[發明專利]一種復合型高效污泥脫水劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110232731.9
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112960893A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 陳海文;陳振永
• 申請（專利權）人: 東莞市凱威爾環保材料有限公司
• 主分類號: C02F11/14
• 分類號: C02F11/14
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 秦偉華

本發明提供一種復合型高效污泥脫水劑及其制備方法和應用，屬于廢水處理技術領域。本發明以活性炭、石墨烯、殼聚糖為原料，通過酰氯化、共聚合、真空干燥等步驟，制得復合型高效污泥脫水劑，將其應用于工業、市政污泥處理，可大幅降低污泥的含水率和污泥比阻，并有效降低廢水中重金屬離子濃度。本發明通過加入來源廣泛、成本低廉的活性炭，以及生物相容性好的殼聚糖，使本發明具有成本低廉、綠色環保、投藥量低、脫水效果好等優點，適用面廣，可推廣應用于工業污水處理、城市污水處理、農村廢水處理、造紙污水處理等領域中。

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，具體涉及一種復合型高效污泥脫水劑及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，城市污水處理量的增加使水處理過程產生大量剩余污泥，因此對污泥的處理和資源化利用越來越為人們所關注。污泥作為污水處理過程的產物，其組成成分十分復雜，包括工業廢水或生活污水處理過程中截留下來的大量固體顆粒，如泥沙、動植物殘體等，大量的由微生物群體組成的菌膠團及其吸附的有機物，還有其他的如重金屬元素、寄生蟲卵和少量的病原微生物等有毒有害物質。

一般來說，采用機械脫水可以獲得20%－30%的含固率，所形成的污泥也被稱為泥餅。泥餅的含水率仍然較高，具有流體性質，其處置難度和成本仍然較高，因此有必要進一步減量。此時，在自然風干之外，只有通過輸入熱量形成蒸發，才能夠實現大規模減量。采用熱量進行干燥的處理就是熱干化。如果污泥不經有效的處理而直接進入自然環境，會對自然環境造成嚴重的污染。另一方面，由于污泥含有大量的水分，含水率一般高達97 .5%～99.5%，導致污泥的體積十分龐大，對后續處理工序和運輸帶來很大的困難并大幅增加了處理費用，因此，必須對污泥進行脫水處理，以減小污泥的體積。

當前，除了機械脫水外，向污泥中投加化學絮凝劑是當今普遍采用的污泥調理方法。現在最常用的污泥脫水劑是聚丙烯酰胺類，聚丙烯酰胺類是一種有機高分子絮凝劑，在脫水過程中部分水解成丙烯酸和有機胺等有毒單體，產生二次污染；而且絮凝后污泥中含有的PAM有機高分子不利于污泥的最終處黃和污泥堆肥資源化利用。殼聚糖是一種天然高分子有機物，具有生物相容性、易生物降解、水溶性好的優點，分子內含有大量的羥基和氨基，作為水處理劑有絮凝性好、吸附螯合能力強、無毒及無二次污染等優點。中國專利CN109231792公開了一種采用殼聚糖作原料制得的污水污泥脫水劑，顯著改善了對剩余污泥的脫水性能，降低了剩余污泥的處理成本，提高了給水污泥的資源化利用率，但仍存在制備過程復雜、成本高昂、脫水效果不理想、投藥量大等缺點。因此，很有必要研發一種成本低廉、綠色環保、脫水效果好的污泥脫水劑。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種復合型高效污泥脫水劑，其以活性炭、石墨烯、殼聚糖為原料，通過酰氯化、共聚合、真空干燥等步驟，制得復合型高效污泥脫水劑，以解決現有技術中污泥脫水成本高、污泥脫水后存在二次污染、脫水效果差、投藥量大等技術缺陷。

本發明通過以下技術方案進行實現：

一方面，本發明提供一種復合型高效污泥脫水劑，按照百分比計，其組成如下：活性炭為60-85%，功能化石墨烯為0.5-3%，殼聚糖15-30%，分散劑1-10%。

進一步地，所述活性炭粒徑為10-200μm，具體地，所述活性炭粒徑為50-200μm，優選地，所述活性炭粒徑為150μm。

進一步地，所述殼聚糖分子量為50-100kDa、脫乙醛度70-90%；具體地，所述殼聚糖分子量為50-80kDa、脫乙醛度80-90%；優選地，所述殼聚糖分子量為70kDa、脫乙醛度85%.

進一步地，所述分散劑為六偏磷酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、月桂醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中至少一種的組合；具體地，所述分散劑為六偏磷酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中至少一種的組合；優選地，所述分散劑為十二烷基硫酸鈉。

一方面，本發明提供一種復合型高效污泥脫水劑的制備方法，包括如下步驟：