一种污泥脱水剂及其制备方法

一种污泥脱水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，具体是一种污泥脱水剂。

背景技术

随着工业化的发展和城市规模的扩大，城市每天都会产生大量的工业废水和生活 废水，污水处理厂将产生的工业废水和生活废水进行处理，处理之后得到污泥。目前国内污 水处理厂污泥的处置方式主要有三种：即堆肥、焚烧和卫生填埋。卫生填埋虽然只是过渡性 的处置方式，但由于其处理工艺简单可靠、处理费用低(约为堆肥和焚烧的1/5-1/8)、其脱 水后的泥饼还可以作为履盖土在垃圾填埋厂使用等特点，这种处置方式仍为国内的主流方 式之一，约占各种处置方式的3成以上。污泥卫生填埋需将湿污泥深度脱水，作为垃圾填埋 场填埋土使用其含水率应低于50％，常用的一种污泥脱水工艺为化学改性——板框压滤工 艺。该工艺的核心技术是污泥的化学改性，传统的污泥改性剂是三氯化铁和石灰粉，其添加 量按绝干污泥1000公斤共计为：三氯化铁(固体)20公斤和生石灰粉240公斤。这种化学改性 剂在国内大面积使用，但是有许多缺点：第一，药剂费用高，按处理1m³含水率80％的湿污泥 计约为人民币35元；第二，三氯化铁溶液对处理和处置设施有严重的腐蚀作用；第三，三氯 化铁属危险品，在运输、贮存和添加过程中安全风险；第四，石灰添加量过大、石灰微粉堵塞 滤布频繁使运行成本增大，石灰本身也是高耗能高污染产业，对滤布的堵塞严重；第五，污 泥的最终处置问题较多，泥饼较高的PH值、较低的热值以及强腐蚀性不利于堆肥、焚烧、制 砖等处置和利用方式，这都为使用者带来了不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种污泥脱水剂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种污泥脱水剂，由以下原料按照重量份组成：酚醛树脂15-22份、钛白粉4-8份、 生石灰4-10份、页岩石13-24、钢渣2-6份、磁波石2-4份、三乙醇胺5-10份、蜡石1.2-3.4份、 纤维素2-5份、谷糠粉1.5-6份、纳米级硅酸钠0.5-2份和聚醚8-15份。

作为本发明进一步的方案：谷糠粉采用稻糠粉、麦糠粉和高粱糠粉的一种或者几 种的混合物，钛白粉采用松钛白粉、橡钛白粉、胡桃钛白粉、樱桃钛白粉和水曲柳钛白粉的 一种或者几种的混合物。

作为本发明进一步的方案：纤维素采用微晶纤维素、羟甲基纤维素和乙基纤维素 的一种或者几种的混合物。

所述污泥脱水剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将页岩石和磁波石在650-820摄氏度下煅烧2-5小时，再将焙烧产物依次 放在质量分数为15-22％的氢氧化钠溶液和质量分数为34-47％的碳酸钠溶液中分别浸泡 15-25分钟和30-50分钟，再将浸泡产物低温下烘干，得到改性页岩石和改性磁波石；

