申請日2010.06.13

　　公開(公告)日2010.10.13

　　IPC分類號C02F11/14

　　摘要

　　本發(fā)明是一種用于污泥深度脫水的調質混凝劑，由高分子絮凝劑和含F(xiàn)e3+，Ca2+化工原料組成。其中高分子絮凝劑的含量為0.05-50w%，含F(xiàn)e3+化工原料的含量為0.3-50w%，含Ca2+化工原料的含量為0.3-50w%。添加調質混凝劑后，在高分子絮凝劑和含F(xiàn)e3+，Ca2+化工原料的無機混凝劑的搭橋效應，電中和效應和脫水效應的共同作用下，污泥的膠體顆粒電荷得到中和，污泥比阻抗值降低，污泥內部的水分脫除，使脫水后濾餅的含固率提高。本發(fā)明添加量小，成本低，污泥脫水后含水率下降到65%以下，并且干污泥的燃燒熱值下降不到10%。脫水后污泥泥餅非常適用于污泥的干化，焚燒處理。

　　權利要求書

　　1.一種污泥深度脫水的調質混凝劑，其特征在于，該調質混凝劑包括高分子絮凝劑、含F(xiàn)e3+化工原料和含Ca2+化工原料;

　　所含高分子絮凝劑的含量為0.05-50w%，

　　所含F(xiàn)e3+化工原料的含量為0.3-50w%，

　　所含Ca2+化工原料的含量為0.3-50w%。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的污泥深度脫水的調質混凝劑，其特征在于所述的高分子絮凝劑包括陰離子絮凝劑、陽離子絮凝劑、非離子絮凝劑或兩性絮凝劑。

　　3.根據(jù)權利要求1所述的污泥深度脫水的調質混凝劑，其特征在于所述的含F(xiàn)e3+化工原料包括Fe2O3、FeO、Fe(OH)3、Fe(NO3)3、Fe2(CO3)3、Fe2(SO4)3、FeSO4、FeCl3或FeCl2。

　　4.根據(jù)權利要求1所述的污泥深度脫水的調質混凝劑，其特征在于所述的含Ca2+化工原料包括CaCO3、CaCl2、CaS、CaF2、Ca(NO3)2、CaO或Ca(OH)2。

　　說明書

　　污泥深度脫水的調質混凝劑

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及一種用于污泥脫水的混凝調制藥劑，特別是涉及一種由高分子絮凝劑和鐵鈣化工原料組成的用于污泥脫水的混凝調制劑。

　　背景技術

　　污水廠污泥難以處置，已成為極其脆弱的環(huán)節(jié)，受到社會的高度關注和重視。污泥焚燒技術能夠最佳地完成減容，安定化，無害化的處理目的，因此成為土地緊張的城市地區(qū)污泥處理技術的首選。而高效低費的藥劑調制污泥脫水技術能夠大幅度降低污泥處理的整體費用，所以是污泥處理的關鍵，對于市政污泥焚燒技術的推廣具有極其重要的作用。

　　污泥調制預處理的目的在于改善污泥脫水性能，提高機械脫水效果與機械脫水設備的生產(chǎn)能力。

　　初次沉淀污泥，活性污泥，腐殖污泥，消化污泥均由親水性帶負電荷的膠體顆粒組成，揮發(fā)性固體含量高，比阻值大，脫水困難。特別是活性污泥的有機分散物包括平均粒徑小于0.1μ的膠體顆粒，1.0-100μ之間的超膠體顆粒及由膠體顆粒聚集的大顆粒所組成，所以其比阻值更大，脫水更困難。一般認為污泥的比阻值在(0.1-0.4)×109S2/g之間時，進行機械脫水較為經(jīng)濟與適宜，但是污泥的比阻值均大于此值，故機械脫水前，必須預處理。

　　化學調質預處理是在污泥中加入混凝劑，助凝劑等化學藥劑，使污泥顆粒絮凝，比阻降低，改善脫水性能。

　　污泥中的水分按其狀態(tài)共分為四種：1)間隙水，間隙水是污泥顆粒包圍的游離水分，一般占污泥總含水量的70%左右;2)毛細水，毛細水是污泥顆粒之間或顆粒裂隙中由于毛細作用與污泥顆粒結合在一起的水分，占總水量的20%左右;3)吸附水，吸附水是由于表面張力的作用吸附在污泥顆粒表面的水分，由于污泥顆粒小，具有極強的表面吸附力;4)結合水，結合水是包含在污泥中微生物細胞內的水分，只有改變污泥顆粒的內部結構才能將結合水分離;結合水和吸附水共占污泥中總含水量的10%左右。

　　間隙水理論上容易脫除，但是由于污泥是由絮狀的膠體集合而成，顆粒很細而且很軟，由于軟顆粒具有一定的壓縮性，當外力增加時，顆粒會在過濾介質表面形成一層空隙非常小的“膜”，從而使水很難通過，脫水也就顯得異常困難。

