一種污泥聯合調理脫水方法技術

本發明專利技術名稱為“一種污泥聯合調理脫水方法”，屬于環境工程和污泥處理技術領域。向無機酸酸化后的污泥(pH＝5)中投加H2O2和FeSO4，利用Fenton試劑強氧化作用降解有機物，溶解和破解污泥中的微生物細胞和胞外聚合物；之后投加表面活性劑CTMAB以降低表面張力，改變污泥表面特性，部分間隙水轉化為自由水；再利用聚丙烯酰胺CPAM對污泥顆粒的絮凝作用，將結構分散、顆粒粒徑小、比表面積大的污泥顆粒絮凝。經Fenton試劑-表面活性劑-聚丙烯酰胺聯合調理，污泥離心脫水后含水率由87.7％降低到78.2％，泥餅產量由0.218t/m3減少到0.115t/m3，可顯著改善污泥脫水性能，有效削減投資運行成本，達到理想的污泥減量化目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環境工程和污泥處理
，并專注于，以達到改善污泥脫水性能、實現污泥減量化目的。
技術介紹
隨著我國污泥產量的逐年增加，剩余污泥的后續處理成為許多城市面臨的一大難題。剩余污泥的含水率高，脫水性能差，通常達不到后續處理處置的要求，導致污泥后續處置的難度與成本過高，成為制約污泥減量化、無害化、資源化處理處置的主要因素。因此，改善污泥脫水性能以降低污泥含水率，有效實現污泥減量化，成為具有重要實踐意義的研究課題。污泥調理能夠改變污泥的物理和化學性質，從而改善污泥的脫水性能，降低污泥脫水后的含水率。污泥化學調理因其操作簡單、費用低及效果穩定而被廣泛使用。城市污水廠污泥處理實踐中，陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)是使用最廣泛的一種絮凝劑型化學調理劑，CPAM調理污泥具備操作簡單，比無機絮凝劑高效、投加量小且效果穩定等優點。但由于活性污泥中含有大量的微生物細胞以及胞外聚合物(EPS)，細胞內部水以及EPS表面結合水很難通過CPAM的調理而釋放出來，成為阻礙污泥脫水性能的關鍵因素。隨著科技進步，化學氧化等技術也逐漸應用于改善污泥的脫水性能。Fenton試劑是Fe2+和H2O2組成的強氧化性溶液，可有效降解污泥有機物，溶解和破壞EPS結構，釋放細胞內部水，實現污泥脫水性能的改善和污泥減量化。如申請號為201010000269. 1，名稱為一種生物酸化_類Fenton氧化聯用改善剩余污泥脫水性能的方法，公開號為CN101759337A， 在投加足量底物的條件下，從污泥中培養馴化土著酸化細菌作為接種液；將接種液加入到剩余污泥中，在有氧、攪拌和適量底物條件下對污泥進行生物酸化，然后利用Fenton試劑對污泥進行氧化，再投加Ca(OH)2調節污泥的pH至中性，提高了污泥脫水性能。但這種方法污泥調理前的預處理污泥量過大，且需要預先對污泥進行生物酸化，酸化后PH降至2-3， 操作不易控制。表面活性劑主要由憎水基和親水基兩部分組成，可降低表面張力或兩相間界面張力。向污泥中投加表面活性劑進行污泥調理后，一方面表面活性劑可改變污泥顆粒之間及其顆粒和水分子之間的界面張力，絮體結構分散解體，使EPS吸附和包裹的水分以及微生物胞內水分得到釋放，污泥中水分分布發生變化；另一方面，表面活性劑通過靜電作用和范德華力吸附于污泥表面，從而改變污泥表面特性，使泥絮體尺寸變大，同時分散的懸浮離子濃度降低。通過表面活性劑使部分間隙水轉化為自由水，易被去除的水分比例增加，從而提高了污泥脫水性能。通過無機酸直接對污泥進行酸化，能大大縮短污泥酸化的時間。然后利用Fenton 試劑氧化和表面活性劑(十六烷基三甲基溴化銨，CTMAB)進行污泥調理，投加CPAM對污泥絮凝處理，利用其高效絮凝作用，將Fenton試劑氧化和CTMAB調理后的污泥顆粒進行絮凝脫水，進一步提高污泥脫水的固液分離效果。綜上可知，本專利技術專利涉及的Fenton試劑-表CN 102910793 A書明說2/4頁面活性劑_聚丙烯酰胺污泥聯合調理脫水方法，能顯著改善污泥脫水性能，形成較理想的污泥形態，并削減污泥后續處理處置成本。
技術實現思路
I.專利技術目的本專利技術專利針對城市污水處理廠剩余污泥脫水性能差、泥餅后續處理處置成本較高的現狀，通過，提高剩余污泥脫水的固液分離比，可顯著改善污泥脫水性能，以達到實現污泥減量化的目的。2.技術方案本專利技術專利提供，主要的技術方案如下(I)向無機酸酸化后的污泥(pH = 5)投加Fenton試劑進行調理，H2O2投加量為 2g/L，FeSO4投加量為2. 4g/L，生成具有強氧化作用的羥基自由基(·0Η)，利用Fenton試劑的氧化作用有效降解有機物，溶解和破解污泥中的微生物細胞和胞外聚合物，釋放細胞內部水及胞外聚合物表面結合水。(2)向Fenton試劑氧化后的污泥投加8g/L的表面活性劑CTMAB，以降低污泥的表面張力，改變污泥表面特性，使EPS吸附和包裹的水分以及微生物胞內水分得到進一步釋放，部分間隙水轉化為自由水。 (3)經Fenton試劑和CTMAB調理后的污泥中投加CPAM，CPAM投加量為75mg/L，攪拌方式為400rpm攪拌30s后以60rpm攪拌5min,利用CPAM的絮凝作用，將(I) (2)調理后形成的結構分散、顆粒粒徑小、比表面積大的污泥顆粒絮凝，增強污泥的絮凝效果，改善污泥脫水性能。3.本專利技術的創新性本專利技術涉及的污泥聯合調理脫水方法與現有的剩余污泥脫水技術相比，創新性如下(I)本專利技術聯合Fenton試劑、表面活性劑、聚丙烯酰胺協同調理剩余污泥，作為顯著改善污泥脫水性能的新型污泥調理方法，在科學實驗和工程實踐中少有應用。城市污水廠污泥的處理處置實踐中，多使用化學絮凝劑CPAM的衍生物進行污泥的脫水處理，調理后的污泥含水率仍較高，造成污泥后續處置成本增加。專利號為W003/045852A1的專利技術專利公開的污泥調理方法，投加鐵離子與H2O2后投加有機聚合物對污泥進行絮凝穩定處理，可有效提高污泥機械脫水后的含固率。但目前尚無將Fenton試劑、表面活性劑、聚丙烯酰胺聯合調理，以提高污泥脫水性能的方法工藝的相關報道。(2)本專利技術專利涉及新型污泥聯合調理脫水方法，調理后污泥含水率為78. 2%, 相對未經調理的污泥87. 7%的含水率，含水率降低9. 5個百分點，泥餅產量由O. 218t/m3減少到O. 115t/m3，污泥脫水性能顯著改善，達到理想的污泥減量化效果，有利于污泥資源能源的綜合利用。(3)本專利技術涉及的污泥聯合調理脫水方法，將Fenton試劑的強氧化性、CTMAB對污泥表面特性的改變作用、CPAM的強絮凝效果充分結合，發揮各類調理劑的優勢，有效改善污泥的結構和性質，釋放污泥釋放細胞內部水及胞外聚合物表面結合水，顯著改善污泥脫水性能。4(4) Fenton試劑的強氧化性作用，對污泥起到消毒、除臭作用，還可降低污泥中的懸浮固體(SS)含量，懸浮固體的降低和污泥含水率的下降，脫水后污泥運輸和處理費用減少。并且，使用Fenton試劑和CTMAB所增加的藥劑費用，遠低于污泥脫水性能改善前后節省的后續運輸和處理處置費用。(5)本專利技術涉及的污泥聯合調理脫水方法，應用于濃縮池污泥脫水單元控制和運行過程中，最佳PH條件呈弱酸性，易于控制調節，且該技術工藝構筑物少，工序簡單，操作便捷，投資運行成本低廉，可為剩余污泥處理處置提供新的思路。附圖說明附圖I為本專利技術污泥聯合調理脫水方法的工藝運行圖。附圖2為濃縮池污泥、Fenton試劑調理后的污泥、以及應用本專利技術污泥聯合調理脫水方法后的污泥微觀形態對比圖。具體實施方式以下詳細說明本專利技術的工作原理和實施方式本專利技術所述的，具體實施運行時，經過濃縮的污泥經過酸化后，輸送至Fenton試劑氧化池,在氧化池中污泥在持續的攪拌作用下，與Fenton試劑發生反應而被氧化；當Fenton反應完全后，投加CTMAB進行調理；然后加入CPAM對污泥進行絮凝調理，并輸送至機械脫水設備進行脫水；最后脫水后的污泥泥餅外運進一步處理， 大大降低后續處理處置污泥量及處理費用，脫出的水分則返回污水處理系統進一步處理。實施例I其運行的過程如圖I所示，濃縮池的污泥經無機酸酸化后(pH = 5)，輸送至 Fenton試劑氧化池(H2O2投加量為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種污泥聯合調理脫水方法，其特征在于：將Fenton試劑(Fe2+/H2O2)氧化后的污泥，投加表面活性劑(十六烷基三甲基溴化銨，CTMAB)調理，再投加聚丙烯酰胺CPAM絮凝脫水，聯合Fenton試劑的強氧化性、CTMAB對污泥表面特性的改變作用、CPAM的強絮凝效果，輔以適當的pH調節和機械脫水，可顯著改善污泥脫水性能，達到理想的污泥減量化效果。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬俊偉，曹芮，王洪濤，劉杰偉，岳東北，
申請(專利權)人：北京師范大學，
類型：發明
國別省市：