一种污泥脱水调理剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种污泥脱水调理剂及其应用，属于城市生活污水污泥资源化利用技术领域。本发明专利技术所述污泥脱水调理剂包括污泥基生物炭、分散剂和生物酶；所述污泥基生物炭为以城市生活污泥为制备原料的污泥基生物炭。本发明专利技术应用于制备污泥脱水调理剂，具体包括以下步骤：1)生物酶降解破壁；2)污泥颗粒分散；3)生物絮凝；4)形成“刚性骨架”渗水通道；5)压滤脱水。本发明专利技术通过与生物酶、分散剂和污泥基生物炭的协同使用，可实现污泥的高效脱水，调理工艺简单快捷，脱水后的污泥含水率降至50％以下，能实现污泥减量化，环境效益好，有利于后续污泥资源化利用。资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种污泥脱水调理剂及其应用


[0001]本专利技术涉及城市生活污水污泥资源化利用
，尤其是涉及一种污泥脱水调理剂及其应用。

技术介绍

[0002]污泥脱水即是脱出污泥中的水分使其含水率降低到一定程度。而污泥脱水的方式为通过外加能量或药剂以改变污泥絮体结构，使污泥中水更易分离，达到最终脱水的目的。根据水分与污泥颗粒的结合方式可将污泥中的水分为束缚水和自由水，其中束缚水又根据其结合力的不同细分为间隙水、表面水、结合水。自由水与污泥颗粒依附关系较小，束缚水与污泥颗粒结合紧密，脱除不同形态水分所需的能量不同。自由水在脱水过程中较容易去除，束缚水是限制污泥脱水效率的重要因素之一，去除该部分水分需要较大的能量，去除各种水时污泥含水率的变化趋势与之相关。
[0003]污泥的脱水性能与其絮体的组分、性质密切相关，如污泥胞外聚合物(EPS)及表面电荷的变化、粒径分布的变化等都会对污泥脱水起决定作用。总结污泥脱水的限制因素，主要分为以下三种：胶体颗粒物的难沉降性能、EPS对水的高亲和力以及污泥固体的强压缩性。其中混凝或絮凝作用有利于提高污泥的沉降性能，用不同的技术释放EPS中的水分，添加骨架构架物有利于减弱污泥的可压缩性。污泥颗粒具有双电子层结构，双电子层是指胶核外的吸附层和扩散层，即污泥中含有大量的胶体分子，胶体分子聚合而成的胶体微粒称为胶核，通常将胶核和吸附层合在一起称为胶粒，胶粒与扩散层形成胶团。而污泥胶粒一般带负电，当加入阳离子电解质时，阳离子就会涌入扩散层甚至吸附层，增加双电子层的阳离子浓度，使扩散层变薄，胶核表面的负电性降低，双电层间距变小被压缩，颗粒间的静电斥力就会降低，胶粒聚集能力增强，沉降性能增强。EPS是活性污泥的最重要组成部分之一，它的分子量、化学性质和结构对污染物去除和污泥特性有特殊的重要性。EPS主要为蛋白质、多糖等高分子物质的统称，影响污泥絮凝、沉降和脱水等性质。EPS含量的变化导致污泥处理难度增大由于以下几个因素：细胞间斥力增加、减弱了污泥颗粒絮凝性能；EPS中亲水性物质保留大量的水并增加了间隙水的含量；形成的稳定类胶体结构阻止水从絮体孔中渗出；在过滤介质与污泥泥饼之间形成薄层堵塞水的通道；污泥粘度增加等。污泥颗粒因其复杂的胶体结构特性，使污泥在机械脱水过程中，因污泥胶体特性，体积逐渐减小的速率逐渐减小，过滤介质表面逐渐被胶状泥饼覆盖，使污泥进一步压滤脱水难度增大，污泥的比阻会随压力的增加逐渐增大。由于污泥的高压缩性导致污泥颗粒受到压力时容易变形，滤饼增厚同时也导致泥饼与滤布接触的过滤孔隙堵塞，最终降低了污泥的脱水性能。如何提高污泥泥饼的孔隙率降低可压缩性成为研究的新方向，其研究内容主要集中在选用价廉易得且具有高的孔隙率和坚硬结构的环境友好作为过滤助剂并充当骨架构建体以降低污泥的压缩性。
[0004]机械脱水仅能使自由水和存在于污泥颗粒之间的部分间隙水去除，毛细水和污泥颗粒之间的结合力较强需借助较高的机械作用力和能量；内部结合水的含量与污泥中微生
物细胞所占的比例有关，而使用机械方法去除这部分水是行不通的，往往需采用高温加热和冷冻等措施。高温加热一般采用热干化，在热干化中提供的热能能够破坏污泥细胞内结合水，实现深度脱水。但热干化技术多利用蒸汽、烟通气等，造成处理成本高、尾气量大、冷却水量大，同时，还存在着易产生臭气及粉尘二次污染以及存在粉尘爆炸的风险等问题。污泥的热干化方式投资和运行成本普遍较高，污泥热干化项目一般设备投资约20
‑
50万元/吨湿污泥，运行成本200
‑
300元/t湿污泥以上，由此导致污泥热干化的项目建设要求和条件较高，不利于广泛地推广应用。
