公布日：2022.04.29
申請日：2022.01.19
分類(lèi)號：C02F11/143(2019.01)I;C02F11/00(2006.01)I;C02F11/06(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法。在污泥調理開(kāi)始時(shí)分別依次投加菱鐵礦和雙氧水對污泥混合液中的微生物細胞進(jìn)行破壁，促使微生物細胞內水在污泥壓濾脫水過(guò)程中逐步、部分遷移脫除，同時(shí)菱鐵礦釋放的Fe2+被氧化為Fe3+作為絮凝劑起電性中和作用，有效節省了后續工藝流程中無(wú)機絮凝劑(如聚合金屬鹽)的投加量；菱鐵礦在投加聚合金屬鹽和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺后作為絮凝核心強化污泥絮體的快速形成，促使絮體粒徑增大且絮體結構更加密實(shí)，有助于后續高效壓濾脫水。
權利要求書(shū)
1.一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法，其特征在于，在污泥混合液中投加菱鐵礦和雙氧水使得污泥混合液中細胞破壁率達到20％以上，得到經(jīng)過(guò)細胞破壁處理的污泥混合液；對經(jīng)過(guò)細胞破壁處理的污泥混合液進(jìn)行絮凝。
2.根據權利要求1所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法，其特征在于，具體包括以下步驟：(1)將菱鐵礦投加至污泥混合液中，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min；(2)投加雙氧水至經(jīng)過(guò)步驟(1)處理后的污泥混合液中，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min，于50rpm～80rpm低強度攪拌40min～60min；(3)向經(jīng)過(guò)步驟(2)處理后的污泥混合液中投加聚合鋁鹽或聚合鐵鹽，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min；(4)投加陽(yáng)離子聚丙烯酰胺至經(jīng)過(guò)步驟(3)處理后的污泥混合液中，在200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min后，于50rpm～80rpm條件下攪拌20min～40min至調理結束。
3.根據權利要求2所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法，其特征在于，所述步驟(1)和步驟(2)中投加是菱鐵礦和雙氧水中H2O2的質(zhì)量比為30:1～5:1，使污泥混合液中微生物細胞的細胞壁破損率為20％以上，其中菱鐵礦投加量為0.1g～0.5g菱鐵礦/g干污泥。
4.根據權利要求2所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，聚合鋁鹽或聚合鐵鹽投加后，污泥混合液中顆粒物的Zeta電位為0±1mV。
5.根據權利要求2所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法，其特征在于，所述步驟(4)中陽(yáng)離子聚丙烯酰胺投加量為污泥混合液濕重質(zhì)量的1‰～5‰。
6.根據權利要求2所述的一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法，其特征在于，所述菱鐵礦的粒徑小于150μm。
發(fā)明內容
基于上述內容，本發(fā)明的目的在于提供一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法。在污泥調理開(kāi)始時(shí)分別依次投加菱鐵礦和雙氧水對污泥混合液中的微生物細胞進(jìn)行破壁，促使細胞內的結合水釋放，促使微生物細胞內水在污泥壓濾脫水過(guò)程中逐步、部分遷移脫除，同時(shí)Fe2+逐漸被氧化為Fe3+作為絮凝劑起電性中和作用，有效節省了后續工藝流程中無(wú)機絮凝劑(如聚合金屬鹽)的投加量；菱鐵礦在投加聚合金屬鹽和陽(yáng)離子聚丙烯酰胺后作為絮凝核心強化污泥絮體的快速形成，促使絮體粒徑增大且絮體且絮體的結構更加密實(shí)，有助于后續高效壓濾脫水。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：一種用于污泥深度脫水的高級氧化同步/耦合絮凝調理方法，在污泥混合液中投加菱鐵礦和雙氧水使得污泥混合液中細胞破壁率達到20％以上，得到經(jīng)過(guò)細胞破壁處理的污泥混合液；對經(jīng)過(guò)細胞破壁處理的污泥混合液進(jìn)行絮凝。
