一种含磷污泥的处理方法与流程

1.本发明属于污泥技术处理技术领域，涉及一种含磷污泥的处理方法。


背景技术：

2.目前我国城镇污水处理厂5464座，年总污泥产量约4000万吨，万吨污水产泥量在8.5
‑
9吨，污泥随意排放，相当于经污水处理厂处理后分离出的污染物同处理干净的污水一同进入环境，减排效果大打折扣。长期以来污水处理存在“重水轻泥”问题，污泥处置设施严重不足，无害化处置率低，污泥重金属含量高、有机质含量低，污泥农用未达成共识，土地利用范围有限，填埋逐步被禁止，而污泥焚烧消耗量大、减量彻底，逐渐成为处理污泥的首选方式。
3.目前除磷剂是去除污泥中含有磷物质的必备去污剂之一，市面上污水除磷试剂较多面对各种环境的污水进行除磷时，效果不够显著，在与污水中含磷化合物反应不充分，投加量大，而且化学反应速度慢、形成絮体小且轻、沉降慢和过滤性较差等缺点，严重制约了化学除磷技术的广泛应用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种含磷污泥的处理方法，通过制备高效复合型除磷剂，赋予其吸附磷的作用，加入的活性炭具有更强的吸附作用，使其凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能优越，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染；通过添加脱水剂既能降低含水率且有效吸附污泥中的重金属，防止污泥中重金属的二次污染；以蒙脱石为主要原料，在进行污泥脱水处理时的掺加量少，成本低廉，有利于大规模推广；通过添加改性硅藻土，能充分接触并除去水中含有的磷元素，因此除磷效果较稳定，有良好的水处理效果，具有除污染效能优异，再生简单，原料价格低，易得安全。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种含磷污泥的处理方法，包括如下步骤：
7.s1：将含磷的污泥放入烘干室，往含磷的污泥里投放脱水剂，设置温度条件为70℃
‑
90℃，干燥4
‑
6小时，得到干燥的含磷污泥，同时将含磷污泥流失的水分进行收集，得到污水层；
8.s2：将s1干燥后的含磷污泥放入厌氧池内，向厌氧池内加入高效复合型除磷剂，利用抽风机收集厌氧池内的气体，作为能源进行回收利用；
9.s3：将s1得到的污水层采用低温冷处理技术，静置10
‑
20min后，污水层分为两层，上层为油层，下层为清水层，油层与堆肥混合，得到混合肥料，清水层则用于水资源回收。
10.作为本发明的一种含磷污泥的处理方法优选技术方案，所述高效复合型除磷剂包括如下重量份原料：
11.聚合氯化铝5
‑
15份、改性硅藻土16
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28份、聚合氯化铁8
‑
12份、聚合硫酸铁14
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20份、聚合硫酸铝18
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26份、活性炭16
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24份、氧化剂2
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8份、果胶4
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12份、引发剂2
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8份和去离子
水60
‑
100份；
12.所述改性硅藻土通过如下步骤制备：
13.将硅藻土研磨成粉末状，然后将硅藻土粉末加入装有碳酸钠溶液的烧杯中搅拌均匀，然后加入饱和氯化钙溶液搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液使用滤纸进行过滤，滤渣残留在烧杯内，将滤渣干燥，然后放入马弗炉进行煅烧，马弗炉反应温度为550℃，反应时间为3
‑
5小时，得到改性硅藻土。
14.作为本发明的一种含磷污泥的处理方法优选技术方案，所述脱水剂包括如下重量份原料：
15.蒙脱石10
‑
20份、丙烯酰胺1.5
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2.5份、硫酸铵2
‑
6份、己二酸4
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8份、交联剂0.2
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0.6份，螯合剂0.08
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0.12份、去离子水30
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50份；
16.所述脱水剂通过如下步骤制备：
17.将蒙脱石研磨至粉末状后，然后加入去离子水、丙烯酰胺、硫酸铵、己二酸混合搅拌至完全溶解，然后加酸碱调节剂调节整体溶液的ph为3.2
‑
6.2，随后注入到反应装置中通氮排氧，并加入螯合剂和交联剂，反应引发后，关闭通氮阀，反应2
‑
4小时后，再保温1
‑
3小时，得到絮凝剂胶体，然后将胶体进行粉碎，50℃
‑
70℃高温干燥后，再将其进行粉碎过筛，得到絮凝剂粉末，再将絮凝剂粉末与去离子水按照用量比为：0.5g：200ml，得到脱水剂。
18.作为本发明的一种含磷污泥的处理方法优选技术方案，所述交联剂为2,5
‑
二甲基
‑
2,5二叔丁基过氧化己烷、二亚乙基三胺、过氧化氢二异丙苯、过氧化二异丙苯的任意一种或者两种以上；所述螯合剂为二乙烯三胺五乙酸五钠、乙二胺四乙酸、氨基羧酸、1,3
‑
二酮，羟基羧酸的一种或两种。
19.作为本发明的一种含磷污泥的处理方法优选技术方案，所述氧化剂为过氧化氢、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸、硝酸、高锰酸钾、过硫酸铵中的任意一种或两种以上。
20.作为本发明的一种含磷污泥的处理方法优选技术方案，所述高效复合型除磷剂的制备方法包括如下步骤：
21.第一步、按照重量份称取原料；
22.第二步、将40％重量份的去离子水与果胶进行混合，充分搅拌溶解后得到果胶溶液；
23.第三步、将聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和活性炭加入到装有果胶溶液的反应罐进行搅拌，在搅拌转速为400
‑
600r/min，温度为55℃
‑
65℃条件下，混合10min，使其充分溶解，溶液后加入引发剂升温至70℃
‑
90℃进行聚合反应，得到预混料；
24.第四步、向预混料中加入改性硅藻土和氧化剂，在75℃下聚合2.5小时，得到高效复合型除磷液，放入烘箱以105℃进行烘干7小时后取出，进行研磨得到高效复合型除磷剂。
25.本发明的有益效果：
26.(1)本发明通过制备高效复合型除磷剂，以果胶为壳，并在果胶内加入聚合引发的聚丙酰胺作为造孔剂，制得多孔的果胶壳，赋予其吸附磷的作用；而在果胶壳内加入的活性炭具有更强的吸附作用；同时通过氧化和絮凝沉降的作用，高效复合型除磷剂具有良好的电荷中和与吸附架桥功能，凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能优越，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染。
27.(2)本发明通过添加脱水剂既能降低含水率且有效吸附污泥中的重金属，防止污
泥中重金属的二次污染；以蒙脱石为主要原料，在进行污泥脱水处理时的掺加量少，成本低廉，有利于大规模推广。
28.(3)本发明通过添加改性硅藻土，硅藻土具有吸附、混凝、过滤、共沉等作用，能充分接触并除去水中含有的磷元素，因此除磷效果较稳定，有良好的水处理效果，具有除污染效能优异，再生简单，原料价格低，易得安全。
具体实施方式
29.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例1
31.所述改性硅藻土通过如下步骤制备：
32.将硅藻土研磨成粉末状，然后将硅藻土粉末加入装有碳酸钠溶液的烧杯中搅拌均匀，然后加入饱和氯化钙溶液搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液使用滤纸进行过滤，滤渣残留在烧杯内，将滤渣干燥，然后放入马弗炉进行煅烧，马弗炉反应温度为550℃，反应时间为3小时，得到改性硅藻土。
33.实施例2
34.所述改性硅藻土通过如下步骤制备：
35.将硅藻土研磨成粉末状，然后将硅藻土粉末加入装有碳酸钠溶液的烧杯中搅拌均匀，然后加入饱和氯化钙溶液搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液使用滤纸进行过滤，滤渣残留在烧杯内，将滤渣干燥，然后放入马弗炉进行煅烧，马弗炉反应温度为550℃，反应时间为4小时，得到改性硅藻土。
36.实施例3
37.所述改性硅藻土通过如下步骤制备：
38.将硅藻土研磨成粉末状，然后将硅藻土粉末加入装有碳酸钠溶液的烧杯中搅拌均匀，然后加入饱和氯化钙溶液搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液使用滤纸进行过滤，滤渣残留在烧杯内，将滤渣干燥，然后放入马弗炉进行煅烧，马弗炉反应温度为550℃，反应时间为5小时，得到改性硅藻土。
39.实施例4
40.脱水剂通过如下步骤制备：
41.将蒙脱石研磨至粉末状后，然后加入去离子水、丙烯酰胺、硫酸铵、己二酸混合搅拌至完全溶解，然后加酸碱调节剂调节整体溶液的ph为3.2
‑
6.2，随后注入到反应装置中通氮排氧，并加入螯合剂和交联剂，反应引发后，关闭通氮阀，反应2
‑
4小时后，再保温1
‑
3小时，得到絮凝剂胶体，然后将胶体进行粉碎，50℃
‑
70℃高温干燥后，再将其进行粉碎过筛，得到絮凝剂粉末，再将絮凝剂粉末与去离子水按照用量比为：0.5g：200ml，得到脱水剂。
42.实施例5
43.脱水剂通过如下步骤制备：
44.将蒙脱石10份研磨至粉末状后，然后加入去离子水30份、丙烯酰胺1.5份、硫酸铵2
