[发明专利]用于活性淤泥脱水的助滤剂及其改质剂和基于煤气化煤泥的制备方法

说明书

本发明废料资源化利用领域，具体公开了一种用于活性淤泥脱水的助滤改质剂，其包括阴离子聚丙烯酰胺、式1化合物和式2化合物本发明还提供了包含所述改质剂和煤气化煤泥重选料的助滤剂及其在活性淤泥脱水中的应用。本发明所述的改质剂、助滤剂可基于成分协同，改善活性淤泥的脱水性能。

技术领域

本发明属于煤化工废弃产物资源化利用技术领域，具体涉及煤气化煤泥制备活性淤泥脱水助滤剂的方法。

背景技术

活性淤泥是城市污水处理厂用生物法处理污水的副产物。其中含有大量细菌、病毒及有机物，还含有镉、铬、铜、锌、铅等重金属和多氯联苯等有毒有害物质，且含水率高，可达99％。近年来，随着污水处理厂的大量兴建，随之产生的淤泥量也在逐年增加，淤泥的处理处置问题日益突出。国内淤泥处置方式主要包括填埋、土地利用、焚烧等。然而这些常规的淤泥处置方式已无法满足环保需求。

近年来，国内外学者已将研究的焦点转向环境友好、资源化利用度高的淤泥处理处置新技术。脱水减量化对于淤泥的运输、处理及处置具有重要意义。目前，许多污水处理厂常常利用铁盐、铝盐、高分子絮凝剂等对淤泥进行凝聚调理，降低过滤介质和泥皮的堵塞，以提高淤泥脱水性能；然而，在机械脱水过程中，单一絮凝调理的淤泥团粒很容易在压力作用下变形，随着泥皮中的孔隙闭合并消失，过滤效率降低。目前常使用助滤剂来降低泥饼的可压缩性，提升淤泥的机械脱水效率。助滤剂相对于絮凝剂，成本低廉，对淤泥脱水速度提升也更明显，因此工程中对高效、经济的助滤剂较为关注。常见的助滤剂主要包括碳基材料和矿物材料，碳基材料包含焦炭、煤粉、生物质材料等，矿物材料包含水泥、粉煤灰、石膏等。矿物材料相较于碳基材料获取更容易，成本更低，而碳基材料在促进脱水的同时能够提升淤泥的有机质含量、热值。因此若淤泥最终采用填埋方式处理，则选择矿物材料更为合适，若采用堆肥、焚烧等方式处理，则选择碳基材料更为合适。

煤气化是现阶段煤炭清洁高效利用的有效途径，但目前较差的气化炉装备性能或运行水平，会导致产生大量的气化粗渣和气化细渣。煤气化细渣(煤气化煤泥)是在煤气化炉中以飞灰形式随烟气排出，通过除渣工艺脱离得到的固体废渣。细渣一般为灰黑色粉末状，粒径在50～200μm之间的质量占比约为72％，形状一般呈球形颗粒和不规则蜂窝孔形颗粒，表面氧化严重，比表面积可达258.29m²/g，粗糙度大。其成分与煤种、生产工艺以及运行工况相关，主要取决于煤中的无机、有机组分。其中无机组分主要由钙铁铝硅酸盐和矿物质熔体组成，由于含有较多碱金属氧化物，因此煤气化细渣pH值大多为碱性；有机组分主要为未充分燃烧的残碳并且分散在无机组分中，其燃烧特性与劣质烟煤相似。气化粗渣的成分与锅炉灰渣相似，可作为建材、道路桥梁等掺混原料；而气化细渣却因为含碳量高、烧失量大，不能直接用作建筑、道路材料，填埋处理是当前最主要的处理方式，这种方式不仅浪费土地，并且含有重金属的渗滤液渗漏也会造成土壤和水体污染，其次无法回收其中的残碳，所以经济性和环保性极差。气化细渣的经济环保高效处理是煤气化企业需要解决的重要课题。目前，国内外针对气化渣应用的研究主要集中于以下几个方面: