[发明专利]一种已填埋市政污泥固化剂及其深度脱水方法

说明书

技术领域

本发明属于污泥处理领域，尤其涉及一种已填埋市政污泥固化剂及其深度脱水方法。

背景技术

污水处理过程中会产生大量的污泥，其质量约占处理水量的0.3％-0.5％，截至2015年底，全国城镇污水处理厂的污泥产量达3500万吨/年以上，预计到2020年，污泥产量将达6000万吨/年。目前国际上最主要的污泥处置途径包括农业利用、卫生填埋、焚烧和海洋投弃等，我国对于污泥的处理和处置主要是采用填埋、堆肥、干化、焚烧等方法，这四种处理方式占比分别为65％、15％、6％和3％。综合考虑环境效益及经济效益，目前全国城镇污水处理厂的污泥经过压滤后进行卫生填埋已成为我国污泥处置的主要方式，并且在未来一个时期内，仍然将是我国主要的污泥处置方式。

我国土地资源有限，源源不断产生的污泥经过填埋对周边环境及生态系统造成了许多危害，并占用珍贵的土地资源，尤其是在我国土地资源最为紧缺的东部地区，在没有合适的处置技术而又没有多余区域可供污泥填埋时，将填埋污泥进一步减容成为现在探索的方向。

污泥成分复杂，是多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成的集合体，污泥中除含有大量的水分外，还含有重金属、难降解有机物和盐类，以及病原菌、病毒微生物和寄生虫卵等，具有易发臭、易腐烂的性质。由于污泥的高亲水性，需要对其进行调理来改变污泥颗粒表面的物理化学特性和组分，从而破坏污泥内部的胶体结构，达到改善污泥脱水性能的目的。按《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)规定：生活污水处理厂污泥经处理后含水率要小于60％才可以进入生活垃圾填埋场填埋处置。因此新产生污泥在污水处理厂会经过加药调理，并进行压滤后填埋。这样，填埋市政污泥一方面已经添加过固化剂，进行进一步的深度脱水难度更大，另一方面在填埋污泥坑中会发生复杂的生化反应，含水率又会增加，且污泥成分变得更加复杂。而目前对于固化剂及其脱水方法的研究及应用主要集中在河湖淤泥及新鲜市政污泥上，对于已填埋市政污泥固化剂及其深度脱水方法的研究尚无先例。针对于此，提出本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本的、处理时间短的、杂质沉降速度快的、脱水程度高的已填埋市政污泥固化剂及其深度脱水方法。

为实现上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种填埋市政污泥固化剂，其特征在于：

所述固化剂包含电石渣、硫铝酸盐水泥、矿粉、粉煤灰和铁盐，所述固化剂中各组分相对于污泥干基的百分比分别为：

电石渣：37.5％-62.5％；

硫铝酸盐水泥：12.5％-25％；

矿粉：6.25％-12.5％；

粉煤灰：6.25％-12.5％；

铁盐：2.75％-3.25％。

上述污泥干基是指湿污泥中绝干污泥的质量。

本发明使用的上述固化剂的脱水方法为：

(1)将电石渣溶于水后，在搅拌条件下加入，搅拌5-10min，使混合更加均匀。电石渣主要成分为氢氧化钙，也有未完全反应的碳化钙，可以遇水发生反应，放出大量的热，并生成氢氧化钙其功效与生石灰基本一致(CaO+H₂O＝Ca(OH)₂)，可以脱去污泥中的游离水；钙离子可与污泥胞外聚合物(EPS)中带负电的基团结合，使絮凝体强度增加，分离出污泥中的结合水。

(2)接着加入硫铝酸盐水泥，搅拌3-5min。硫铝酸盐水泥主要是以无水硫(铁)铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥。

(3)之后加入矿粉，搅拌3-5min。矿粉一般是指将开采出来的矿石进行粉碎加工后所得到的料粉。

(4)再加入粉煤灰，搅拌5-8min。主要由SiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO、FeO和Fe₂O₃等化学物质组成，颗粒内部容易形成多孔结构，比表面积较大，吸附能力强，与污泥混合后，破坏污泥胶体颗粒的稳定,使分散的小颗粒之间相互聚集形成大颗粒，产生电性中和和吸附架桥的作用，可以分离出污泥吸附水。

(5)最后加入铁盐，搅拌10-15min后将调理后的污泥泵入压滤机进行压滤。利用污泥的电负性和污泥颗粒表面的极性基团，添加带正电的铁盐絮凝剂，通过压缩胶体双电层和吸附-电中和等反应作用，从而改善污泥的脱水性能，使胶体颗粒脱稳、絮凝。所述的铁盐为三氯化铁或硫酸铁等。

本发明有益效果是：