[0005]为了降低深度脱水成本，现在较多的是应用化学调理结合板框压滤机技术进行深度脱水，其总体运行成本低于热干化技术。现有的化学调理剂中，常用的有三氯化铁、生石灰和粉煤灰等组成的无机调理剂，但该类调理剂相对于80％含水率的污泥，要达到较好的脱水效果，对设备和工序要求高，调理剂的总添加量占污泥比20％以上，污泥增容问题较严重，实际上并未实现污泥的减量化。此外，还有些调理剂将无机调理剂与聚丙烯酰胺复合使用，虽可在一定程度上减少调理剂的总添加量，但由于聚丙烯酰胺是粘稠性浆体，会影响过滤以及后续处理的效果，且存在难降解等污染问题。
[0006]污泥脱水调理技术仍存在下面的三大不足与缺点：一.调理剂加入量较大，污泥的增容量较大，严重影响污泥的后续资源化利用，且亦不利于污泥的后续安全处置。二.污泥调理工艺较为复杂，不适合大规模污泥调理深度脱水应用。三.经济与环境效益相对较差，投资与运行费用较高。
[0007]因此，提供一种污泥脱水调理剂，以提升污泥的脱水率非常重要。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种污泥脱水调理剂，实现了污泥的高效脱水，调理工艺简单快捷，脱水后的污泥含水率降至50％以下。
[0009]本专利技术的第二方面，提供了一种上述污泥脱水调理剂的应用。
[0010]根据本专利技术的第一方面，提出了一种污泥脱水调理剂，所述污泥脱水调理剂包括污泥基生物炭、分散剂和生物酶。
[0011]根据本专利技术第一方面实施例的污泥脱水调理剂，至少具有如下有益效果：
[0012]本专利技术通过生物酶、分散剂和污泥基生物炭的协同作用，与单一调理剂相比，具有明显的增效性，可实现污泥的高效脱水，调理工艺简单快捷，脱水后的污泥含水率降至50％以下，能实现污泥减量化，环境效益好，有利于后续污泥资源化利用。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述污泥基生物炭中具有孔，所述孔的孔径为2～100nm。
[0014]由此，所述污泥基生物炭内部通连通，微孔发展形成中孔，有效提升了污泥基生物炭的比表面积，有利于在作为污泥调理剂使用过程中在污泥体系内部形成水扩散通道，有利于水分的排出，促进脱水，且骨架结构稳定，可有效维持脱水通道顺利排水。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述污泥基生物炭为以城市生活污泥为制备原料的污泥基生物炭。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述污泥基生物炭的制备方法包括以下步骤：
[0017]将城市生活污泥进行第一次热解处理后，洗涤、干燥，破碎后以碱浸渍，再进行第二次热解处理即得污泥基生物炭。
[0018]通过第一次热解处理使所述城市生活污泥中的有机物缩聚交联炭化，得到的固体产物再通过第二次热解处理可以提高污泥基生物碳的收率和比表面积；通过两次热解在源头上提高了污泥的能量品味，解决了污泥高水分低热值的问题。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述城市生活污泥含水率为90％～100％。
[0020]优选地，所述城市生活污泥含水率约为93～99％。
[0021]更优选地，所述城市生活污泥含水率约为95.3％。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一次热解的氛围为99.99％的氮气或者氩气的惰性氛围。
[0023]根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污泥脱水调理剂，其特征在于，所述污泥脱水调理剂包括污泥基生物炭、分散剂和生物酶。2.根据权利要求1所述的一种污泥脱水调理剂，其特征在于，所述污泥基生物炭的制备方法包括以下步骤：将城市生活污泥进行第一次热解处理后，洗涤、干燥，破碎后以碱浸渍，再进行第二次热解处理即得污泥基生物炭。3.根据权利要求1所述的污泥脱水调理剂，其特征在于，所述生物酶为中性蛋白酶、中温淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蜗牛酶、溶菌酶中的至少一种。4.根据权利要求1所述的污泥脱水调理剂，其特征在于，所述生物膜由纤维素载体和聚酯载体中的至少一种，以及霉菌曲霉属菌种组成。5.根据权利要求1所述的污泥脱水调理剂，其特征在于，所述分散剂为木制磺酸盐和聚烷基芳烃磺酸盐。6.根据权利要求5所述的污泥脱水调理剂，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨添奇，成一知，纪智慧，李小明，李晶，杨易霖，蔡寿山，张涌涛，
申请(专利权)人：湖南新九方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：