一種聚合氯化鋁和超聲聯(lián)用技術(shù)對(duì)污泥處理的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污泥脫水性能改善技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種聚合氯化鋁和超聲聯(lián)用技術(shù) 對(duì)污泥處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，我國(guó)的城市化水平和人們生活水平隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展也在不斷的提 高，城市工業(yè)廢水和生活污水的排放量日益增多，污水處理量的增長(zhǎng)必將產(chǎn)生更多的污泥， 進(jìn)而對(duì)于污泥的進(jìn)一步處理成為了當(dāng)今環(huán)境下面臨的重要問(wèn)題。廢水經(jīng)物理、生物及化學(xué) 處理后，最終以初沉污泥、生化污泥及化學(xué)污泥的形式與水體分離，隨著廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的提 高、監(jiān)控執(zhí)行力度的強(qiáng)化及生活排污量的不斷增大，這類污泥產(chǎn)量還將持續(xù)高速增加。
[0003] 污泥顆粒帶負(fù)電，與表面裹著的水合層形成一種穩(wěn)定的膠體懸浮液，由于親水性 膠體粒子形成雙電層，它與水的親和力很強(qiáng)，因此聚集很差，導(dǎo)致污泥中固體和水的分離比 較難。即就是比重小、體積龐大、不易脫水等特性。
[0004] 傳統(tǒng)的污泥處理技術(shù)主要包括污泥的濃縮、脫水、干燥三個(gè)方面，而污泥處理中最 困難的一個(gè)環(huán)節(jié)是污泥的脫水環(huán)節(jié)，并且由于污泥的體積龐大，導(dǎo)致它運(yùn)輸不變，成本高。 不僅僅如此，污泥在經(jīng)過(guò)上述的濃縮、消化后依然還具有很高的含水率，體積上沒(méi)有明顯的 變化，這也是污泥中的大量水分含量所造成的。
[0005] 因此，對(duì)于污泥的處理過(guò)程中，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一是對(duì)污泥的脫水性能進(jìn)行改善，進(jìn) 而基于此，傳統(tǒng)的污泥脫水處理方法有干化脫水、超聲波脫水、絮凝劑脫水、流化床焚燒等， 但是在干化脫水工藝中，需要將污泥運(yùn)輸?shù)礁苫髦?，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)污泥的運(yùn)輸成本大，并且 干化器的投資成本也較大；在絮凝劑脫水過(guò)程存在生態(tài)安全隱患，使得環(huán)境產(chǎn)生二次污染， 在流化床焚燒技術(shù)中易造成資源的流失和浪費(fèi)。故而，在上述的現(xiàn)有污泥脫水處理方法中， 其較優(yōu)的還是超聲波處理技術(shù)，但是其依然存在著嚴(yán)峻的技術(shù)問(wèn)題，即就是：?jiǎn)渭兂曁幚?會(huì)釋放大量的胞外聚合物，增加污泥離心出水的COD，使從污泥中出水的水質(zhì)變差；且單純 超聲處理污泥的效果并不顯著，操作條件難控制，進(jìn)而也造成超聲處理污泥的成本較高。
