(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202111530600.5
(22)申请日 2021.12.15
(71)申请人 浙江工业大学
地址 310014 浙江省杭州市拱墅区潮王路
18号浙江工业大学
(72)发明人 何东芹 孙铭楷 罗宏伟 李军
(74)专利代理机构 杭州浙科专利事务所(普通
合伙) 33213
代理人 刘元慧
(51)Int.Cl.
C02F 11/00(2006.01)
C02F 11/121(2019.01)
C02F 11/13(2019.01)
C02F 11/14(2019.01)
C02F 11/147(2019.01)
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公开了一种热处理协同絮凝剂提高
泥中添加一定量的絮凝剂，进行磁力搅拌；3）接
着往污泥中加入硫酸调污泥的pH值；继续磁力搅
拌；4）将经过上述处理后的污泥于布氏漏斗在
0.06MPa的压力条件下真空抽滤30min进行脱水。
该方法改进了传统絮凝剂只能加快过滤速度不
能很高降低含水率的缺点，以及单独热处理会恶
化过滤速度的缺点，并且反应后的pH在中性范
围，不会对脱水仪器造成腐蚀，方便后续处理处
置。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 114262132 A 2022.04.01
C N 114262132
A
1.一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）将待处理的污泥样品加热至80‑90℃；
2） 在经过加热后的污泥中添加一定量的絮凝剂，
进行磁力搅拌；3）接着往污泥中加入硫酸调污泥的pH值；继续磁力搅拌；
4）将经过上述处理后的污泥于布氏漏斗在0 .06MPa的压力条件下真空抽滤 30min进行脱水。
2.如权利要求1所述的一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法，其特征在于步骤
1）中污泥样品中固体含量为13mg/L，加热最佳温度为85℃。
3.如权利要求1所述的一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法，其特征在于步骤
2）中絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，其添加量为每100ml污泥样品中添加10.0mg/gDS。
4.如权利要求1所述的一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法，其特征在于步骤
3）中pH值为4‑6。
5.如权利要求4所述的一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法，其特征在于pH值为6。
6.如权利要求1所述的一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法，其特征在于步骤
2）中磁力搅拌的时间为2min，步骤3）中磁力搅拌的时间为28min。
7.如权利要求1所述的一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法，其特征在于磁力搅拌的速度位150rpm。
权 利 要 求 书1/1页CN 114262132 A
一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法
技术领域
[0001]本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法。
背景技术
[0002]随着我国污水量的不断增加，污泥的处理处置问题也越发严重，经过污水处理厂处理的污泥，含水率可以高达99%。过高的含水率导致了污泥体积增大，影响了运输，并且填埋等污泥处置方式对污泥的含水率也有要求，所以如何改善污泥脱水效率至关重要。[0003]絮凝剂已被证实可以消除污泥之间的静电排斥，破坏污泥悬浮体系的稳定性，使困在污泥絮体结构中的水释放出来，增强了脱水效果；同时起到在污泥絮体中起到桥联作用，使细小的污泥絮体连接成大块的污泥絮体，从而提高污泥的过滤速度，改善污泥脱水能力。
[0004]酸对污泥脱水也具有促进作用，酸可以破坏污泥的絮体结构以及污泥细胞，使存在在絮体结构中或细胞中的水排放出来，但当过量的酸处理污泥时，会使污泥细胞严重破解，细小的污泥细胞碎片则会堵塞疏水通道，导致过滤速度减慢，对脱水存在不利影响，同时过低的pH还会对脱水设备造成腐蚀，影响其寿命。
[0005]温度同样是影响污泥脱水的一个重要因素。温度越高，污泥的粘度也就越低，有利于污泥过滤速度的加快，并且加热预处理和酸一样，也可以破坏污泥的网状结构，网状结构中被束缚中的水可以被释放出来，甚至还会引起污泥细胞壁的破裂，释放内部水，从而降低了污泥的含水率。
[0006]目前对于污水托水处理，大多采用絮凝剂加酸，或者微波条件下加絮凝剂进行处理，但对于热‑酸‑絮凝剂三者协同处理活性污泥的方法，未见有报道。
发明内容
[0007]本发明的目的在于提供一种污泥脱水的方法，该方法通过热处理协同絮凝剂及酸的方法完成，达到降低污泥含水率及提高污泥过滤速度的作用。
[0008]为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：
一种热处理协同絮凝剂提高污泥脱水的方法，具体包括以下步骤：
1）将待处理的污泥样品加热至80‑90℃；
2） 往经过加热后的污泥中添加一定量的絮凝剂，进行磁力搅拌；
3）接着往污泥中加入硫酸调污泥的pH值；继续磁力搅拌；
4）将经过上述处理后的污泥于布氏漏斗在0 .06MPa的压力条件下真空抽滤 30min进行脱水。
[0009]进一步地，步骤1）中污泥样品中固体含量为13mg/L，加热最佳温度为85℃。[0010]进一步地，步骤2）中絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺，其添加量为每100ml污泥样品中添加10.0mg/gDS。
[0011]进一步地，步骤3）中pH值为4‑6，优先pH值为6。
[0012]进一步地，步骤2）中磁力搅拌的时间为2min，步骤3）中磁力搅拌的时间为28min。[0013]进一步地，磁力搅拌的速度位150rpm。
[0014]本发明方法充分利用了热可以降低污泥含水率以及絮凝剂提高污泥过滤速度的作用，提出了热‑酸‑絮凝剂三者协同处理活性污泥的方法，该方法即可以有效解决污泥含水率高，过滤速度慢的问题，同时低温的环境也可以节约能源，并且处理后污泥的pH接近中性，不会对设备造成腐蚀，从而影响设备寿命，也方便后续的处理处置过程。为提高活性污泥的脱水能力提供了一种全新的思路。
附图说明
[0015]图1为不同聚丙烯酰胺浓度下协同处理污泥的含水率和CST；
图2为不同pH下协同处理污泥的含水率和CST；
图3为不同温度下协同处理污泥的含水率和CST；
图4为不同调理体系下污泥含水率和CST。
具体实施方式
[0016]以下结合具体实施例对本发明做进一步说明，以便更好地理解本技术方案。[0017]实施例1：活性污泥的来源及特征参数
本实验中的污泥样品取自于浙江省杭州市良渚污水处理厂的污泥消化池，污泥取至实验室后，使用0.9mm孔径的筛网过滤，存放于4℃的冰箱内。污泥的基本参数如下：pH为6.81±0.1；总固体质量（g/L）为13.15±0.007；污泥比阻（×1013 m/kg）为1.49±0.12；毛细吸水时间为23.78±0.80s；含水率为77.64%±0.31。
[0018]实施例2：不同浓度的聚丙烯酰胺对污泥脱水性能的影响
取6份100ml固体含量为13g/L的污泥样品至于250mL的烧杯中，将污泥加热至80‑90℃，随后加入0.0、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 mg/g DS的聚丙烯酰胺，在150rpm的搅拌速度下搅拌2min，随后加入硫酸将污泥样品的pH调至6.0，在150rpm的搅拌速度下搅拌28min。反应结束后，污泥样品使用布氏漏斗在0.06MPa的压力下真空抽滤30min，测定污泥的含水率，并用CST仪器测量污泥样品CST，综合评估污泥脱水效能。图1为不同浓度的聚丙烯酰胺对污泥含水率以及CST的影响，从图1中可以看出，当聚丙烯酰胺的浓度为10.0 mg/g DS时，污泥含水率以及CST均为最低，此时脱水效果最好。