份、己二酸4份混合搅拌至完全溶解，然后加酸碱调节剂调节整体溶液的ph为3.2，随后注入到反应装置中通氮排氧，并加入螯合剂0.08份和交联剂0.2份，反应引发后，关闭通氮阀，反应2小时后，再保温1小时，得到絮凝剂胶体，然后将胶体进行粉碎，50℃高温干燥后，再将其进行粉碎过筛，得到絮凝剂粉末，再将絮凝剂粉末与去离子水按照用量比为：0.5g：200ml，得到脱水剂。
45.实施例6
46.脱水剂通过如下步骤制备：
47.将蒙脱石15份研磨至粉末状后，然后加入去离子水40份、丙烯酰胺2份、硫酸铵4份、己二酸6份混合搅拌至完全溶解，然后加酸碱调节剂调节整体溶液的ph为4.7，随后注入到反应装置中通氮排氧，并加入螯合剂0.1和交联剂0.4份，反应引发后，关闭通氮阀，反应3小时后，再保温2小时，得到絮凝剂胶体，然后将胶体进行粉碎，60℃高温干燥后，再将其进行粉碎过筛，得到絮凝剂粉末，再将絮凝剂粉末与去离子水按照用量比为：0.5g：200ml，得到脱水剂。
48.实施例7
49.高效复合型除磷剂的制备方法包括如下步骤：
50.第一步、按照重量份称取原料：聚合氯化铝5份、改性硅藻土16份、聚合氯化铁8份、聚合硫酸铁14份、聚合硫酸铝18份、活性炭16份、氧化剂2份、果胶4份、引发剂2份和去离子水60份；
51.第二步、将40％重量份的去离子水与果胶进行混合，充分搅拌溶解后得到果胶溶液；
52.第三步、将聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和活性炭加入到装有果胶溶液的反应罐进行搅拌，在搅拌转速为400r/min，温度为55℃条件下，混合10min，使其充分溶解，溶液后加入引发剂升温至70℃进行聚合反应，得到预混料；
53.第四步、向预混料中加入改性硅藻土和氧化剂，在75℃下聚合2.5小时，得到高效复合型除磷液，放入烘箱以105℃进行烘干7小时后取出，进行研磨得到高效复合型除磷剂。
54.其中改性硅藻土实施例1制得。
55.实施例8
56.高效复合型除磷剂的制备方法包括如下步骤：
57.第一步、按照重量份称取原料：聚合氯化铝10份、改性硅藻土20份、聚合氯化铁10份、聚合硫酸铁17份、聚合硫酸铝22份、活性炭20份、氧化剂5份、果胶8份、引发剂5份和去离子水80份；
58.第二步、将40％重量份的去离子水与果胶进行混合，充分搅拌溶解后得到果胶溶液；
59.第三步、将聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和活性炭加入到装有果胶溶液的反应罐进行搅拌，在搅拌转速为500r/min，温度为60℃条件下，混合10min，使其充分溶解，溶液后加入引发剂升温至80℃进行聚合反应，得到预混料；
60.第四步、向预混料中加入改性硅藻土和氧化剂，在75℃下聚合2.5小时，得到高效复合型除磷液，放入烘箱以105℃进行烘干7小时后取出，进行研磨得到高效复合型除磷剂。
61.其中改性硅藻土实施例2制得。
62.实施例9
63.高效复合型除磷剂的制备方法包括如下步骤：
64.第一步、按照重量份称取原料：聚合氯化铝15份、改性硅藻土28份、聚合氯化铁12份、聚合硫酸铁20份、聚合硫酸铝26份、活性炭24份、氧化剂8份、果胶12份、引发剂8份和去离子水100份；
65.第二步、将40％重量份的去离子水与果胶进行混合，充分搅拌溶解后得到果胶溶液；
66.第三步、将聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和活性炭加入到装有果胶溶液的反应罐进行搅拌，在搅拌转速为600r/min，温度为65℃条件下，混合10min，使其充分溶解，溶液后加入引发剂升温至90℃进行聚合反应，得到预混料；
67.第四步、向预混料中加入改性硅藻土和氧化剂，在75℃下聚合2.5小时，得到高效复合型除磷液，放入烘箱以105℃进行烘干7小时后取出，进行研磨得到高效复合型除磷剂。
68.其中改性硅藻土实施例3制得。
69.对比例1
70.将实施例1
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3中的改性硅藻土换成硅藻土，其余原料及制备过程保持不变。
71.将实施例7
‑
9和对比例1制得的样品进行除磷率(％)和cod(％)测试；按照城市污水处理厂污泥检验方法(cjt221
‑
2005)进行污泥含水率(％)测试；
72.测试结果如下表所示：
[0073][0074]
由上表可以看出，本发明对含磷污泥的处理方法，改性硅藻土与硅藻土的替换，使对比例中的除磷和cod去除的能力下降，从而导致污泥含水率升高；本发明制备高效复合型除磷剂配合脱水剂使用，具有吸附磷的作用，同时通过氧化和絮凝沉降的作用，降低污泥中的cod含量，高效复合型除磷剂具有良好的电荷中和与吸附架桥功能，凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能优越，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染。
[0075]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。