[0006] 為此，有研宄者通過(guò)對(duì)處理污泥脫水性能的基礎(chǔ)上，采用超聲與絮凝、機(jī)械壓濾相 結(jié)合的技術(shù)方案對(duì)污泥進(jìn)行處理，如專利號(hào)為201410064855. 0的《一種提取回用造紙生化 污泥氮磷并實(shí)現(xiàn)污泥脫水的方法》針對(duì)造紙廢水碳源豐富，氮、磷缺乏，而生化污泥中微生 物體內(nèi)又富含氮磷，部分生化污泥最終作為剩余污泥排出水處理系統(tǒng)，且脫水困難的現(xiàn)狀。 采用超聲波破碎+絮凝+機(jī)械壓濾的方法，首先通過(guò)超聲波的作用將微生物體破碎，使其內(nèi) 部物質(zhì)釋放出來(lái)，再通過(guò)絮凝及機(jī)械作用達(dá)到固液分離，液體回用到造紙廢水處理過(guò)程，處 理每t生化污泥可以回收N和P達(dá)0. 45kg和0.1 kg以上，有效減少造紙廢水生化處理所投 加的氮磷；同時(shí)污泥干度可達(dá)50%以上，熱值達(dá)6MJ/kg以上，可在生物質(zhì)鍋爐中直接焚燒。 使造紙生化污泥實(shí)現(xiàn)綜合利用。其目的是使得吸附水轉(zhuǎn)化為自由水后釋放出來(lái)，并且在后 續(xù)采用的絮凝劑為聚合氯化鋁和分子量為1200-1500萬(wàn)的陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺，通過(guò)電中 和、吸附、架橋及網(wǎng)撲的作用使污泥碎片發(fā)生絮聚，減少污泥的吸附水，但是，由于先采用超 聲處理，使得污泥中的吸附水脫離出來(lái)，進(jìn)而增大了自由水的含量，進(jìn)而使得聚合氯化鋁的 投入量較大，導(dǎo)致水中Al3+濃度高，帶來(lái)二次污染的缺點(diǎn)；并且，上述工藝由于在超聲處理 之后，在進(jìn)行絮凝，進(jìn)而使得污泥中的結(jié)合水未被徹底的解決，進(jìn)而導(dǎo)致污泥性能改善程度 較弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種聚合氯化鋁和超聲波 聯(lián)合改善污泥脫水性能方法，減少了聚合氯化鋁的使用量、降低了超聲處理的能耗、降低了 污泥處理成本、提高了污泥處理效率，提高了污泥的脫水性能。
[0008] 具體是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：
[0009] 一種聚合氯化鋁和超聲聯(lián)用技術(shù)對(duì)污泥處理的方法，包括以下步驟：
[0010] (1)將污泥采用調(diào)節(jié)液進(jìn)行pH的調(diào)節(jié)，使得污泥的pH值為8-11，再將污泥置 于攪拌池中，采用攪拌速度為1500-2000r/min攪拌處理，并同時(shí)向其中按照每克投入 300-500mg聚合氯化鋁，并以攪拌速度恒速攪拌反應(yīng)15-30min ;通過(guò)將污泥先進(jìn)行pH值的 調(diào)整，再結(jié)合攪拌步驟，并對(duì)攪拌速度的控制，使得污泥中的PH值處于均勻狀態(tài)，進(jìn)而使得 污泥在進(jìn)行脫水處理時(shí)得到預(yù)處理，進(jìn)一步的為提高污泥脫水性能帶來(lái)可觀的效果；再結(jié) 合后續(xù)的聚合氯化鋁的加入，使得污泥先發(fā)生絮凝沉淀，進(jìn)而使得污泥中存在的大量的自 由水顯露出來(lái)，并通過(guò)靜置處理，使得這些水分子得到絮凝沉淀出來(lái)，進(jìn)而降低污泥中的含 水率，降低后續(xù)處理工藝的負(fù)荷，降低處理成本；再結(jié)合下述步驟（2):將步驟（1)攪拌反應(yīng) 后的污泥停止攪拌，使得其靜置15_30min，再將其送入超聲處理器中，調(diào)整溫度為15-25? 恒溫處理5-10min，再將其送入離心脫水機(jī)中進(jìn)行離心脫水處理，即可使得污泥的脫水性 能得到改善。