤泥内建立良好的脱水路径，提升脱水效果；通过无机高分子絮凝剂的组分分别吸附、凝聚淤泥颗粒，从而逐步聚集淤泥颗粒，提升脱水效果；通过有机高分子絮凝剂吸附架桥，以及其长链结构进一步将已聚集的大的淤泥颗粒聚集，进一步脱水。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本专利技术实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种河湖淤泥深度脱水剂，其特征在于，包括：有机高分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂以及辅助剂；所述有机高分子絮凝剂包括：800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM与动物胶；所述无机高分子絮凝剂包括：聚合硫酸铁与聚合硫酸铝；所述辅助剂包括：秸秆粉、粉煤灰、生石灰以及滑石粉。

【技术特征摘要】
1.一种河湖淤泥深度脱水剂，其特征在于，包括：有机高分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂以及辅助剂；所述有机高分子絮凝剂包括：800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM与动物胶；所述无机高分子絮凝剂包括：聚合硫酸铁与聚合硫酸铝；所述辅助剂包括：秸秆粉、粉煤灰、生石灰以及滑石粉。2.如权利要求1所述的河湖淤泥深度脱水剂，其特征在于：所述有机高分子絮凝剂中，所述800～1200万分子量的阳离子聚丙烯酰胺CPAM与所述动物胶的质量比为6:4。3.如权利要求2所述的河湖淤泥深度脱水剂，其特征在于：所述无机高分子絮凝剂中，所述聚合硫酸铁与所述聚合硫酸铝的质量比为7:3。4.如权利要求3所述的河湖淤泥深度脱水剂，其特征在于：所述辅助剂中，所述秸秆粉、所述粉煤灰、所述生石灰以及所述滑石粉的质量比为3:3:3:1。5.如权利要求1～4任一项所述的河湖淤泥深度脱水剂，其特征在于：所述有机高分子絮凝剂、所述无机高分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亿军，薛强，刘磊，奉向东，马骏，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，江苏中宜生态土研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42