[發(fā)明專利]一種用于陳舊污泥調(diào)理的化學試劑添加量化方法

有效

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• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112479525B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 陳億軍;譚洵;何星星;張少華;王平;陳新;惠心敏喃;萬勇;劉磊;李江山
• 申請（專利權）人: 武漢中科固廢資源產(chǎn)業(yè)技術研究院有限公司
• 主分類號: C02F11/06
• 分類號: C02F11/06
• 代理公司: 北京眾達德權知識產(chǎn)權代理有限公司 11570
• 代理人: 張曉冬

本發(fā)明公開了一種用于陳舊污泥調(diào)理的化學試劑添加量化方法，包括以下步驟：1)針對至少一種陳舊污泥，重新懸浮后，進行有機質(zhì)含量VS/TS、體積低位粒徑D₁₀和離心沉淀物含水量M_T測試；2)進行至少一種陳舊污泥的化學調(diào)理和過濾響應面試驗，通過試驗與分析對泥漿化學試劑優(yōu)化添加質(zhì)量組合進行搜尋；3)將步驟2)搜尋到的試劑優(yōu)化添加質(zhì)量換算得到泥漿(VS/TS÷D₁₀)×M_T所對應的歸一化值，或者將試劑優(yōu)化添加質(zhì)量與所對應的泥漿(VS/TS÷D₁₀)×M_T值進行最小二乘法線性回歸。其他陳舊污泥按步驟1)處理和測試，并運用得出的歸一化值或線性回歸方程計算其他陳舊污泥泥漿的試劑添加質(zhì)量。本發(fā)明能夠適應物理化學性質(zhì)復雜的各種陳舊污泥化學氧化調(diào)理。

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)境巖土工程技術領域，特別涉及一種用于陳舊污泥調(diào)理的化學試劑添加量化方法。

背景技術

衛(wèi)生填埋是我國污水處理廠剩余污泥的主要處置方式，過去填埋處置方式占比達到60％。產(chǎn)量日益攀升的剩余污泥雖經(jīng)一次脫水處理后衛(wèi)生填埋，然而土地資源有限，填埋仍然占用大量珍貴土地資源，填埋場周邊生態(tài)、工業(yè)、商業(yè)環(huán)境均受到很大影響，尤其是在生態(tài)環(huán)境要求高和土地資源較為緊缺的地區(qū)。因此，為提升填埋場容納能力以及治理修復不規(guī)范陳舊填埋坑，探索已填埋陳舊污泥的二次深度脫水減容具有重要意義，二次深度脫水也有利于降低后續(xù)焚燒處置或資源化利用成本。

由于污泥成分復雜、有機質(zhì)含量高、呈膠體狀，較難深度脫水，出廠剩余污泥含水量占總質(zhì)量大多在70～80％，填埋的陳舊污泥內(nèi)部含水率未有顯著變化。同時，陳舊污泥在填埋環(huán)境中處于一系列復雜的生物化學演化進程。在有氧或無氧的條件下，污泥水分中的可溶性有機物質(zhì)能被微生物利用而降解，腐殖化程度增加，相對分子量下降。而由于無機顆粒的物理分離、分子間的吸附和逐漸的腐殖化作用，包裹在污泥聚合體內(nèi)部中的有機物難以被微生物利用。例如，多糖與多價陽離子形成不溶性鹽或螯合物，吸附在粘土礦物或氧化物表面；蒙脫石礦物可以吸附蛋白質(zhì)和其他含氮化合物，使其不易被微生物或酶分解；這些都增強了有機物質(zhì)的穩(wěn)定性，腐殖質(zhì)可以在自然環(huán)境中逐漸穩(wěn)定下來，并且可以存在幾十年。在新的擾動條件下，原有的有機物分布平衡將被打破，污泥聚合體中包裹、結合的部分有機質(zhì)將有機會重新轉移至溶液當中，因此一些填埋多年的市政剩余污泥總有機質(zhì)含量并非降至很低的程度，而其脫水特性依然很差(過濾階段比阻高于10¹¹m/kg)。因此需要選擇綜合效益合適的預處理方法對陳舊污泥的脫水性進行改善。

化學氧化技術是預處理污泥以提高其脫水能力的有效方法，當成本控制得當時化學氧化技術與其他方法相比具有很高的競爭潛力。在脫水工程實踐中，試劑成本較高，也由于易爆危險試劑現(xiàn)場使用的嚴格管控，需要對試劑使用量做盡可能準確的計算，同時也需要只通過少量試驗，高效地針對不同性質(zhì)陳舊污泥獲取經(jīng)濟性優(yōu)化的添加質(zhì)量組合。因此，需要一種高效的試劑添加量的量化方法。之前的專利中曾提出不同的常見量化添加基準。以有效成分在污泥中的體積摩爾濃度(mmol/L)為添加基準(例如，中國專利CN201810149289.1中生物納米鐵-H₂O₂的類芬頓試劑以懸浮液的形式加入到體系中的，懸浮液中鐵離子的濃度以摩爾每升為計量)。或預處理污泥時以有效成分在單位污泥體積中的質(zhì)量百分數(shù)(％)(例如，中國專利CN105800909A中三種試劑以污泥總量的體積百分數(shù)進行添加)。或相對污泥固體物質(zhì)的質(zhì)量(mg/g DS)為計量基準(例如，中國專利CN201110300223.6中芬頓試劑三類組分以污泥干重為基準進行添加；中國專利CN201610976644.3中以每千克絕對干污泥為基準加入芬頓有效成分)。在中國專利CN201611244154.0中認為有機質(zhì)含量是影響污泥化學調(diào)理的關鍵因子，以有效成分相對污泥有機質(zhì)的質(zhì)量(mg/g VS)為基準進行添加。