[發(fā)明專利]一種污泥綠色脫水藥劑的制備方法及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910329863.6
• 申請(qǐng)日: 2019-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN109928603B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董濱;陳仁杰;邱瞧清;李昕;陳思思;沈丹妮;戴曉虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F11/148
• 分類號(hào): C02F11/148;C02F11/06
• 代理公司: 寧波市天晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33219
• 代理人: 張文忠;任漢平

本發(fā)明的一種污泥綠色脫水藥劑的制備方法，所述的脫水藥劑由助濾劑、絮凝劑和氧化劑組成；助濾劑由污泥預(yù)處理后，經(jīng)預(yù)碳化處理后研磨，置于稀鹽酸中浸泡、洗滌、烘干，研磨后，置于FeSO₄·7H₂O溶液中，滴加NaBH₄溶液，冷卻、洗滌、烘干得到改性生物炭；絮凝劑由瓜爾膠溶液經(jīng)水浴加熱，滴加3－氯－2－羥丙基三甲基氯化銨溶液，改性陽(yáng)離子瓜爾膠；所述的氧化劑為過(guò)硫酸鹽或者過(guò)氧化氫。使用方法：先向污泥中添加助濾劑與氧化劑，再加絮凝劑，經(jīng)過(guò)處理的污泥，最后用板框壓濾處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：成本低，濾液易降解，脫水性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污泥脫水技術(shù)領(lǐng)域，具體指的是一種污泥綠色脫水藥劑的制備方法及使用方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的不斷發(fā)展，我國(guó)環(huán)境質(zhì)量面臨著巨大的挑戰(zhàn)。國(guó)家對(duì)污水處理標(biāo)準(zhǔn)要求日益提高，我國(guó)城市污水處理廠的數(shù)量和處理容量逐年上升，截止到2017年6月底，我國(guó)城市污水處理廠的數(shù)量已經(jīng)突破4000座，污水處理量達(dá)1.78億噸/日。大規(guī)模建成并運(yùn)營(yíng)的污水處理廠導(dǎo)致污泥量大幅增長(zhǎng)。將污泥的含水率按照80%計(jì)算，全國(guó)污泥總產(chǎn)量已達(dá)3560噸/日。《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》提出要加強(qiáng)污泥處理處置，污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化處置，并要求現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施應(yīng)于2017年底完成改造，地級(jí)及以上城市污泥無(wú)害化處理處置率應(yīng)于2020年前達(dá)到90%以上。

我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥中固體含量為1~3%，其中包含了細(xì)菌菌體、有機(jī)殘片、膠體、無(wú)機(jī)顆粒以及重金屬等物質(zhì)。未經(jīng)恰當(dāng)處理的污泥進(jìn)入到環(huán)境中，會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題。目前我國(guó)污泥處理方式一般包括:衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥等。而污泥的深度脫水是實(shí)現(xiàn)污泥資源化、無(wú)害化利用的前提條件，常用的污泥脫水工藝為“濃縮-化學(xué)調(diào)理-板框壓濾脫水工藝”。污泥的化學(xué)調(diào)理是通過(guò)向污泥中添加絮凝劑、助凝劑、氧化劑等化學(xué)藥劑從而改變懸浮溶液中污泥顆粒表面的帶電性，幫助克服粒子間斥力，破壞污泥的原有的膠體結(jié)構(gòu)，使其在外力攪拌下碰撞絮凝成團(tuán)發(fā)生沉淀，實(shí)現(xiàn)污泥顆粒脫穩(wěn)。化學(xué)調(diào)理的調(diào)理機(jī)理包括壓縮雙電層作用、吸附架橋作用和網(wǎng)捕作用的三種作用聯(lián)合。添加的化學(xué)藥劑主要包括PAC(聚合氯化鋁)、PFS(聚合硫酸鐵)、PAM(陽(yáng)離子聚丙烯酰胺)等。傳統(tǒng)的污泥化學(xué)調(diào)理具有許多缺點(diǎn)：(1)添加PAM導(dǎo)致污泥脫水產(chǎn)生的濾液中的COD大幅增加并且較難降解；(2)PAM溶液具有較大的毒性，在配置和投加過(guò)程中具有較大的風(fēng)險(xiǎn)。這些不利條件為污泥脫水后濾液的處理帶來(lái)許多困難。

生物炭是一種生物質(zhì)碳材料，由含碳豐富的生物質(zhì)，如各類農(nóng)作物、動(dòng)物排泄物以及農(nóng)業(yè)廢棄物、市政污泥等，通過(guò)碳化、熱解而成的固態(tài)產(chǎn)物。由于生物炭的制備具有來(lái)源廣泛，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，使其提高了碳材料規(guī)模化生產(chǎn)和商業(yè)化的可能性。其中，市政污泥作為城市固體廢棄物之一，利用市政污泥進(jìn)行熱解產(chǎn)生的生物炭并對(duì)其表面進(jìn)行修飾，形成多孔碳復(fù)合材料進(jìn)行污泥脫水，不僅實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化利用，同時(shí)使得污泥得到了循環(huán)利用。由于污泥中含有豐富的有機(jī)物，也是一種重要的可再生資源，各位學(xué)者都在積極研究和探索將充分開發(fā)利用污泥中豐富的生物質(zhì)能，實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用，使污泥創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其中，利用污泥為原料來(lái)制備多孔復(fù)合材料，應(yīng)用于污泥的脫水具有重要的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

瓜爾膠為目前國(guó)際上最為廉價(jià)的親水膠體之一,瓜爾膠的主要成分為半乳甘露聚糖,其主鏈由甘露糖通過(guò)β-1,4-糖苷鍵鏈接而成,半乳糖則通過(guò)α-1,6-糖苷鍵鏈接在主鏈上,通常甘露糖與半乳糖的摩爾比為2:1,分子量約為20-30萬(wàn),也有來(lái)源產(chǎn)地不同,甘露糖與半乳糖的摩爾比為1.5-3:1,分子量約為100-200萬(wàn)。瓜爾膠的水溶液熱穩(wěn)定性較差，在80-95℃加熱一段時(shí)間，就會(huì)喪失粘度。作為天然高分子，瓜爾膠易被酶和細(xì)菌分解不能被長(zhǎng)期儲(chǔ)存。通過(guò)人工改性，使得瓜爾膠轉(zhuǎn)變?yōu)殛?yáng)離子型天然高分子絮凝劑，應(yīng)用于污泥脫水中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PAM。消除了傳統(tǒng)有機(jī)高分子絮凝劑有毒，并且水溶液不易降解的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，而提供成本低，濾液易降解，脫水性好的一種污泥綠色脫水藥劑的制備方法及使用方法。