[發明專利]用雙重聚合物處理的污泥脫水

在審

• 申請號: 201110344579.X
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103073169A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 周月明;靳寧
• 申請（專利權）人: 納爾科公司
• 主分類號: C02F11/14
• 分類號: C02F11/14
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 陳萬青;王珍仙

技術領域

本發明涉及組合物和用于生物污泥輔助脫水的方法。

背景技術

在處理污水和工業廢水的活性污泥工藝中產生大量污泥。目前，污泥處理成本占常規廢水處理工廠(WWTP)的運行成本的25～45％。預計該成本隨著垃圾填埋和焚化的成本增高而持續增高。即使在脫水工藝之后，常規污泥包含大量的水(70～85wt％)。如此高的水含量顯著增加了污泥處理成本，因此盡可能地改善脫水效率對WWTP是非常理想的。

在脫水工藝中，生物污泥通常用陽離子聚丙烯酰胺類聚合物(絮凝劑)處理。然后，經過處理后的污泥用物理方法如離心分離機、帶壓機或壓濾機脫水。絮凝劑會導致膠體和其他懸浮顆粒聚集，從而改善污泥的沉降率和過濾性。

因此，需要改善生物污泥的脫水。理想地，改善了的生物污泥脫水將產生更廉價的污泥處理成本。

發明內容

絮凝是污泥脫水的關鍵步驟。本發明通過采用雙重聚合物處理過程來改善絮凝工藝。除了聚合物絮凝劑以外，向污泥施加聚合物凝結劑以提高絮凝效率。與常規的僅用絮凝劑的處理相比，該雙重聚合物處理法能實現從污泥中去除更多的水，從而降低WWTP的污泥處理成本。

如此，本發明涉及包括環氧氯丙烷和二甲胺的線性或交聯共聚物的物質的組合物。當交聯時，交聯后的共聚物具有選自由氨、線性脂族二胺、多種線性脂族二胺或其組合組成的組中的交聯劑。所述交聯劑可為乙二胺、己二胺或其組合。所述組合物可具有500000道爾頓至3000000道爾頓的分子量。

或者，本發明涉及處理生物污泥的方法。所述生物污泥包括水。所述方法包括如下步驟：提供所述生物污泥；向所述生物污泥第一添加共聚物以形成凝結的生物污泥；向所述凝結的生物污泥第二添加陽離子絮凝劑以形成絮凝的凝結生物污泥；以及從所述絮凝的凝結生物污泥去除至少一部分水。所述共聚物包括環氧氯丙烷和二甲胺。

由以下詳細描述并結合所附權利要求，本發明的這些和其他特征和優點將變得明顯。

附圖說明

閱讀以下詳細描述和附圖之后，本發明的益處和優點對本領域普通技術人員將變得更為明顯，其中：

圖1為說明實施例1的結果的圖；且

圖2為說明實施例2的結果的圖。

具體實施方式

盡管本發明可以多種形式實施，以下將描述目前優選的實施方式，應理解本公開應被認為是本發明的示例，而不是要將本發明限制為所闡述的具體實施方式。

應進一步理解的是本申請文件的該章節的標題，即“具體實施方式”涉及美國專利局的要求，且不暗示，也不應推斷為限制本文公開的主題。

生物(需氧或厭氧)污泥為由微生物、礦物質顆粒及細胞外的聚合物物質組成的復合凝膠狀材料。生物污泥通常為地方性WWTP的廢棄產品，但本領域技術人員應明白本發明涉及任何類型的生物污泥。生物污泥顆粒的表面通常帶負電。在常規的污泥處理中，生物污泥用分子量為5000000～15000000g/mol的聚丙烯酰胺類陽離子絮凝劑絮凝。本領域技術人員估計少于10％的生物污泥總表面電荷被常規陽離子絮凝處理補償。因此，其他陽離子聚合物可能聚集在生物污泥的表面上。

在本發明中，生物污泥用凝結劑第一處理，凝結劑為環氧氯丙烷和二甲胺的線性或交聯共聚物。如果選擇交聯共聚物，該交聯劑可為氨或線性脂族二胺。優選的交聯劑可選自由乙二胺、己二胺和它們的組合組成的組。己二胺也已知為名稱己烷-1，6-二胺、1，6-二氨基己烷和1，6-己烷二胺。共聚物優選的分子量范圍為500000至3000000道爾頓。

在凝結劑處理中形成初級絮狀物。例如，在添加100ppm的凝結劑后，地方性污泥樣品的平均粒徑已從37μm增大至185μm。初級絮凝物用裸眼可看見，且它們在脫水前用陽離子絮凝劑進一步絮凝。

凝結劑和絮凝劑的最佳劑量在污泥與污泥之間變化，并可由震動測試(jar?test)測定。由于初級絮凝物的減小的表面積和電荷需求，如果使用相同的絮凝劑，雙重聚合物過程中絮凝劑的最佳劑量可比僅用絮凝劑過程少30～80％。

盡管許多專利和文獻已報道了用兩種或更多種化學品的污泥處理，但我們發現環氧氯丙烷-二甲胺類凝結劑對處理生物污泥特別有效。凝結劑具有非常高的陽離子電荷密度并與生物污泥表面牢固結合。較小分子量的凝結劑也能使凝結劑分子在污泥凝膠基質內部穿入得更深。盡管如聚氯化鋁等常規無機凝結劑具有相近的效過，環氧氯丙烷-二甲胺類凝結劑的聚合物特性導致污泥顆粒聚集成初級絮凝物。由初級絮凝物構成的完全形成的絮狀物具有更密致的結構和更高的絮凝物強度；因此，在脫水過程中實現更高的泥餅干燥度。