[0019]实施例3：不同的pH对污泥脱水的影响
取6份100ml固体含量为13g/L的污泥样品至于250mL的烧杯中，将污泥加热至80‑90℃，随后加入10.0mg/g DS的聚丙烯酰胺，在150 rpm的搅拌速度下搅拌2min，随后加入硫酸将污泥样品的pH分别调至2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、6.8，在150rpm的搅拌速度下搅拌28 min，反应结束后，污泥样品使用布氏漏斗在0.06MPa的压力下真空抽滤30min，测定污泥的含水率，并用CST仪器测量污泥样品CST，综合评估污泥脱水效能。图2为不同pH下污泥含水率以及CST，从图中可以看出pH=2.0和3.0时含水率下降，但污泥比阻上升，pH=4.0、5.0、6.0时，含水率和CST变化不大，相较于原污泥都有大幅下降，本着节约资源以及对设备的影响，pH=6.0是最佳的条件。
[0020]实施例4：不同的温度对污泥脱水的影响
取4份100ml固体含量为13g/L的污泥样品至于250mL的烧杯中，分别将污泥加热至25℃、45℃、65℃、85℃，随后加入10.0 mg/g DS的聚丙烯酰胺，在150rpm的搅拌速度下搅拌2min，随后加入硫酸将污泥样品的pH分别调至6.0，在150rpm的搅拌速度下搅拌28min，反应结束后，污泥样品使用布氏漏斗在0.06MPa的压力下真空抽滤30min，测定污泥的含水率，并用CST仪器测量污泥样品CST，综合评估污泥脱水效能。图3为不同温度下的含水率以及CST，从图中可知，当温度为85℃时，含水率以最低，CST与45℃、65℃、85℃时几乎一致，所以85℃时效果最好。
[0021]实施例5：不同的调理方法对污泥脱水的影响
取8份100ml固体含量为13g/L的污泥样品至于250mL的烧杯中，分别设置对照组（RS）、聚丙烯酰胺组（PAM）、酸组（H）、热组（Heat）、聚丙烯酰胺+酸组（PAM+H）、热+聚丙烯酰胺组（PAM+Heat）、热+酸组（H+Heat）、热+聚丙烯酰胺+酸组（Heat+PAM+H）。其中PAM组仅用10.0 mg/g DS处理原始污泥样品，在150rpm的搅拌速度下反应30min；H组仅添加硫酸，将污泥样品pH调至6.0，在150rpm的搅拌速度下反应30min；Heat组仅在80‑90℃的条件下在150rpm的搅拌速度下反应30min；PAM+H组先加入10.0 mg/gDS的聚丙烯酰胺，在150rpm的搅拌速度下反应2 min，后加硫酸将样品的pH调至6.0，在150rpm的搅拌速度下反应28min；PAM +Heat组先将污泥样品加热至80‑90℃，后加入10.0mg/gDS的聚丙烯酰胺，在150rpm的搅拌速度下反应30 min；H+Heat组先将样品加热至80‑90℃，再添加硫酸将污泥样品pH调节至6.0，在150rpm的搅拌速度下反应30min。Heat+PAM+H组先将样品加热至80‑90℃，再加入10.0 mg/g DS的聚丙烯酰胺，在150 rpm的搅拌速度下反应2min，后加硫酸将样品的pH调至6.0，在150 rpm的搅拌速度下反应28min。对照组不做处理。每组反应结束后测定污泥含水率以及CST，图4为不同调理方式下的污泥含水率以及CST，综合污泥含水率以及CST，Heat+ PAM+H组效果最优，即在80‑90℃、pH=6.0、聚丙烯酰胺浓度为10.0mg/g DS的条件下脱水效果最优。
[0022]上述实施例充分说明本发明方法可以大幅降低剩余污泥的含水率，并且大幅提高污泥过滤速度，与原污泥相比，该方法处理后的污泥含水率从77.64%降低至70.72%，降低了6.92%，过滤速度用
CST表征，从原污泥的24.78 s，降低到了13.4 s，降低了42%，对污水厂后续的处理处置有积极影响。同时，用该方法处理后的污泥样品，并未显著的改变污泥的pH，也并不会对脱水设备造成腐蚀，并且80‑90℃的低温环境也容易实现，所以该方法是一种有效且易实现的脱水方法。
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