步骤二，将改性页岩石、改性磁波石、酚醛树脂、生石灰、钢渣和蜡石放入球磨机中 并且加入球磨珠，球磨1.5-4小时并且过10-20目筛子，得到第一混合物；

步骤三，将钛白粉、三乙醇胺、纤维素、纳米级硅酸钠和聚醚搅拌均匀，在70-90摄 氏度水浴温度下高速研磨使得粒径至15um以下，得到第二混合物；

步骤四，将第一混合物、第二混合物和谷糠粉加入总重量6-14倍的去离子水中混 合搅拌均匀，再用喷雾干燥法制成粉末，即可得到成品。

作为本发明进一步的方案：步骤一中低温烘干的温度为28-36摄氏度，步骤二中改 性页岩石、改性磁波石、酚醛树脂、生石灰、钢渣和蜡石与球磨珠的质量之比为2：5-9。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，制备工艺简单，适 用于大规模的工业化生产；本发明中不采用三氯化铁，避免三氯化铁对设备的腐蚀，生石灰 含量少，减少滤布清洗次数，本发明的各组分起协同作用，降低了处理成本，增加了成品泥 饼的热值，有利于泥饼的最终处置和利用，如焚烧、掺烧发电和堆肥等，使用效果好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种污泥脱水剂，由以下原料按照重量份组成：酚醛树脂15-22份、钛白粉4-8份、 生石灰4-10份、页岩石13-24、钢渣2-6份、磁波石2-4份、三乙醇胺5-10份、蜡石1.2-3.4份、 纤维素2-5份、谷糠粉1.5-6份、纳米级硅酸钠0.5-2份和聚醚8-15份。谷糠粉采用稻糠粉和 高粱糠粉的混合物，钛白粉采用松钛白粉和橡钛白粉的混合物。

所述污泥脱水剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将页岩石和磁波石在650摄氏度下煅烧2.5小时，再将焙烧产物依次放在 质量分数为17％的氢氧化钠溶液和质量分数为36％的碳酸钠溶液中分别浸泡18分钟和34 分钟，再将浸泡产物在低温下烘干，得到改性页岩石和改性磁波石；

步骤二，将改性页岩石、改性磁波石、酚醛树脂、生石灰、钢渣和蜡石放入球磨机中 并且加入球磨珠，球磨2小时并且过14目筛子，得到第一混合物；

步骤三，将钛白粉、三乙醇胺、纤维素、纳米级硅酸钠和聚醚搅拌均匀，在75摄氏度 水浴温度下高速研磨使得粒径至13um，得到第二混合物；

步骤四，将第一混合物、第二混合物和谷糠粉加入总重量8倍的去离子水中混合搅 拌均匀，再用喷雾干燥法制成粉末，即可得到成品。

实施例2

一种污泥脱水剂，由以下原料按照重量份组成：酚醛树脂18份、钛白粉5.5份、生石 灰6份、页岩石17、钢渣4份、磁波石2.5份、三乙醇胺7份、蜡石1.8份、纤维素3份、谷糠粉3份、 纳米级硅酸钠1.2份和聚醚11份。纤维素采用微晶纤维素和乙基纤维素的混合物。

所述污泥脱水剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将页岩石和磁波石在710摄氏度下煅烧4.5小时，再将焙烧产物依次放在 质量分数为19％的氢氧化钠溶液和质量分数为40％的碳酸钠溶液中分别浸泡19分钟和40 分钟，再将浸泡产物在30摄氏度下烘干，得到改性页岩石和改性磁波石；

步骤二，将改性页岩石、改性磁波石、酚醛树脂、生石灰、钢渣和蜡石放入球磨机中 并且加入球磨珠，改性页岩石、改性磁波石、酚醛树脂、生石灰、钢渣和蜡石与球磨珠的质量 之比为2：5，球磨2.5小时并且过16目筛子，得到第一混合物；

步骤三，将钛白粉、三乙醇胺、纤维素、纳米级硅酸钠和聚醚搅拌均匀，在78摄氏度 水浴温度下高速研磨使得粒径至10um，得到第二混合物；

步骤四，将第一混合物、第二混合物和谷糠粉加入总重量10倍的去离子水中混合 搅拌均匀，再用喷雾干燥法制成粉末，即可得到成品。

实施例3

一种污泥脱水剂，由以下原料按照重量份组成：酚醛树脂20份、钛白粉7.5份、生石 灰9份、页岩石21、钢渣5份、磁波石3.5份、三乙醇胺9份、蜡石2.6份、纤维素4份、谷糠粉5份、 纳米级硅酸钠1.5份和聚醚13份。谷糠粉采用稻糠粉，钛白粉采用松钛白粉、樱桃钛白粉和 水曲柳钛白粉的混合物。纤维素采用羟甲基纤维素。