　　化學調質中的混凝劑可使溶膠脫穩(wěn)，利于溶膠聚沉。一般的混凝劑分為無機混凝劑和有機高分子絮凝劑。無機混凝劑是一種電解質化合物，主要有鋁鹽、鐵鹽極其高分子聚合物。有機高分子聚合電解質可分為4種：陽離子型，陰離子型，非離子型及兩性離子型。

　　無機混凝劑主要通過電性中和，壓縮雙電層，降低斥力電位，從而減少微粒間的排斥能，達到聚沉的目的，稱為凝聚作用。有機高分子絮凝劑則主要利用高分子化合物能在分子上吸附多個微粒的能力，通過搭橋效應將許多微粒聚集在一起，形成一些較大體積的松散絮，達到聚沉目的。

　　目前國內在污泥脫水中一般采用添加高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(3‰DS)后使用帶式壓濾或離心機脫水，但是脫水后污泥含水量仍高達80%左右。近年來，有嘗試采用單獨添加含鈣含鐵無機混凝劑調質的脫水工藝，也有采用聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺組成的混凝劑脫水工藝(專利號200810198536.3)，但是藥劑添加量普遍偏大，有的添加含鈣無機藥劑的量高達50%DS，成本高，并使調質脫水后的污泥泥餅的熱值大幅度下降，無法后續(xù)焚燒處理，只能填埋，大大限制了后續(xù)處理綜合利用的途徑。

　　發(fā)明內容

　　技術問題：本發(fā)明解決以上存在的技術問題，提供一種外加添加量小，成本低廉，脫水效果好的污泥深度脫水的調質混凝劑。

　　技術方案：本發(fā)明的污泥深度脫水的調質混凝劑，它包括高分子絮凝劑，含F(xiàn)e3+化工原料和含Ca2+化工原料。

　　所含高分子絮凝劑的含量為0.05-50w%，

　　所含F(xiàn)e3+化工原料的含量為0.3-50w%，

　　所含Ca2+化工原料的含量為0.3-50w%。

　　所述的高分子絮凝劑包括陰離子絮凝劑、陽離子絮凝劑、非離子絮凝劑或兩性絮凝劑。

　　所述的含F(xiàn)e3+化工原料包括Fe2O3、FeO、Fe(OH)3、Fe(NO3)3、Fe2(CO3)3、Fe2(SO4)3、FeSO4、FeCl3或FeCl2。

　　所述的含Ca2+化工原料包括CaCO3、CaCl2、CaS、CaF2、Ca(NO3)2、CaO或Ca(OH)2。

　　本發(fā)明的混凝劑的使用步驟如下：

　　a.調質：在污泥泥漿中加入高分子絮凝劑攪拌，0.5-20min;再添加含F(xiàn)e3+化工原料攪拌，反應0.5-20min后，再添加含Ca2+化工原料攪拌，反應0.5-20min.

　　b.脫水：把調制好的污泥引入壓濾機將污泥中的水分過濾掉，在0.1-2.5Mpa的壓力下保持15-120min，1.0-3.5Mpa壓力下保持15-120min。

　　本發(fā)明添加Fe3+化工原料和Ca2+化工原料，使污泥膠體聚沉的原理是：污泥膠體顆粒由于表面張力的作用吸附了不少水分而成為吸附水，膠體顆粒具有雙層結構且表面全部帶有相同性質的電荷，一般帶負電荷，它們相互排斥，妨礙顆粒的聚集、長大，使顆粒保持穩(wěn)定狀態(tài)。添加Fe3+化工原料和Ca2+化工原料后，使膠體顆粒的電荷得到中和后，顆粒呈不穩(wěn)定狀態(tài)，顆粒之間粘附在一起形成凝膠，含有Fe3+和Ca2+的凝膠隨著時間而收縮，并由于鹽的浸漬作用，從污泥膠體的內部釋放出水分，比重增加，最后沉降下來。

　　沉降下來的污泥由壓濾機將污泥的水分過濾掉，達到脫水的目的。

　　有益效果：本發(fā)明向污泥中添加高分子絮凝劑，通過高分子絮凝劑的搭橋效應將污泥中的許多微粒聚集在一起，形成較大體積的松散絮體，達到污泥聚沉的目的。同時通過高分子聚合物的脫水效應，即高聚物親水作用強，其溶解與水化作用使污泥膠體脫水，失去水化外殼而聚沉。同時，還可通過離子型高分子聚合物的電中和效應，離子型高分子聚合物吸附在帶電荷的污泥膠粒上而中和了污泥膠粒的表面電荷，使粒子間的斥力勢能降低，而使溶膠聚沉。