一种新型市政污泥调理剂制造技术

本发明专利技术公开了一种新型市政污泥调理剂。该新型市政污泥调理剂，包括污泥生物炭和高铁酸盐，所述的污泥生物炭和高铁酸盐的质量比为2～130:3，所述的污泥生物炭由如下步骤制备得到，将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下300℃～900℃热解1～4h后得到污泥生物炭。本发明专利技术提供的基于市政污泥为原料的市政污泥调理剂，为污泥脱水的处理处置及资源化利用提供了新的途径。

A New Municipal Sludge Conditioner

【技术实现步骤摘要】
一种新型市政污泥调理剂
：本专利技术涉及城镇固体废弃物处置与资源化
，尤其是涉及一种新型市政污泥调理剂。
技术介绍
：我国主要城市生活污水排放量自2010以来每年以大于5.3％增长率增加。2016年生活污水排放量达到了176.84亿吨，按照0.3％的比例估算，市政污泥产量约为5305万吨。浓缩后的市政污泥含水率仍高达95％～97％，填埋处理要求污泥含水率不得高于60％，焚烧处理要求含水率低于50％，热解处理虽无规范要求，过高的含水率必然因水分气化而耗费大量的热量。含水率过高为污泥后续处理处置，特别是焚烧、热解等能源化利用带来极大的挑战。因此，污泥脱水是污泥后续处理处置的关键，实践证明，没有预处理(调理)的污泥几乎不可能实现机械脱水。无机聚合物和有机聚合物絮凝剂由于腐蚀、毒性、难降解等环境问题，目前仍在世界范围内广泛使用，但逐渐受到限制。为获得环境友好的絮凝剂，改性天然高分子絮凝剂(壳聚糖、淀粉、纤维素、大豆蛋白等)其改性、生产过程中仍需消耗以牺牲大量环境成本得来的化学试剂，例如纤维素改性所需要的强碱(NaOH)、引发剂(NaIO4)、接枝单体(尿素)等。以高环境成本为代价生产用于改善污泥脱水性能的絮凝剂，导致其环保性下降。此外，还有一类混凝剂(硅藻土、石灰、石膏、煤粉、褐煤、粉煤灰、甘蔗渣、木屑等)，或者称作骨架构建体，主要通过降低污泥压缩性、构建水渗透通道的方式，改善污泥脱水性能，然而其存在用量过大，改善效果一般的问题，很少单独使用。因此，当前亟需探索和研究一种环保、高效、低成本的污泥调理技术。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种新型市政污泥调理剂，该市政污泥调理剂的制备过程简便，安全环保，活性污泥添加该污泥调理剂脱水后活性污泥泥饼含水率较目前污水处理厂泥饼含水率显著降低。本专利技术的一个目的是提供了一种新型市政污泥调理剂，包括污泥生物炭和高铁酸盐，所述的污泥生物炭和高铁酸盐的质量比为2～130:3，所述的污泥生物炭由如下步骤制备得到，将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下300℃～900℃热解1～4h后得到污泥生物炭。本专利技术中，利用现有废弃物市政污泥为原料，进行热解炭化，丰富污泥生物炭的孔隙结构及官能团，作为新型污泥调理剂的骨架构建体。本专利技术提出的市政污泥调理剂调理污泥脱水的基本原理是，该市政污泥调理剂中的高铁酸盐因具有强氧化性，使得活性污泥中的大块絮体被破解成较小絮体，释放出截留水，降低活性污泥的含水率(如图1所示)。污泥生物炭在脱水过程起到骨架构建体的作用，提高污泥的可压缩性，为水分提供渗流通道，从而达到降低脱水后污泥泥饼的含水率的效果(如图2中的a和b所示)。优选地，所述的高铁酸盐为高铁酸钾(分析纯级高铁酸钾)。优选地，步骤(1)所述的预处理后的市政污泥的预处理的具体步骤如下：将污泥泥饼先进行手动剔除固体杂质后，置于烘箱105℃干燥至恒重后取出，用粉碎机进行粉碎处理并过筛，得到预处理后的市政污泥。优选地，将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下500℃～600℃热解2h后得到污泥生物炭。优选地，所述的污泥生物炭和高铁酸盐的质量比为8～125:3。本专利技术还提供了新型市政污泥调理剂在污泥脱水中的应用。优选地，包括如下步骤：将高铁酸盐加入到活性污泥中，以100～300rpm的搅拌速度搅拌1～10min后，再将污泥生物炭投加到活性污泥中，再以50～100rpm的搅拌速度搅拌5～30min后，静止0～120min，并记录静置沉降情况，经脱水处理后，得到污泥脱水率。优选地，所述的活性污泥的pH值为2～7。优选地，每100mL活性污泥中加入0.06～0.3g的高铁酸盐，每100mL活性污泥中加入0.25～1.3g的污泥生物炭。本专利技术提供的基于污泥为原料的市政污泥调理剂，为污泥脱水的处理处置及资源化利用提供了新的途径。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术中，利用现有废弃物市政污泥为原料，进行热解炭化，丰富污泥生物炭的孔隙结构及官能团，作为新型调理剂的骨架构建体。(2)本专利技术提供的基于污泥为原料的市政污水调理剂制备方法，为脱水污泥的处理处置及资源化利用提供了新的途径。(3)本专利技术提出的污泥调理剂，避免了使用酸碱催化剂或有机溶剂，环保，原料易得，生产成本低，污泥调理剂的脱水效果良好。附图说明：图1为本专利技术市政污泥调理剂调理污泥脱水的基本原理图；图2为本专利技术市政污泥调理剂调理污泥脱水的基本原理图。具体实施方式：下面结合具体实例，进一步阐明本专利技术。应该理解，这些实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限定本专利技术的保护范围。在实际应用中技术人员根据本专利技术做出的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。除特别说明，本专利技术使用的设备和试剂为本
常规市购产品。高铁酸钾购自上海麦克林生化科技有限公司。下述实施例中的活性污泥取自广东省佛山市污水处理厂。将市政污泥泥饼先进行手动剔除固体杂质后，置于烘箱105℃干燥至恒重后取出，进行粉碎处理并过筛，得到预处理后的市政污泥，然后在惰性气体氛围下300℃～900℃热解后得到污泥生物炭。实施例1将市政污泥泥饼先进行手动剔除固体杂质后，置于烘箱105℃干燥至恒重后取出，进行粉碎处理并过筛，得到预处理后的市政污泥，然后将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下600℃热解2h后得到污泥生物炭。称取0.6g的污泥生物炭6份，分别加入pH值为2、3、4、5、6和7的100mL的活性污泥中以100rpm的搅拌速度搅拌5min，搅拌完成后，静置30min后，对其进行脱水处理，得到污泥脱水率，不同pH值下活性污泥的脱水率如表1所示。表1活性污泥pH值234567活性污泥含水率(％)70.7268.9873.647475.3874.46由表1可以得出，在pH值为2～3的活性污泥，活性污泥含水率较小，污泥生物炭在pH值为3的活性污泥中脱水效果最好。实施例2将市政污泥泥饼先进行手动剔除固体杂质后，置于烘箱105℃干燥至恒重后取出，进行粉碎处理并过筛，得到预处理后的市政污泥，然后将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下600℃热解2h后得到污泥生物炭。量取pH值为3的100mL的活性污泥6份，分别加入0.25g、0.5g、0.6g、0.8g、1.0g和1.3g的污泥生物炭以100rpm的搅拌速度搅拌5min，搅拌完成后，静置30min后，对其进行脱水处理，得到污泥脱水率，不同质量的污泥生物炭活性污泥的脱水率如表2所示。表2活性污泥(g)0.250.50.60.81.01.3活性污泥含水率(％)70.4471.2367.8061.6659.9472.2由表2可以得出，在pH值为3的活性污泥中，污泥生物炭的加入量为0.8～1.0g时的活性污泥含水率较小，每100mL的活性污泥中加入1.0g污泥生物炭，活性污泥脱水效果最好。实施例3将市政污泥泥饼先进行手动剔除固体杂质后，置于烘箱105℃干燥至恒重后取出，进行粉碎处理并过筛，得到预处理后的市政污泥，然后将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下不同热解条件下(具体条件参见表3)得到污泥生物炭。量取pH值为3的100mL的活性污泥，分别加入1.0g的上述不同热解条件下的污泥生物炭以100rpm的搅拌速度搅拌5min，搅拌完成后，静置30min后，对其进行脱水处理，得到污泥脱水率，不同热解条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型市政污泥调理剂，其特征在于，包括污泥生物炭和高铁酸盐，所述的污泥生物炭和高铁酸盐的质量比为2～130:3，所述的污泥生物炭由如下步骤制备得到，将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下300℃～900℃热解1～4h后得到污泥生物炭。

【技术特征摘要】
1.一种新型市政污泥调理剂，其特征在于，包括污泥生物炭和高铁酸盐，所述的污泥生物炭和高铁酸盐的质量比为2～130:3，所述的污泥生物炭由如下步骤制备得到，将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下300℃～900℃热解1～4h后得到污泥生物炭。2.根据权利要求1所述的新型市政污泥调理剂，其特征在于，所述的高铁酸盐为高铁酸钾。3.根据权利要求1所述的新型市政污泥调理剂，其特征在于，步骤(1)所述的预处理后的市政污泥的预处理的具体步骤如下：将污泥泥饼先进行手动剔除固体杂质后，置于烘箱105℃干燥至恒重后取出，用粉碎机进行粉碎处理并过筛，得到预处理后的市政污泥。4.根据权利要求1或3所述的新型市政污泥调理剂，其特征在于，将预处理后的市政污泥在惰性气体氛围下500℃～600℃热解2h后得到污泥生物炭。5.根据权利要求1所述的新型市政污泥调理剂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁浩然，吴佳欢，顾菁，陈勇，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44