所述污泥脱水剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将页岩石和磁波石在760摄氏度下煅烧4小时，再将焙烧产物依次放在质 量分数为20％的氢氧化钠溶液和质量分数为42％的碳酸钠溶液中分别浸泡22分钟和45分 钟，再将浸泡产物低温下烘干，得到改性页岩石和改性磁波石；

步骤二，将改性页岩石、改性磁波石、酚醛树脂、生石灰、钢渣和蜡石放入球磨机中 并且加入球磨珠，球磨3.5小时并且过18目筛子，得到第一混合物；

步骤三，将钛白粉、三乙醇胺、纤维素、纳米级硅酸钠和聚醚搅拌均匀，在85摄氏度 水浴温度下高速研磨使得粒径至12um，得到第二混合物；

步骤四，将第一混合物、第二混合物和谷糠粉加入总重量12倍的去离子水中混合 搅拌均匀，再用喷雾干燥法制成粉末，即可得到成品。

实施例4

一种污泥脱水剂，由以下原料按照重量份组成：酚醛树脂22份、钛白粉8份、生石灰 10份、页岩石23、钢渣6份、磁波石4份、三乙醇胺10份、蜡石3.2份、纤维素5份、谷糠粉6份、纳 米级硅酸钠2份和聚醚14份。谷糠粉采用稻糠粉、麦糠粉和高粱糠粉的混合物，钛白粉采用 松钛白粉、橡钛白粉、胡桃钛白粉、樱桃钛白粉和水曲柳钛白粉的混合物。纤维素采用微晶 纤维素、羟甲基纤维素和乙基纤维素的混合物。

所述污泥脱水剂的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将页岩石和磁波石在800摄氏度下煅烧5小时，再将焙烧产物依次放在质 量分数为20％的氢氧化钠溶液和质量分数为45％的碳酸钠溶液中分别浸泡24分钟和50分 钟，再将浸泡产物在33摄氏度下烘干，得到改性页岩石和改性磁波石；

步骤二，将改性页岩石、改性磁波石、酚醛树脂、生石灰、钢渣和蜡石放入球磨机中 并且加入球磨珠，改性页岩石、改性磁波石、酚醛树脂、生石灰、钢渣和蜡石与球磨珠的质量 之比为2：7，球磨3小时并且过20目筛子，得到第一混合物；

步骤三，将钛白粉、三乙醇胺、纤维素、纳米级硅酸钠和聚醚搅拌均匀，在88摄氏度 水浴温度下高速研磨使得粒径至13um，得到第二混合物；

步骤四，将第一混合物、第二混合物和谷糠粉加入总重量12倍的去离子水中混合 搅拌均匀，再用喷雾干燥法制成粉末，即可得到成品。

对比例

除不含有谷糠粉，对比例1的其余组分和制备方法均与实施例2相同。

分别将1千克的实施例1-4的产品和对比例1的产品加入60千克的污泥中，将传统 药剂5千克加入100千克的污泥中，再进行搅拌和压滤150分钟，将压滤后的泥饼进行燃烧， 测得使用实施例1产品的泥饼的热值为2850千卡/千克，测得使用实施例1产品的泥饼的热 值为2850千卡/千克，使用实施例2产品的泥饼的热值为2730千卡/千克，使用实施例3产品 的泥饼的热值为2920千卡/千克，使用实施例4产品的泥饼的热值为2880千卡/千克，使用对 比例1产品的泥饼的热值为1340千卡/千克，使用传统药剂的泥饼的热值为1750千卡/千克， 可以看出采用实施例1-4产品的泥饼热值高于对比例1和传统药剂处理后的泥饼，实施例1- 4产品使用方便，用量小，没有毒副作用，可以减少滤布清洗次数。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。