公布日：2022.04.29
申請日：2022.01.19
分類號：C02F11/143(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法。在污泥調(diào)理開始時分別依次投加菱鐵礦和雙氧水對污泥混合液中的微生物細(xì)胞進(jìn)行破壁，促使微生物細(xì)胞內(nèi)水在污泥壓濾脫水過程中逐步、部分遷移脫除，同時菱鐵礦釋放的Fe2+被氧化為Fe3+作為絮凝劑起電性中和作用，有效節(jié)省了后續(xù)工藝流程中無機(jī)絮凝劑(如聚合金屬鹽)的投加量；菱鐵礦在投加聚合金屬鹽和陽離子聚丙烯酰胺后作為絮凝核心強(qiáng)化污泥絮體的快速形成，促使絮體粒徑增大且絮體結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，有助于后續(xù)高效壓濾脫水。
權(quán)利要求書
1.一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法，其特征在于，在污泥混合液中投加菱鐵礦和雙氧水使得污泥混合液中細(xì)胞破壁率達(dá)到20％以上，得到經(jīng)過細(xì)胞破壁處理的污泥混合液；對經(jīng)過細(xì)胞破壁處理的污泥混合液進(jìn)行絮凝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法，其特征在于，具體包括以下步驟：(1)將菱鐵礦投加至污泥混合液中，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min；(2)投加雙氧水至經(jīng)過步驟(1)處理后的污泥混合液中，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min，于50rpm～80rpm低強(qiáng)度攪拌40min～60min；(3)向經(jīng)過步驟(2)處理后的污泥混合液中投加聚合鋁鹽或聚合鐵鹽，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min；(4)投加陽離子聚丙烯酰胺至經(jīng)過步驟(3)處理后的污泥混合液中，在200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min后，于50rpm～80rpm條件下攪拌20min～40min至調(diào)理結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法，其特征在于，所述步驟(1)和步驟(2)中投加是菱鐵礦和雙氧水中H2O2的質(zhì)量比為30:1～5:1，使污泥混合液中微生物細(xì)胞的細(xì)胞壁破損率為20％以上，其中菱鐵礦投加量為0.1g～0.5g菱鐵礦/g干污泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，聚合鋁鹽或聚合鐵鹽投加后，污泥混合液中顆粒物的Zeta電位為0±1mV。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法，其特征在于，所述步驟(4)中陽離子聚丙烯酰胺投加量為污泥混合液濕重質(zhì)量的1‰～5‰。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法，其特征在于，所述菱鐵礦的粒徑小于150μm。
發(fā)明內(nèi)容
基于上述內(nèi)容，本發(fā)明的目的在于提供一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法。在污泥調(diào)理開始時分別依次投加菱鐵礦和雙氧水對污泥混合液中的微生物細(xì)胞進(jìn)行破壁，促使細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水釋放，促使微生物細(xì)胞內(nèi)水在污泥壓濾脫水過程中逐步、部分遷移脫除，同時Fe2+逐漸被氧化為Fe3+作為絮凝劑起電性中和作用，有效節(jié)省了后續(xù)工藝流程中無機(jī)絮凝劑(如聚合金屬鹽)的投加量；菱鐵礦在投加聚合金屬鹽和陽離子聚丙烯酰胺后作為絮凝核心強(qiáng)化污泥絮體的快速形成，促使絮體粒徑增大且絮體且絮體的結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，有助于后續(xù)高效壓濾脫水。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調(diào)理方法，在污泥混合液中投加菱鐵礦和雙氧水使得污泥混合液中細(xì)胞破壁率達(dá)到20％以上，得到經(jīng)過細(xì)胞破壁處理的污泥混合液；對經(jīng)過細(xì)胞破壁處理的污泥混合液進(jìn)行絮凝。
進(jìn)一步地，具體包括以下步驟：
(1)將菱鐵礦投加至污泥混合液中，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min；
(2)投加雙氧水至經(jīng)過步驟(1)處理后的污泥混合液中，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min，于50rpm～80rpm低強(qiáng)度攪拌40min～60min；
(3)向經(jīng)過步驟(2)處理后的污泥混合液中投加聚合鋁鹽或聚合鐵鹽，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min；
(4)投加陽離子聚丙烯酰胺至經(jīng)過步驟(3)處理后的污泥混合液中，在200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min后，于50rpm～80rpm條件下低強(qiáng)度攪拌20min～40min至調(diào)理結(jié)束。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)菱鐵礦的粒徑小于150μm，可提供較大的比表面積使其與雙氧水間的反應(yīng)更加充分、高效，即可持續(xù)地產(chǎn)生大量OH·基團(tuán)將細(xì)胞壁破碎、有效地作為后續(xù)絮凝過程中絮體形成的核心物質(zhì)并在最終調(diào)理后的污泥壓濾過程中經(jīng)高強(qiáng)度擠壓進(jìn)一步強(qiáng)化污泥中微生物細(xì)胞壁的破碎效果，提高調(diào)理后的污泥脫水壓濾過程中的細(xì)胞內(nèi)水的釋放比例。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)采用較高的攪拌強(qiáng)度(200rpm～300rpm)持續(xù)1min～3min可使菱鐵礦均勻分散于污泥混合液中。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)中采用雙氧水作為氧化劑，相比于其他金屬鹽類的氧化劑(如高錳酸鉀、過硫酸鈉等)，可有效降低壓濾后污泥泥餅的電導(dǎo)率，減少泥餅土地利用過程中土地的鹽堿化程度。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)中采用50rpm～80rpm低強(qiáng)度攪拌40min～60min，有效提高了OH·基團(tuán)的生成量和Fe2+的釋放量。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)和步驟(2)中菱鐵礦、雙氧水(以H2O2計)質(zhì)量比為30:1～5:1，其中菱鐵礦投加量為0.1～0.5g菱鐵礦/g干污泥。
進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，聚合鋁鹽或聚合鐵鹽投加后，污泥混合液中顆粒物的Zeta電位為0±1mV，可使污泥混合液中的顆粒物完全脫穩(wěn)，此時絮凝效果最佳。
進(jìn)一步地，所述步驟(4)中陽離子聚丙烯酰胺投加量為污泥混合液濕重質(zhì)量的1‰～5‰。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
污泥混合液的成分復(fù)雜，呈現(xiàn)有機(jī)物含量高、微生物群落結(jié)構(gòu)多變等典型特性。特別是污泥混合液中存在大量的由微生物代謝的胞外聚合物，此類物質(zhì)會在細(xì)胞外形成保護(hù)層，一方面可儲存部分間隙水，另一方面可最大程度上維持微生物細(xì)胞的原始形貌的同時阻礙細(xì)胞內(nèi)水的釋放。因此胞外聚合物的存在會導(dǎo)致諸多不利處理效果，如：調(diào)理藥劑藥耗增加和污泥泥餅含水率較高等�；谏鲜鰡栴}，本發(fā)明針對污水廠產(chǎn)污泥減量化過程，以改善污泥脫水效能并降低污泥泥餅含水率為目標(biāo)，提出了一種基于菱鐵礦和雙氧水的預(yù)調(diào)理技術(shù)用于釋放污泥中微生物細(xì)胞內(nèi)水的方法，之后再投加常規(guī)無機(jī)金屬聚合物和有機(jī)聚合物進(jìn)行調(diào)理。該方法可通過破壞微生物細(xì)胞壁促使細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水釋放，從而提高污泥壓濾脫水效率，該方法相比僅使用常規(guī)污泥調(diào)理劑所得的壓濾后泥餅含水率顯著降低，可節(jié)省污泥的運(yùn)輸費(fèi)用，提高污泥減量化的經(jīng)濟(jì)性。
應(yīng)用本發(fā)明的基于菱鐵礦和雙氧水的高級氧化同步/耦合絮凝的污泥調(diào)理方法，所使用的菱鐵礦為天然礦物，產(chǎn)量大、價格低廉，可同時發(fā)揮催化氧化、絮凝團(tuán)聚及作為絮凝核心，強(qiáng)化污泥脫水同時增加污泥絮體的密實(shí)程度。
應(yīng)用本發(fā)明的基于菱鐵礦和雙氧水的高級氧化同步/耦合絮凝的污泥調(diào)理方法，可降低常規(guī)無機(jī)金屬聚合物和有機(jī)聚合物調(diào)理劑的投加量，降低藥劑費(fèi)用，提高污泥脫水的綜合藥耗經(jīng)濟(jì)性。
（發(fā)明人：俞文正;蘇兆陽;劉敏敏）
