[发明专利]一种污泥脱水剂及污泥脱水方法

说明书

本发明涉及一种污泥脱水剂及污泥脱水方法，属于污泥处理处置领域和环境治理技术领域。本发明的污泥脱水剂包括A剂和B剂，所述A剂为助脱剂，所述B剂包括钙盐和氧化物。采用本发明的污泥脱水剂进行污泥脱水，能使污泥的比阻值在适合机械脱水的范围内，污泥含水率降低至20％以下，减少污泥体积，为污泥的最终处置和应用奠定基础。

技术领域

本发明涉及一种污泥脱水剂及污泥脱水方法，属于污泥处理处置领域和环 境治理技术领域。

背景技术

全球社会经济快速发展，人民生活水平逐渐改善，随之而来的环境问题也 逐渐增多。其中，污水、污泥问题愈发严重，污水排放、处理量逐渐增加，相 应的污泥生成量也增加。因此，如何有效的对城市污泥进行处理，实现污泥无 害化、资源化和高值化就成了我国必须解决的紧迫问题。

目前国内城镇污水处理企业处置能力不足，处置手段落后大量污泥得不到 规范化处理，直接造成“二次污染”，严重危害生态环境。填埋技术、焚烧技术 和堆肥技术是目前比较常见的城市污泥处理处置技术，现阶段土地填埋是我国 污泥主要的处置方式，占总处理污泥量的66％。为了有效处理处理污泥，国家 对各种污泥处置方式的含水率制定了严格的要求，如土地填埋要求污泥含水率 应低于60％，城镇污水处理厂的脱水污泥含水率应小于80％，用于好氧堆肥的 污泥含水率应小于65％。污水处理厂未经处理的污泥含水率高达99％以上，浓 缩后的污泥含水率可以降低至94％～97％，常规药剂调理联合机械脱水处理污泥 含水率能降低至70％～80％之间，显然污泥含水率没有达到资源化和处置要求。 可见，污泥高含水率是限制污泥处置的关键因素。此外，高含水率伴随着污泥 体积庞大、运输成本高、占用处理场地大等问题。污泥处理处置的成本主要包 括运输费和最终处置费，影响成本的关键因素是污泥的量，降低污泥含水率可 以大大降低处置成本。可见，提高污泥脱水效率、降低污泥含水率已成为污水 处理乃至环境科学技术领域亟需解决的难题。

污泥脱水性能受多种因素的影响，主要包括：污泥水分存在形式、污泥颗 粒的大小及分布、表面电荷、胞外聚合物等。其中，由于污泥胞外聚合物(EPS) 形成的污泥有机絮体结构，亲水性高，包裹能力强，阻碍了污泥在处置处理过 程中释放结合水。另外，污泥絮体有机质含量高，具有高压缩性，在过滤后期 会堵塞滤饼的孔隙，导致机械脱水效率较低；并且污泥絮体以胶体形式稳定的 悬浮于水中，难以凝聚沉降。因此，为了提高污泥脱水效率，需采取一系列预 处理措施调理污泥，如破坏污泥胞外聚合物，改变其表面特性；增大污泥颗粒 粒径，促使其脱稳聚集沉降等。

物理法处理后污泥可脱水程度可达到最大程度改善，含水率普遍在50％以 下，但是物理预处理法工艺复杂，操作困难，反应需消耗大量能量，成本较高。 生物法脱水率仅可降到约70％，但由于微生物选取困难、培菌过程复杂，和培 养周期较长等因素，限制了整体的发展。化学调理法是指利用化学调理剂通过 改变污泥的性质从而改善污泥脱水性能的方法。化学方法因其操作简单，效果 稳定，也是目前应用最广泛的方法。目前污泥深度脱水技术较为成熟的主要有 酸处理、高级氧化技术和热处理等物理化学方法，以及生物沥浸和酶处理等生 物降解方法。将物理、化学以及生物法联合处理污泥，通过协同作用改善污泥的脱水效果，或者添加调理剂调节等常规方法，达到污泥的脱水性能及经济性 等各方面的最优条件。常规污泥调理通常都是添加无机调理剂改变污泥的一些 基本特性，通过添加CaO、FeCl₃等絮凝剂或混凝剂，加剧污泥的松散结构，形 成坚硬的网络骨架，并缓解亲水现象，以达到改善污泥脱水性能的效果。同时 在对比氧化剂对污泥脱水性能的影响时，发现双氧水改善污泥脱水的性能最佳， 且无副产物，可促进污泥中固体颗粒的气浮分离，具有良好的调理效果。但是， 有研究表明添加常规化学调理剂不能改善污泥的可脱水程度，只能改善污泥的 脱水速率和过滤性能。污泥颗粒中的四种赋存形态的水，分别是间隙水、毛细 水、表面吸附水、细胞结合水，在给予足够多的时间，无论是否加类似的调理 剂，只脱除可脱除的自由水，由EPS包裹的束缚水无法被脱除，大量水分仍被 锁在污泥颗粒内无法释放，最终产物污泥的含水率不会发生变化，达不到深度 脱水的目的。