[發明專利]一種用于污泥深度脫水的化學調理劑投加量優化方法

有效

• 申請號: 201611244154.0
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106698888B
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 楊家寬;虞文波;陶爽奕;梁莎;時亞飛;胡敬平;侯慧杰;關若楠;呂陽;李宏森;喻江維;胡少剛
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C02F11/14
• 分類號: C02F11/14;C02F11/06;C02F101/30
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

本發明公開了一種用于城市污水處理廠污泥深度脫水的化學調理劑投加量優化方法，包括以下步驟：(1)針對某一特定污泥，對添加到該特定污泥中的化學調理劑進行投加量的優化，從而得出單位質量有機物對應的化學調理劑最優投加比例；(2)根據步驟(1)得出的最優投加比例，對其他待處理污泥適用的化學調理劑最優投加量進行計算；(3)按步驟(2)計算得出的化學調理劑最優投加量，向待處理污泥中添加化學調理劑進行污泥調理處理，然后再進行機械脫水處理，從而得到含水率低于60％的深度脫水污泥。本發明通過對關鍵化學調理劑投加量的參考基準進行改進，能夠有效解決污泥化學調理劑投加量控制方法適用的污泥種類及污泥含水率范圍窄的問題。

技術領域

本發明屬于城市污水處理廠污泥處理技術領域，更具體地，涉及一種用于污泥深度脫水的化學調理劑投加量優化方法，該優化方法是對破壞污泥有機絮體結構的化學調理劑的投加量進行優化和控制，從而對污泥進行深度脫水(即，經脫水后的污泥其含水率低于60％)，可適用于對市政污泥的處理與處置，適用于前端污泥深度脫水減量化的處理。

背景技術

所謂市政污泥，即在城市污水廠活性污泥法處理中，產生的初沉污泥，剩余污泥的總稱。主要有各種病原體和微生物、耗氧污染物、植物纖維、重金屬、一般有機物質以及酸、堿、鹽無機污染物等。市政污泥因含有較高的有機質，污泥絮體中含有大量親水性強的胞外聚合物(簡稱EPS)造成結合水含量高，使泥、水分離困難。根據2013年統計數據，目前我國城市污水處理廠的污泥大約83％未得到有效處置，污泥含水率高，體積巨大，有機物含量變化大，污泥深度脫水困難是污泥處理與處置的瓶頸。目前城市污水處理廠普遍采用高分子絮凝劑(如PAM)調理，再通過高速離心機或帶式壓濾機脫水，僅能得到含水率80％左右的泥餅，難以達到《城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質》(GB/T 23485-2009)標準中用于混合填埋的指標要求(污泥含水率≤60％)。因此，需要對污泥進行深度脫水(污泥含水率降至60％以下)，使脫水泥餅達到后續處理與處置的要求。

市政污泥中水的存在方式一般包括70％自由水，30％結合水(包括毛細水、顆粒內部水和吸附水)。限制污泥脫水效率提高的影響因素很多，其中污泥EPS所形成的大量親水性污泥絮體結構(包含大量結合水)是污泥脫水困難的重要原因。EPS是污泥有機物的主要組成部分，通過選擇吸收、官能團電離等作用可以吸附、吸收水分，表現出的高度親水作用對污泥脫水不利。同時，污泥有機質含量高也是制約污泥脫水程度的重要因素。由于有機物在機械力高壓的作用下容易壓縮變形，在過濾的后期會堵塞濾餅的孔隙，即阻塞了水的過濾通道，導致目前脫水效率較低。一般的物理調理很難解決空隙水和毛細水的脫除問題，且有運行成本高，設備投資大等缺點。要達到深度脫水，必須破壞污泥高度親水基團的帶電絮體基質，且改善絮體的壓縮性能，使污泥絮體網格中所含的結合水最大程度釋放出來才能有效通過機械壓濾的方式進行脫除。化學藥劑調理是目前污泥深度脫水較為經濟實用的調理的方法。

目前污泥化學調理劑投加量控制大多數是以干基污泥(mg/g DS，或％DS)(例如中國專利CN 104649533 A中自由產生物、硫化物和工業副產物石膏的藥劑投加量分別為污泥干基重量的1～10％、1～10％和10～40％的藥劑投加方法和美國專利US4587022A中脫水干燥劑投加量至少為污泥干基的10％)。另一種污泥化學調理劑投加量常用控制方法是以污泥體積(體積百分數％，或者mg/L)(例如中國專利CN 105800909A中濃縮藥劑A、濃縮藥劑B和濃縮藥劑C的藥劑投加量都為污泥總量的1.0～10.0％(體積百分數)的藥劑投加方法和美國專利US6368511B1中Fe²⁺、H₂O₂的投加量分別為污泥總量的1.125～6％、1.5～8％(體積百分數))為計量單位進行確定的。上述的常用的基于DS的化學調理劑投加方法(mg/g DS，或％DS)和基于污泥體積(mg/L)對于只涉及到污泥中自由水去除的常規的污泥處理工藝具有一定的適用性，比如：污泥沉降工藝、濃縮工藝、污泥離心脫水、帶式壓濾工藝等等。但是對于涉及到與EPS有機大分子緊密結合的結合水去除的深度脫水工藝適用性很差。