[发明专利]一种改善泥饼力学性能的有机污泥调理剂及污泥脱水方法

说明书

本发明属于环保技术领域，公开了一种改善泥饼力学性能的有机污泥调理剂及污泥脱水方法。所述有机污泥调理剂由独立的骨架结构剂、絮凝改性剂和絮凝剂组成；所述骨架结构剂由CaO、Ca(OH)₂、活性白泥和硅藻土组成，絮凝改性剂由聚合硫酸铁和聚合硫酸铝组成，絮凝剂由季铵盐、聚丙烯酰胺和聚合氯化铝组成。本发明调理剂能够促进不同性质的有机污泥高效脱水的同时，又能使压滤后污水中基本不含大分子有机质、重金属、抗生素等危险污染物，且能保持泥饼高热值和良好力学性能，具有重要的环境意义和经济价值。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种改善泥饼力学性能的有机污泥调理剂及污泥脱水方法。

背景技术

污水处理厂、微生物发酵厂、畜牧农场等会产生大量的有机污泥，其中含有氮、磷、钾等具有肥力的营养元素，以及微生物、重金属和寄生虫卵等，具有含水率高、成分复杂、污泥量大等特点。污泥含水率高导致污泥体积大、需要更大的堆存空间，而且污泥液相中的污染物更容易迁移进而污染环境。如果处置不当，有机污泥中的污染物可能会在运输和堆存过程中造成严重的二次污染。有机污泥经过深度脱水和干化后，不仅污泥量得到控制、所需堆存空间大幅度降低，而且有利于污泥的输送、处理与处置。泥饼还具有很高的热值，可作为工业生产过程中的燃料再次使用，实现有机污泥的减量化、资源化处理。

目前常规的污泥减量化处理方法有浓缩、机械脱水和消化。其中，浓缩和机械脱水主要是通过降低污泥含水率来减少污泥的体积，经过脱水处理后的泥饼含水率仍在80％以上，且重金属等污染物仍具有迁移性。消化是通过微生物的作用降解污泥中的有机质进行污泥减量，但污泥消化的反应周期一般为15～30天，且处理设施操作复杂，投资和运行成本较高。脱水后污泥的含水率和力学性能都不能满足资源化利用的要求。

由于污泥中含有大量微生物细胞和有机胶体物质，存在大量间隙水、毛细水和水合水等结合水，导致脱水困难。有机污泥在脱水之前应进行调理，破坏污泥的胶结结构、减少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能。因此，迫切需要研发一种可以实现有机污泥高效脱水并提高泥饼脱水性能的调理药剂。

通常采用向有机污泥中添加具有絮凝或混凝作用药剂，改变污泥中小分子的存在方式和结构，使其团聚为大分子并沉淀，在一定条件下实现污泥高效脱水。常规药剂的脱水性能弱，药剂投加量较大，而且制成的泥饼抗压能力差，不宜资源化利用。

专利CN101985386A公开了一种生活污泥脱水用调理剂及调理方法，在常温常压条件下，向待处理污泥中依次加入聚合硫酸铝、生石灰和竹炭，搅拌反应至少5分钟后再依次加入聚丙烯酰胺和季铵盐，搅拌至少3分钟，最后压滤即可，处理后泥饼的含水率为40～50％。该调理剂虽然能够降低污泥含水率至40～50％，但泥饼的结构强度低，对压滤的条件要求较高，滤饼不易从过滤介质上剥落，造成压滤效率较低，且影响后续进一步低温干化的效率。另外，该调理过程调理剂的选择及加入顺序不合理，导致压滤过后的水中仍然含有各种大分子有机污染物和重金属离子，仍存在较大的后续污水处理负担。

专利CN109928603A公开了一种污泥绿色脱水药剂的制备方法及使用方法，脱水药剂由助滤剂、絮凝剂和氧化剂组成。助滤剂是以污泥作为前体的改性生物炭，絮凝剂是一种改性阳离子瓜尔胶，氧化剂为过硫酸盐或者过氧化氢。经过处理的污泥，进去板框压滤机，制成的泥饼含水率在60％左右。该方法处理后泥饼的含水率仍然较高，且脱水药剂制备方法复杂，生产成本较高；另外该脱水药剂需使用大量的氧化剂氧化降解水中的大分子有机污染物，降低了泥饼热值，处理成本及资源化利用率不高。