進(jìn)一步地，具體包括以下步驟：
(1)將菱鐵礦投加至污泥混合液中，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min；
(2)投加雙氧水至經(jīng)過(guò)步驟(1)處理后的污泥混合液中，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min，于50rpm～80rpm低強度攪拌40min～60min；
(3)向經(jīng)過(guò)步驟(2)處理后的污泥混合液中投加聚合鋁鹽或聚合鐵鹽，于200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min；
(4)投加陽(yáng)離子聚丙烯酰胺至經(jīng)過(guò)步驟(3)處理后的污泥混合液中，在200rpm～300rpm條件下攪拌1min～3min后，于50rpm～80rpm條件下低強度攪拌20min～40min至調理結束。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)菱鐵礦的粒徑小于150μm，可提供較大的比表面積使其與雙氧水間的反應更加充分、高效，即可持續地產(chǎn)生大量OH·基團將細胞壁破碎、有效地作為后續絮凝過(guò)程中絮體形成的核心物質(zhì)并在最終調理后的污泥壓濾過(guò)程中經(jīng)高強度擠壓進(jìn)一步強化污泥中微生物細胞壁的破碎效果，提高調理后的污泥脫水壓濾過(guò)程中的細胞內水的釋放比例。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)采用較高的攪拌強度(200rpm～300rpm)持續1min～3min可使菱鐵礦均勻分散于污泥混合液中。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)中采用雙氧水作為氧化劑，相比于其他金屬鹽類(lèi)的氧化劑(如高錳酸鉀、過(guò)硫酸鈉等)，可有效降低壓濾后污泥泥餅的電導率，減少泥餅土地利用過(guò)程中土地的鹽堿化程度。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)中采用50rpm～80rpm低強度攪拌40min～60min，有效提高了OH·基團的生成量和Fe2+的釋放量。
進(jìn)一步地，所述步驟(1)和步驟(2)中菱鐵礦、雙氧水(以H2O2計)質(zhì)量比為30:1～5:1，其中菱鐵礦投加量為0.1～0.5g菱鐵礦/g干污泥。
進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，聚合鋁鹽或聚合鐵鹽投加后，污泥混合液中顆粒物的Zeta電位為0±1mV，可使污泥混合液中的顆粒物完全脫穩，此時(shí)絮凝效果最佳。
進(jìn)一步地，所述步驟(4)中陽(yáng)離子聚丙烯酰胺投加量為污泥混合液濕重質(zhì)量的1‰～5‰。
與現有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
污泥混合液的成分復雜，呈現有機物含量高、微生物群落結構多變等典型特性。特別是污泥混合液中存在大量的由微生物代謝的胞外聚合物，此類(lèi)物質(zhì)會(huì )在細胞外形成保護層，一方面可儲存部分間隙水，另一方面可最大程度上維持微生物細胞的原始形貌的同時(shí)阻礙細胞內水的釋放。因此胞外聚合物的存在會(huì )導致諸多不利處理效果，如：調理藥劑藥耗增加和污泥泥餅含水率較高等�；谏鲜鰡�(wèn)題，本發(fā)明針對污水廠(chǎng)產(chǎn)污泥減量化過(guò)程，以改善污泥脫水效能并降低污泥泥餅含水率為目標，提出了一種基于菱鐵礦和雙氧水的預調理技術(shù)用于釋放污泥中微生物細胞內水的方法，之后再投加常規無(wú)機金屬聚合物和有機聚合物進(jìn)行調理。該方法可通過(guò)破壞微生物細胞壁促使細胞內的結合水釋放，從而提高污泥壓濾脫水效率，該方法相比僅使用常規污泥調理劑所得的壓濾后泥餅含水率顯著(zhù)降低，可節省污泥的運輸費用，提高污泥減量化的經(jīng)濟性。
應用本發(fā)明的基于菱鐵礦和雙氧水的高級氧化同步/耦合絮凝的污泥調理方法，所使用的菱鐵礦為天然礦物，產(chǎn)量大、價(jià)格低廉，可同時(shí)發(fā)揮催化氧化、絮凝團聚及作為絮凝核心，強化污泥脫水同時(shí)增加污泥絮體的密實(shí)程度。
應用本發(fā)明的基于菱鐵礦和雙氧水的高級氧化同步/耦合絮凝的污泥調理方法，可降低常規無(wú)機金屬聚合物和有機聚合物調理劑的投加量，降低藥劑費用，提高污泥脫水的綜合藥耗經(jīng)濟性。
（發(fā)明人：俞文正;蘇兆陽(yáng);劉敏敏）
