一種污泥深度脫水的藥劑及其處理工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及污泥處理的技術領域，更具體地講，本發明涉及一種污泥深度脫水的 藥劑及其處理工藝。
【背景技術】
[0002] 本發明所指的污泥是指處理污水所產生的固態、半固態及液態廢棄物，也可以稱 為剩余污泥。由于其中含有大量的有機物、重金屬以及致病菌和病原菌等且具有活性，若不 加處理進行任意排放，則會對環境造成嚴重的污染。
[0003] 采用生物法處理市政污水或工業廢水均會產生大量的剩余污泥，隨著污廢水處理 量的持續升高，也隨之產生了越來越多的剩余污泥，而環境處置容量有限，因此國家有關部 門出臺了大量的污泥處理處置標準、規范、通知等等，明確要求污泥處理處置要無害化、穩 定化、減量化、資源化，簡稱"四化"。
[0004] 剩余污泥中含有大量的水分，必須將水分大幅度去除，否則將產生高昂的運輸和 處理費用。同時因剩余污泥中含有大量致病菌，也給周圍環境帶來巨大風險，因此環保部將 其列入危險廢物管理。實現上述"四化"要求中最基本最有效的方式是降低污泥含水率。當 含水率降低到一定程度（例如60%以下）時，細菌基本滅活并實現無害化，處置過程中遇水 不反彈，達到穩定化的效果，也為后續資源化利用創造了極為有利的條件。
[0005] 污泥處理的總體要求是穩定化、無害化和減量化。污泥減量化的方法很多，主要的 污泥減量化途徑有兩種，一是減少有機物的量（消化、焚燒），二是降低污泥的含水率（濃 縮、脫水、干化、焚燒）。第二種途徑較第一種途徑更為簡單易行，因此目前國內外多采用降 低污泥的含水率來達到污泥減量化的目的。現有的污泥處理方法要么含水率很高、細菌未 滅活而達不到穩定化、無害化要求，要么需要投加大量固體物質如生石灰、粉煤灰、木肩等， 并額外添加大量資源，達不到減量化的要求并與資源化要求背道而馳。所以上述方法都不 是最理想的污泥脫水方法。
[0006] 活性污泥顆粒細小且呈膠團狀，水分被束縛在膠團內，這導致采用常規方法難以 脫除水分。并且，常規所采用的污泥改性劑為高分子聚合物聚丙烯酰胺、聚鐵、聚鋁等無機 高分子化合物，起到中和污泥中的電性與吸附架橋的作用，形成的污泥絮體抗剪性能強，不 易被打碎，脫水后污泥的含水率在75%以上，含水率高、運行成本高，對污泥后續的處理處 置增加成本投入。
[0007] 因此，提供一種既不增加污泥總量又能有效降低污泥含水率并且最終實現污泥處 理處置"四化"要求的藥劑及其處理工藝具有重要的應用前景。
【發明內容】
[0008] 針對上述現有技術中存在的問題和不足，本發明的目的在于提供一種高效無污 染、無殘留、更環保的基于污泥細胞破壁原理的污泥深度脫水的藥劑及其處理工藝，借助傳 統設備對破壁后的污泥進行泥水分離，從而達到顯著降低污泥含水率的目的和效果。
[0009] 為了實現上述目的，本發明的一方面提供了一種污泥深度脫水的藥劑，所述藥劑 包括先后加入污泥中實現污泥中微生物細胞破壁的第一調理劑和第二調理劑，所述第一調 理劑為包含H+的無機酸，所述第二調理劑為雙氧水。
[0010] 根據本發明污泥深度脫水的藥劑的一個實施例，所述無機酸為鹽酸或硫酸。
[0011] 根據本發明污泥深度脫水的藥劑的一個實施例，所述雙氧水的質量濃度為20~ 50%〇
[0012] 本發明的另一方面提供了一種污泥深度脫水的處理工藝，所述處理工藝包括以下 步驟：
[0013] 污泥濃縮：將污泥進行濃縮處理以去除污泥中的混合水，得到含水率低于96 %的 濃縮污泥；
[0014] 污泥中微生物細胞破壁：先向濃縮污泥中加入第一調理劑，攪拌并調節濃縮污泥 的pH值至3. 5~4. 5 ;再向濃縮污泥中加入第二調理劑，攪拌并混合反應實現污泥中微生 物細胞破壁；其中，所述第一調理劑為包含H+的無機酸，所述第二調理劑為雙氧水；
[0015] 壓濾脫水：將破壁后的污泥進行壓濾脫水處理，獲得含水率低于50%的脫水污泥 餅。
