[发明专利]一种污泥干化调理剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种污泥干化调理剂及其制备方法。该污泥干化调理剂，其通过改性糠醛渣、聚季铵盐和凹凸棒土进行水热反应得到；所述的改性糠醛渣通过糠醛渣经水热反应改性得到。本发明提供的污泥干化调理剂通过改性降低了凹凸棒土的等电点，有利于凹凸棒土与改性糠醛渣粉末的胶结，降低凹凸棒土的分散运移的程度，强化了改性糠醛渣的刚性，并增强了污染物的吸附性能。此外，本发明提供的污泥干化调理剂通过改性使得聚季铵盐与凹凸棒土通过氢键连接，延长了分子链结构，增加了聚季铵盐分子链上污泥脱稳的吸附位点，促进了污泥絮凝，提高了污泥过滤和脱水的效率。

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥干化调理剂及其制备方法。

背景技术

随着城镇化和工业化建设不断加快，城市污水处理厂污泥产量日益增多，这些污泥普遍存在成分复杂、含水率和有机质含量高、亲水性强、脱水难度大、易发臭、污染严重等特点。现阶段污泥常用脱水技术的重点主要在于提高污泥的脱水速率，其对污泥含水率的影响不大。由于污泥脱水性能主要受污泥颗粒粒径分布、污泥胶体表面电荷及胞外聚合物EPS的影响，且污泥中毛细水及表面吸附水难以脱除，因此现有污泥脱水技术仅能将污泥含水率降到75％-85％，难以满足后续焚烧、填埋污泥含水率需在50％-60％的要求。

污水处理厂剩余污泥的含水率通常在95％-99％，其中，结合水或间隙水约占70％、毛细水约占20％，吸附水约占7％，胞内水约占3％。污泥的化学组成是决定其脱水性的关键因素，其中微生物及胞外聚合物(EPS)有机质占到污泥总量的50％～70％，且其分布和组成对污泥的脱水性的影响最为显著。EPS是微生物能够分泌产生用于自我保护和相互粘附的有机物，如多糖、蛋白质和核酸等聚合物。这些有机会带有负电荷，通过氢键、吸附等方式结合了污泥中大部分的水或结合水，与微生物形成巨大的粘弹性网络结构，增大了污泥相溶液的黏度，阻碍了污泥的絮凝、过滤、脱水，因此，降低污泥中EPS的含量是解决污泥脱水的关键环节。

现阶段，污泥脱水技术主要采用机械脱水和化学调理技术相结合的工艺，大多数采用的是先通过絮凝剂破坏胶体的稳定性，使污水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离特性的絮凝体，沉降之后，再通过板框压滤装置进行物理脱水的工艺。污泥内水分为四种：结合水、吸附水、间隙水和自由水。其中，自由水可自由流动，围绕在污泥四周但不以任何形态与污泥附着或结合，约占污泥水质量分数50％，可用重力分离；间隙水是污泥间因毛细管现象而保持的水，可用离心、真空等机械力使颗粒变形、压缩而分离；表面水是通过氢键附着在胶体表面的水分子层，只有经过调理后才能用机械方式脱水去除，因此污泥调理在污泥脱水的过程中起着关键的作用，合理地使用物理化学调理方法会使污泥的脱水效率大大提高。

污泥调理方法主要有物理法、化学法、生物法。目前污泥调理行业应用较多的是有机调理剂通过添加适量的絮凝剂、助凝剂等化学药剂改变悬浮溶液中胶体表面电荷或立体结构，克服粒子间的斥力，并以搅拌等外力使其相互碰撞，污泥颗粒絮凝成团而发生沉淀，达到去稳定化的效果。现有的污泥调理剂大多采用聚丙烯酰胺，例如专利号为CN109264942的发明专利《污泥低增比固体生物环保调理剂》，主要采用生物硝化剂40-50％，活化剂1-4％，污泥调理疏松剂50％～60％，阳离子聚丙烯酰胺2％～6％，配备污泥调理剂；专利号为CN110372175的发明专利《一种污泥调理剂及污泥干化处理方法》，主要采用聚合氯化铁或聚合氯化铝，聚丙烯酰胺和水泥配备污泥调理剂，质量比为1：0.2-0.5：0.15-0.2。

聚丙烯酰胺作为应用较广的调理剂成分之一，它是通过电荷中和作用降低胶体颗粒的电动电位使其脱稳，发挥吸附架桥作用，促进污泥絮凝，便于污泥过滤和脱水，但其存在费用高、溶解性差、出水水质差等缺点，因此，急需寻找一种相对分子质量较高、延展度大、絮凝和沉降性能好、溶解性好、水解稳定，且制备低成本的阳离子聚合物。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种污泥干化调理剂和制备方法，用于降低污泥相溶液的粘度和污泥胶体表面吸附的水分，从而提高污泥的沉降性能和脱水性能。