[发明专利]一种钙基污泥的脱水方法

说明书

技术领域

本发明涉及污泥脱水技术，特别是一种钙基污泥的脱水方法。 

背景技术

钙基污泥主要为使用钙基中和剂和沉淀剂处理废水所产生的污泥。在废水处理中中和沉淀阶段常采用一些钙基中和剂和沉淀剂，特别是在处理酸性废水和含氟废水的过程中均会产生钙基污泥。常用的钙基中和剂有石灰、电石渣、石灰石等；而工程中常用到的钙基沉淀剂主要为氯化钙等无机钙盐。石灰、电石渣、石灰石、氯化钙等钙基中和剂和沉淀剂来源广泛，价格低廉，使用范围很广。当废水中含有磷酸根、硫酸根、氟和重金属时，处理后的污泥中主要成分分别为磷酸钙、硫酸钙、氟化钙、金属氢氧化物等晶体。钙基中和剂和沉淀剂所含的惰性杂质、过量的中和剂和沉淀剂以及废水中可能含有的其他有机/无机悬浮物也会进入污泥，使得钙基污泥的成分变得十分复杂。由于中和反应的速率很快，中和沉淀的产物，如磷酸钙、硫酸钙、氟化钙等晶体粒度较小，呈悬浊状、胶体状，不易沉降。为了达到较好的沉淀效果，通常在中和之后加入混凝剂(如聚合氯化铝、聚合硫酸铁)和助凝剂(如聚丙烯酰胺)，因此处理后的污泥中还含有混凝剂的水解产物、助凝剂等。 

目前，钙基污泥一般采用常规机械脱水处理，如带式脱水机、板框压滤机和离心脱水等。由于中和及沉淀处理产物晶体颗粒较小，比表面积大，不易脱水；同时大多数的污泥絮体的颗粒大小位于胶体的范围，十分稳定，由于胶体表面的电荷相斥阻碍了絮体间的进一步絮集；此外，胶体颗粒对水分子的强烈吸附而形成了较厚的水化层，也阻碍了絮体间的进一步聚集。通过机械脱水只能去除一部分水分，脱水后的污泥含水率一般为65％-85％，含水率仍较高，且污泥多为粘浆状，不利于运输和后续处理。国内对污泥脱水技术的研究主要针对生化处理后的剩余活性污泥，活性污泥主要成分为有机物，脱水采用的方法，如石灰调理法、厌氧消化法等， 不适用于主要成分为无机物的钙基污泥。因此需要寻找一种新的方法对钙基污泥进行处理，通过破坏污泥颗粒的稳定性、破坏颗粒外表的水化层、增大污泥颗粒的粒径，释放出颗粒间一部分的结合水，从而提高后续的机械脱水效率。 

发明内容

本发明提供了一种工艺简明、处理效果好的钙基污泥的脱水方法。 

一种钙基污泥脱水的方法，包括以下步骤：将钙基污泥输入到反应器，加入电解质和表面活性剂破坏污泥的胶体稳定性和颗粒的水化层，加热搅拌进行水热反应，增大污泥颗粒粒径，降低粒间水含量，反应完后的污泥采用机械脱水处理。 

所述的钙基污泥为使用钙基中和剂和沉淀剂处理废水所产生的污泥；输入反应器的污泥含水率为85％-98％。 

所述的电解质为氯化钙、氯化镁、氯化钾、硝酸、盐酸或硫酸中的一种，所述的电解质相对于污泥的浓度为0.01-1.0mol/L。 

由于钙基污泥为无机的钙盐，通常是表面带正电荷的，故本发明的表面活性剂优选阴离子表面活性剂，尤其优选十二烷基苯磺酸钠、α-烯烃磺酸钠或椰油基羟乙基磺酸钠。所述的表面活性剂的浓度为0.001-0.1mol/L。 

所述的水热反应条件为：水热反应温度60-100℃；水热反应时间1-8h。 

所述的机械脱水为带式压滤机、板框压滤机或离心脱水机。 

本发明的反应机理： 

钙基污泥中絮体结合水(水化层)的多少以及晶体颗粒的大小是污泥脱水难易程度的重要影响因素。一般来说，絮体中结合水越少，晶体颗粒越大，污泥脱水效果越好。在水热条件下，电解质的加入，可以改变污泥颗粒胶体表面电荷，导致压缩双电层，使胶体稳定性发生变化，分散程度变大从而释放出更多的结合水。表面活性剂的加入改变了污泥颗粒表面电荷分布，促使污泥絮体结构变化，有利于释放结合水，提高污泥的脱水性能。同时，在电解质存在的水热体系条件下，污泥中原有较小的晶体颗粒，如磷酸钙、硫酸钙、氟化钙等晶体，发生重结晶，晶体颗粒加大，污泥的 脱水性能得到提高；水热条件下，电解质与表面活性剂对于污泥颗粒的作用比常温条件下更为明显。 

本发明的有益效果： 

1、本发明通过投加电解质、阴离子表面活性剂破环污泥絮体的稳定性，从而释放结合水，同时水热条件下钙盐颗粒重结晶，增大了晶体颗粒，有利于污泥脱水。 

2、采用本发明的工艺方法处理污泥，与单独机械脱水后的污泥相比，体积可以减少15％-70％。 

3、处理后的污泥基本已稳定化，便于运输和后续处理。 

附图说明

图1为本发明的反应机理中电解质的加入导致压缩双电层的示意图。