超聲波將污泥中的結(jié)合水進(jìn)行超聲處理顯露出來(lái)，并且使得生物體的外胞受 到破壞，進(jìn)而使得生物體中的水分子也流露出來(lái)，并且在步驟1添加的聚合氯化鋁存在的 環(huán)境下發(fā)生絮凝，進(jìn)而使得超聲波對(duì)污泥產(chǎn)生海綿效應(yīng)和空化效應(yīng)，進(jìn)而使得在絮凝劑存 在的環(huán)境下，污泥中的水分隨著超聲波的稀疏相和壓縮相的轉(zhuǎn)變發(fā)生體積的生長(zhǎng)、收縮、再 生長(zhǎng)、再收縮經(jīng)歷多次周期性震蕩，最終發(fā)生高速度崩裂的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，產(chǎn)生極大的瞬態(tài)高 溫和高壓，使得氣泡內(nèi)的氣體溫度急劇升高，并使氣泡內(nèi)氣體和液體界面的介質(zhì)裂解，使水 分更容易從波面?zhèn)鞑ギa(chǎn)生的通道通過(guò)，使污泥顆粒粒徑增大，最終在絮凝劑作用下，沉淀下 來(lái)，達(dá)到了改善污泥脫水性能的功效。
[0011] 所述的攪拌池中，攪拌速度為1800r/min。通過(guò)對(duì)攪拌速度的控制，不僅使得污泥 的PH值得到均勻的調(diào)節(jié)，還使得污泥中的自由水在攪拌過(guò)程中得到將污泥分散，并在加入 絮凝劑之后，使得絮凝劑更加與污泥中的顆粒接觸充分，提高了聚合氯化鋁電中和及粘結(jié) 架橋作用，顯示出良好的絮凝性能，即就是降低了污泥表面的電荷差，促進(jìn)了污泥的脫水性 能改善。所述的攪拌反應(yīng)時(shí)間為20min。
[0012] 所述的超聲處理器，超聲波的頻率為30-70kHz。在這里還可以采用26-30kHz范 圍內(nèi)的超聲波頻率處理，并通過(guò)對(duì)超聲波的頻率進(jìn)行控制，進(jìn)而控制超聲波處理污泥顆粒 過(guò)程中的強(qiáng)度，使得污泥中的生物體胞壁遭受破壞，裸露出內(nèi)部的結(jié)合水，提高了污泥的脫 水性能；但是基于超聲波處理強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，將會(huì)超聲產(chǎn)生的空化效應(yīng)會(huì)過(guò)分破壞污泥顆粒， 增加污泥比阻，脫水性能反而惡化。本發(fā)明進(jìn)而對(duì)超聲波頻率的上限值進(jìn)行了研宄與探索， 以及超聲處理的時(shí)間進(jìn)行研宄，進(jìn)而使得超聲處理過(guò)程中，不會(huì)因?yàn)槌曁幚頃r(shí)間太長(zhǎng)和/ 或超聲頻率太高導(dǎo)致的污泥比阻增加，進(jìn)而確保了超聲處理與聚合氯化鋁聯(lián)用處理污泥， 并改善污泥脫水性能的效果得到較大程度的提高，具有顯著的進(jìn)步。
[0013] 再者，所述的離心脫水機(jī)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1000-5000r/min。進(jìn)而經(jīng)過(guò)高速離心 處理，使得污泥的脫水率得到了較大程度的提高，使得污泥的脫水率達(dá)到了 38. 7%以上， 進(jìn)而得出，經(jīng)過(guò)處理中的污泥中的含水率達(dá)到了 60%以下，提高了污泥的干度，并通過(guò)檢 測(cè)后，得出經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理過(guò)的污泥中：總懸浮固體（TSS)為80000mg/L，總固體（TS)為 180000mg/L，可見(jiàn)，該方法適宜于污水處理廠剩余污泥的減量化處理，并且操作簡(jiǎn)單，處理 后產(chǎn)出的水中也無(wú)二次污染，降低了能耗，降低了污泥處理成本。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合具體的實(shí)施方式來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的限定，但要求保護(hù)的 范圍不僅局限于所作的描述。
[0015] 實(shí)施例1
[0016] 一種聚合氯化鋁和超聲聯(lián)用技術(shù)對(duì)污泥處理的方法，包括以下步驟：
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