[发明专利]一种改善污泥电渗透脱水性能的分级调质方法

说明书

本发明公开了一种改善污泥电渗透脱水性能的分级调质方法，属于污泥处理与资源化技术领域。本发明首先对污水厂含水率95%‑97%的浓缩污泥进行絮凝调理，通过机械脱水处理去除污泥中绝大部分自由水，然后利用生物破壁和物理改性的分级调质方法改善脱水污泥电渗透脱水性能，实现污泥深度脱水。本发明一种改善污泥电渗透脱水性能的分级调质方法的有益效果：分级调质使污泥特性满足电渗透脱水要求，脱水效率高，减量化明显；生物破壁剂能生物降解，脱水后满足后续污泥处置要求，无二次污染；电渗透能耗能完全作用于污泥脱水且有效杀灭病原微生物，节能环保。

技术领域

本发明涉及污泥调质方法，尤其涉及一种改善污泥电渗透脱水性能的分级调质方法。

背景技术

含水率是制约污泥处理的瓶颈，高含水率的污泥不仅体积庞大，而且其所含的有机质、重金属使得污泥处于非稳定状态，释放到环境中会引起二次污染，对后续填埋、焚烧、资源化利用等造成不利的影响。因此，污泥深度脱水减量化是污泥处理首要目的，减量化是实现污泥其它“三化”的基础，污泥越干，对后续处理处置越有利。污泥中含有4种形态水分，即自由水、吸附水、毛细水和内部水。吸附水、毛细水和内部水虽然只占污泥水分的小部分，但其总含量远超干污泥的质量，采用常规方法不易除去。污泥絮体结构是影响污泥脱水的主要因素，它主要由高度水合的胞外聚合物（EPS）包裹吸附水中的悬浮颗粒而形成，具有特殊的双电层结构，使得污泥沉降性能和脱水性能较差。要实现污泥的深度脱水，必须破坏污泥的特殊絮体结构，释放被束缚的水分，减弱污泥表面亲水性。电渗透脱水技术正是利用污泥存在的双电层结构而实现脱水，污泥颗粒带负电，而极性水带正电，在电场力作用下，带负电的污泥颗粒往阳极板运动，而带正电水分子往阴极板运动。

电渗透脱水技术是一种新型的污泥脱水技术，它将固液分离技术和污泥自身具有的电化学性质的物理化学处理技术有机地结合在一起，利用“电力”进行脱水，能脱除机械工艺不能脱出的水分。但现有的电渗透脱水方法对高含水率的污泥只做简单的机械脱水处理，由于污泥性质的变化及其他因素的影响，污泥未经分级调质很难达到电渗透脱水要求，造成电渗透脱的不稳定性，脱水效率低且能量消耗大。

发明内容

发明目的：针对现有污泥电渗透处理技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种能有效实现污泥脱水高效化、减量化和资源化处理的方法，该方法处理过程中污泥经过分级调质后，脱水性能好，脱水效率高，运行成本低，可控性强，节能环保。为了实现上述技术目的，本发明提供一种改善污泥电渗透脱水性能的分级调质方法。

技术方案：一种改善污泥电渗透脱水性能的分级调质方法，包括以下步骤：

步骤一、污泥浓缩：通过重力浓缩将污水厂初始悬浮固体含水率降至95%-97%；

步骤二、絮凝调理：取适量步骤一浓缩污泥倒入500mL烧杯中，以250 r/min转速在恒温磁力搅拌器上搅拌1 min，加入10mL聚合氯化铝（PAC）溶液，并以200 r/min转速搅拌1 min，再以80 r/min转速搅拌10 min，混合液中絮凝剂含量为80-250mg/g绝干污泥，污泥调理完成后取50 mL调理污泥于布氏漏斗（直径60 mm）中，在压力P为-0.055 MPa的真空负压下进行抽滤脱水，20 min后完成抽滤，收集足量脱水污泥；

步骤三、生物破壁：将鼠李糖脂加入步骤二脱水污泥中进行生物破壁，鼠李糖脂添加量为120-250mg/g绝干污泥，脱水污泥与鼠李糖脂溶液混合后以200 r/min转速搅拌1 min，再以80 r/min转速搅拌10 min，完成生物破壁；

步骤四、物理改性：电渗透脱水前，通过NaCl调整破壁污泥的物理特性（电导率和Zeta电位），以满足电渗透脱水要求，NaCl投加量为80-120mg/g绝干污泥，调整后污泥电导率为10-13 mS/cm，Zeta电位为-1--3 mV；