[发明专利]一种市政污泥化学调理强化初步机械脱水联合电渗透两级深度脱水方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种市政污泥化学调理强化初步机械脱水-电渗透两级深度脱水新方法，属于城镇污水排放污泥处理与处置技术领域，是城镇污水处理厂剩余污泥的处理及处置的新工艺，符合污泥减量化、稳定化、无害化的要求。 

背景技术

我国城镇污水处理设施的工艺仍以生物法为主，在处理废水的过程中，会产生大量的剩余污泥。根据住房和城乡建设部《中国城镇排水与污水处理况公报2006-2010》的相关统计，2010年全国脱水污泥(含水率以80％计)的总产量接近2200万吨。《中国污泥处理处置市场分析报告(2011版)》指出，2015年年末，我国脱水污泥年产量将超过2600万吨。 

污泥是以胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances，简称EPS)为骨架的亲水性有机聚集体，含有丰富的有机质，也含有大量病原菌，寄生虫(卵)、重金属、盐类以及难降解的有毒有害物。污泥中EPS所形成的大量亲水性污泥絮体结构是污泥脱水研究关注的焦点。由于污泥中有机物含量高、颗粒细小、EPS亲水性强、比表面积大、强胶体结构的特性导致了污泥可压缩性能差，在过滤的后期会堵塞滤饼的孔隙，阻塞了水的过滤通道，导致目前机械脱水效率较低，脱水困难。 

污泥脱水困难与污泥中水的存在形式有很大关系，一般可以将污泥中的水划分为自由水(Free Water)和结合水(Bound Water)两大类。自由水为在污泥中可以自由流动而不受固体颗粒影响的水分，约占70％；结合水为受固体颗粒的存在而影响其性能的水分，约占30％，包括毛细水、吸附水及颗粒内部水(见图1)。通常认为，污泥中自由水含量是污泥机械脱水的上限。所以，怎样将污泥中的结合水有效转变为自由水是污泥处理与处置技术的一个关键技术难题。 

因此，为提高污泥脱水性能，污泥机械脱水前一般需采用物理化学方法进行调理，改变污泥中水的结合方式，改善污泥EPS的亲水结构，从而提高污泥脱水效率。 

目前，国内大多数污水处理厂采用的污泥脱水工艺是用聚丙烯酰胺(PAM)高分子絮凝剂调理污泥，经过离心脱水或带式压滤脱水后，仅能得到含水率80％左右的脱水泥饼。该工艺虽然能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中机械脱水污泥含水率小于80％的要求，但无法满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(CJ／T249-2007)中要求的污泥混合填埋含水 率≤60％。也无法满足国家环境保护部办公厅环办[2010]157号文件要求“污水处理厂以贮存(即不处理处置)为目的将污泥运出厂界的，必须将污泥脱水至含水率50％以下”。 

中国专利文献《一种无机复合污泥脱水调理剂及其应用》(公开号CN101851053A)公开了一种污泥脱水用调理剂及调理方法，具体为加入占污泥干基重量10100％的污泥调理剂(十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠)调理污泥，用板框压滤机对调理污泥进行脱水，但是只能获得含水率70-75％脱水污泥。 

中国专利文献《一种污泥浓缩、脱水处理方法》(公开号CN102617013A)公开了一种污泥脱水用调理剂及调理方法，具体为在含水率为99％的剩余污泥中加入占污泥干重0.3％的聚丙烯酰胺调理污泥，对调理污泥进行浓缩；再往浓缩后污泥中加入占污泥干重15％的生石灰及5％的聚合氯化铝对污泥做进一步的调理，然后采用隔膜板框压滤机对调理污泥进行压滤，脱水后泥饼含水率可降至60％以下。 

中国专利文献《污泥脱水用调理剂及调理方法》(公开号CN102001814A)公开了一种污泥脱水的调理剂及调理方法，具体为对含水率80％的污水处理厂脱水污泥，按1∶1.1的质量比加水稀释搅拌，投加占待处理污泥干重30-60％的调理药剂(包括铁盐、生石灰、煤矸石及高锰酸钾)。调理后通过高压板框压滤机(压力6.5MPa)进行脱水，泥饼含水率可降至60％以下。