[发明专利]一种污泥调质剂及其应用和调质污泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及污泥调质领域，具体而言，涉及一种污泥调质剂及其应用和调质污泥的方法。

背景技术

随着我国城市化进程不断加快和人民群众生活水平的不断提高，工业废水和生活污水的排放量逐年增大，随之而来的就是污水处理过程中的污泥产量的迅速增加。统计表明，我国每年产生的污泥如以绝干污泥量计，将大于3000万吨。

污泥是污水处理过程中产生的一种粘稠状物质，其中含有的大量有机物、重金属、致病微生物等，其中的微生物以好氧、厌氧微生物为主体类型，具有有机质含量高、与水体结合紧密的特点，是一种典型的固体废弃物，如得不到妥善处置，其中的有害成分将对环境造成严重的二次污染。住建部印发的《城镇污水处理厂污泥处置、混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)要求污泥用作混合填埋时，含水率不得高于60％，用作垃圾填埋场覆盖土添加料时，污泥含水率不得高于45％。

因此，如何有效脱除污泥水分是我国在污水和污泥处理时必须要解决的核心问题。污泥脱水技术可以分为机械脱水和加热干化两大类。相较于加热干化的脱水工艺，“化学调质+机械脱水”的深度脱水工艺更简单可靠、能耗更低。

目前，用于污泥机械脱水的调质药剂多为铁盐+生石灰的组合，如三氯化铁+生石灰，或有机的高分子调理剂如聚丙烯酰胺。上述调质药剂的加入，或在污泥胶团表面发生化学反应，或者中和污泥胶体颗粒中电荷，进而破坏污泥的胶态结构，从而减少泥水之间的亲和力，最终通过调整絮体颗粒群性质及其排列状态，使絮体凝聚力增强，颗粒变大，实现污泥脱水性能的改善。但现有调制药剂的类型存在明显的缺陷：

例如，铁盐的添加量约在8％，生石灰的添加量在25％～35％，药剂成本为90～100元左右/吨污泥。如此高的药剂使用成本阻碍了机械脱水工艺的推广应用。同时，三氯化铁对后续机械脱水设备的腐蚀性较大，且药剂投加量大，造成滤液中氯离子含量高，增加了后期对污泥滤液处理的难度；工业级石灰的加入容易增加设备处理的负荷，同时容易造成管道、滤布的堵塞。而聚丙烯酰胺等有机高分子调理剂作用于污泥的间隙水，对污泥的深度脱水作用不大，改进效果较为有限，污泥含水率通常大于80％，不能满足住建部处理污泥的要求。

有鉴于此，本领域亟待提供一种脱水效果好且价格低廉、便于后续机械脱水工艺的调制药剂。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种污泥调质剂，所述污泥调质剂具有成本低、脱水效果好的优点。

本发明的第二目的在于提供上述污泥调质剂在污泥调质中的应用，所述应用能够简单、高效地对污泥进行调质，便于后续脱水。

本发明的第三目的在于提供一种调质污泥的方法，该方法能够简单、高效地对污泥进行调质，便于后续脱水

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种用于调质污泥的污泥调质剂，所述污泥调质剂包括地聚合物和其他调质助剂。

本发明还涉及上述污泥调质剂在污泥调质中的应用。

本发明所述污泥调质剂能够简单、高效、低成本地实现污泥的脱水。

具体实施方式

本发明一方面涉及一种污泥调质剂，所述污泥调质剂包括地聚合物和其他调质助剂。

本发明上述污泥调质剂中包括地聚合物。地聚合物是一种由AlO₄和SiO₄四面体结构单元组成的三维立体网状结构无机聚合物，可由粘土、工业废渣或矿渣为原料，采用适当的工艺处理，在较低的温度下(50～180℃)，通过化学反应得到，具有优良的机械性能和耐酸碱、耐火和耐高温的性能。由于其制备方法简单、来源广泛、成本低廉且性能优异，地聚合物在建筑领域得到广泛应用。但现有技术中并没有关于地聚合物在污泥调质方面的报道。本发明首次在用于调质污泥的污泥调质剂中加入地聚合物，并发现地聚合物一方面能够快速地与污泥中的胶体颗粒发生絮凝反应，形成网络骨架，提高污泥脱水的效率，另一方面，地聚合物环状分子之间形成密闭的空腔，可以把金属离子和其他毒性物质分割包围在空腔中，将重金属毒性物质从水中脱离出来，起到脱毒的作用。并且，地聚合物的加入还能减少其他调质助剂的用量，尤其是铁盐、铝盐和生石灰等的用量，不但节约成本，还减少铁盐、铝盐和生石灰等对后续机械脱水工艺的阻碍，例如侵蚀机械管道、增强滤液的处理难度以及堵塞管道和滤布。

在一些实施方式中，所述地聚合物选自磷酸或磷酸盐基地聚合物、钙基地聚合物、粉煤灰基地聚合物、二氧化硅基地聚合物、岩石基地聚合物和有机-矿物地聚合物中的一种或多种。