[0016] 根據本發明污泥深度脫水的處理工藝的一個實施例，所述無機酸為鹽酸或硫酸。
[0017] 根據本發明污泥深度脫水的處理工藝的一個實施例，所述雙氧水的質量濃度為 20 ~50%。
[0018] 根據本發明污泥深度脫水的處理工藝的一個實施例，所述雙氧水的加入量為污泥 干固量的5~20%〇。
[0019] 根據本發明污泥深度脫水的處理工藝的一個實施例，加入第一調理劑或第二調理 劑后攪拌3~6分鐘，控制混合反應時間為8~10分鐘。
[0020] 根據本發明污泥深度脫水的處理工藝的一個實施例，在污泥濃縮的步驟中，采用 機械濃縮或重力沉淀濃縮的方式。
[0021] 根據本發明污泥深度脫水的處理工藝的一個實施例，在壓濾脫水的步驟中，采用 隔膜板框壓濾機進行壓濾脫水處理，控制進料壓力< 1.2MPa、壓榨壓力< 1.6MPa、壓濾脫 水時間為2~4小時。
[0022] 采用本發明污泥深度脫水的藥劑及其處理工藝，可以輕松將污泥含水率從80%降 低至50%甚至40%以下，污泥體積減少一倍以上（以80%為標準計算），運輸成本和處置 成本大為降低，微生物基本滅活，不會對環境造成二次危害；脫水污泥餅即使在水中浸泡， 含水率也不會大幅度上升，能夠達到相關標準中關于無害化、穩定化、減量化的要求，為后 續的資源化利用創造有利條件；投資費用低、運行費用低，處置費用也大幅度降低；藥劑原 料易購，工藝方法簡單，便于掌握。
【附圖說明】
[0023] 圖1示出了根據本發明示例1中的污泥深度脫水的處理工藝流程圖。
[0024] 圖2A示出了根據本發明示例1中采用污泥深度脫水的藥劑對污泥進行污泥細胞 破壁處理前的高清顯微圖。
[0025] 圖2B示出了根據本發明示例1中采用污泥深度脫水的藥劑對污泥進行污泥細胞 破壁處理后的高清顯微圖。
【具體實施方式】
[0026] 在下文中，將對本發明的污泥深度脫水的藥劑及其處理工藝進行詳細的說明。
[0027] 由于污泥所含的水分主要分為間隙水、表面吸附水、毛細結合水和細胞水四種，采 用現有技術中的方法和設備壓濾去除的主要是污泥中的間隙水和表面吸附水，而毛細結合 水和細胞水基本無法去除，這也是導致采用現有技術中的方法和設備進行脫水處理后的污 泥含水量仍然較高的主要原因。換一句話說，污泥脫水后含水量仍然較高的最根本原因在 于活性污泥中微生物細胞未實現破壁，胞內的大量水分未被釋放，從而導致了含水率高和 穩定性差的缺陷。本發明通過提供一種組分簡單但效果極佳的藥劑，通過藥劑實現對污泥 的解凝和細胞破壁，從而可以在后續壓濾的環節中去除大部分的毛細結合水和細胞水，進 一步降低污泥含水率。
[0028] 根據本發明的示例性實施例，所述污泥深度脫水的藥劑包括先后加入污泥中實現 污泥中微生物細胞破壁的第一調理劑和第二調理劑，所述第一調理劑為包含H+的無機酸， 所述第二調理劑為雙氧水。其中，無機酸為飽和的濃酸或稀釋后的稀酸，雙氧水為H2O2的水 溶液。
[0029] 具體地，第一調理劑的一方面作用是對污泥進行pH值的調節，將污泥調節至適宜 的PH值環境有助于進行污泥中微生物細胞的破壁處理并增強破壁脫水的效果；第一調理 劑的另一方面作用是H+與強氧化性的第二調理劑協同作用，對污泥中微生物細胞進行有效 的破壁處理。根據試驗，先后添加了上述第一調理劑和第二調理劑的污泥的破壁效果顯著， 后續的壓濾脫水效果鮮明，無需再添加其他如重金屬、固化物質等增加污染或增重的物質。
[0030] 根據本發明的示例性實施例，上述第一調理劑可以為鹽酸或硫酸等無機酸，上述 雙氧水的質量濃度可以為20~50%。優選地，第一調理劑為硫酸，可以獲得更好的破壁效 果；雙氧水的質量濃度為27. 5%，可以在保證使用效果的同時降低成本。
[0031] 下面對采用了上述藥劑進行破壁處理的污泥深度脫水處理工藝進行具體說明。
[0032] 根據本發明的示例性實施例，所述處理工藝包括以下步驟：
[0033] 污泥濃縮：將污泥進行濃縮處理以去除污泥中的混合水，得到含水