[发明专利]一种改性油茶壳纤维促进污泥泡沫化及干化的方法

说明书

本发明公开了一种改性油茶壳纤维促进污泥泡沫化及干化的方法，运用碱性过氧化氢溶液改性油茶壳纤维材料，增加纤维素含量比重；取剩余污泥于搅拌器中，并向其投加少量碱性表面活性剂，混合均匀；取均匀后的物料进行浸出处理，以判断混合物料能够起泡的可能性；当物料中蛋白质溶出量达到阈值范围时，投加混合改性后的油茶壳纤维材料，并进行污泥微泡扩增过程，使得空气能在高速搅拌过程中得以被压缩与物料混合，从而促进污泥密度下降，体积上升；最终制备的微泡污泥由于其较大的接触面积使得干化所需能耗得以大大减少。将改性油茶壳纤维融入污泥泡沫干燥体系中，使得微泡污泥的形成效率、稳定及干化性能都得以提高，能进一步减少体系所需能耗。

技术领域

本发明属于环保污泥处理技术领域，特别是涉及一种改性油茶壳纤维促进污泥泡沫化及干化的方法。

背景技术

近年来，随着我国城镇化的推进，城镇污水处理厂的规模不断扩大，污水处理的副产物剩余污泥的产量急剧增长。污泥中含有大量病原体、重金属和抗生素等有毒有害物质，极易对水体、土壤等造成二次污染，降低污水处理系统的有效处理能力，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。

我国现阶段城镇污水处理厂剩余污泥处理主要以“减量化”和“无害化”为目标，进而实现剩余污泥处置的“资源化”需求。由于剩余污泥是通过水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成，结构松散，形状不规则，比表面积与孔隙率高，因此“含水率”极高且脱水难度较大。体积庞大的高含水率(75-85％)剩余污泥降低了污泥的收集、储存、输送效率并增加了成本，对于污泥处理处置具有重要影响。污泥干化通过污泥与热源的热质传递作用实现污泥水分的深度脱除，是减少后继处理难度的有效途径，也是实现污泥减量的直接手段。

在干化过程中，由于污泥内部水分的脱除导致物料体积收缩，使得水分蒸发面积减小。同时，随着污泥含水率下降至40％～60％时，其会呈现出“粘滞”状态，具有很强的粘附和结团能力，导致对流干化过程中的皮肤效应，以及传导干化过程中换热界面粘结问题，传热效率大大降低，使得工艺运行能耗及费用较高。因此，改善污泥受热状态是维持高效干化过程的保障。

污泥干化预处理是在干化处理前向污泥中投加调理剂，以在污泥干化脱水过程中强化物料骨架、减少物料收缩、形成多孔结构，有效保证水分蒸发面积、改善设备运行状态、提升整体干化效率。其中，污泥微泡干化方法是通过投加碱性化合物对脱水污泥的溶出处理，结合机械搅拌包裹大量微泡，使物料在干化初始阶段便形成了结构相对有序的孔隙单元。其有效增大了污泥物料的表面积，并改善了水分在物料中的传递过程。微泡污泥在干化过程中表现出了诸多优势，如有效地节省了约40％的干化时间，极大地减少了能源消耗。但是，剩余污泥成分十分复杂且随着污水来源、厂区工艺、运行季节等因素变化较大，导致污泥可溶出的表面活性物质类型及含量不稳定，进而影响了微泡污泥的形成效率。

通过对比高温高压、酸碱处理、超声波等多种表面活性物质溶出方式，发现影响微泡污泥形成效率的关键在于污泥微泡的稳定性。鉴于大多数生物质材料中富含纤维素成分，其线性结构葡萄糖单元中分布有大量活性羟基基团，易形成氢键，可减弱亲水基团的电荷斥力，增加疏水基团密度，提升液相粘度，减缓泡沫排液速率，形成了一定的稳泡作用。另一方面，由于生物质材料具备一定的耐高温性能，可在干化过程中进一步为微泡网状结构提供强化支撑。通过广泛筛选，经碱性过氧化氢预处理后的油茶壳纤维可以促进微泡污泥稳定性能的提升。此外，由于油茶壳的组成成分中具备一定含量的茶皂素等活性物质，因此能使得混合物料液相具有更低的表面张力，促进了微泡污泥的形成，并实现了油茶壳纤维的资源化利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性油茶壳纤维促进污泥泡沫化及干化的方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种改性油茶壳纤维促进污泥泡沫化及干化的方法，包括如下步骤：

步骤一：油茶壳纤维制备：采集并清洗油茶壳纤维，并烘干，将烘干后的样品破碎，过60目-80目筛，得到足量的油茶壳纤维物料；