污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢課件

1、污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢班級：應(yīng)化1101班姓名：譚長彤學(xué)號：201106837前言近年來，隨世界工業(yè)的發(fā)展及人口的增加，污泥產(chǎn)量增長明顯。近年來，污泥的處置成為當(dāng)今的一大難題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年排放干污泥約為550萬600萬，且不斷增加。我國現(xiàn)階段污泥的處置方法普遍是堆積、填埋。這些污泥的堆放不僅占用了大量的土地，而且還將對環(huán)境產(chǎn)生巨大的危害。污泥一般是污水處理過程中產(chǎn)生的固體廢物。根據(jù)污水來源，分為工業(yè)污泥和生活污泥兩類。傳統(tǒng)的污泥處理方法主要有以下種：衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒和投海，但是這些方法在二次污染、大氣污染控制、投資及運(yùn)營成本等方面存在的問題限制了其實(shí)際應(yīng)用。2014年6月2

2、7日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢 目前我國對城市污泥主要采用臨時(shí)填埋的處置方式，既占用了大量土地，又對生態(tài)環(huán)境造成了破壞。另外，污泥的成分非常復(fù)雜，含有很多病原微生物、寄生蟲卵及重金屬等，且未處理的污泥含水量很高，一般為9599.5，因此必須進(jìn)行脫水處理。干化后的污泥可用作化肥，土壤改良劑進(jìn)行資源化利用。所以，當(dāng)前環(huán)保對污泥的處理可概括為以下四點(diǎn)：無害化、穩(wěn)定化、減量化、資源化。 前言2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢 2010年底，城鎮(zhèn)污水處理廠已建2500多座，污水處理能力已達(dá)到1.22億立方米我國城市每年污泥產(chǎn)生量預(yù)計(jì)近3000萬噸（以含水率80%計(jì)）一、我國污泥處理處

3、置現(xiàn)狀2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢一、我國污泥處理處置現(xiàn)狀“重水輕泥”嚴(yán)重，80%污水處理廠建有污泥的濃縮脫水設(shè)施；80%污泥沒有得到穩(wěn)定化處理處置。土地填埋占60-65%、污泥好氧發(fā)酵+農(nóng)用約占10-15%、污泥自然干化綜合利用占3-6%、污泥焚燒占2-3%、而污泥露天堆放和外運(yùn)各占2%和15%。土地填埋、露天堆放和外運(yùn)的污泥絕大部分屬于隨意處置，真正實(shí)現(xiàn)安全處置的比例不超過15-25%。2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢無機(jī)絮凝劑1無機(jī)絮凝劑屬于傳統(tǒng)的絮凝劑，應(yīng)用歷史悠久，廣泛的用于污泥脫水。無機(jī)脫水劑主要是鐵鹽、鋁鹽、鋁鐵鹽和石灰等。除石灰等助凝作用

4、的調(diào)理劑，無機(jī)調(diào)理劑主要為絮凝劑。按相對分子質(zhì)量分為無機(jī)低分子絮凝劑和無機(jī)高分子絮凝劑。傳統(tǒng)的無機(jī)低分子絮凝劑主要分為鋁鹽系和鐵鹽系。如硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等。無機(jī)低分子絮凝劑價(jià)廉易得，但投加量大，一般要達(dá)到污泥干固體重量的520，因而導(dǎo)致濾餅體積增大。另外鐵離子具有顏色且鐵鹽腐蝕性較強(qiáng)；水中的氯離子能夠降低明礬的絮凝作用，從而增加了明礬的投加量?，F(xiàn)在無機(jī)低分子絮凝劑的使用已越來越少。2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢20世紀(jì)60年代開始，無機(jī)高分子絮凝劑被陸續(xù)使用并流行。由于其性價(jià)比高的優(yōu)勢，目前已在世界很多地區(qū)尤其是日本、俄羅斯和西歐、中國等地區(qū)取代了傳統(tǒng)無機(jī)低分

5、子絮凝劑。而美國由于有機(jī)高分子絮凝劑發(fā)展迅速及普遍應(yīng)用，無機(jī)高分子絮凝劑發(fā)展相對滯后。無機(jī)高分子絮凝劑在傳統(tǒng)的鐵鹽、鋁鹽基礎(chǔ)上發(fā)展起來，主要以聚氯化鋁、聚硫酸鐵為主。因?yàn)楦叻肿有跄齽┓肿恿看螅叻肿渔溇酆隙雀?，可形成“膠粒高分子物質(zhì)膠?！钡募象w，起到無機(jī)低分子絮凝劑所不具有的吸附架橋作用。因?yàn)樾跄芰?qiáng)、絮凝效果好、價(jià)格相對低廉等優(yōu)點(diǎn)，無機(jī)高分子絮凝劑已逐步成為無機(jī)調(diào)理藥劑的主流。無機(jī)絮凝劑12014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢天然高分子絮凝劑3早在公元前16世紀(jì)，古埃及就已嘗試用甜扁桃汁作為絮凝劑。近代，天然高分子絮凝劑被相繼研究開發(fā)。如今，淀粉衍生物、纖維素衍生物、植物膠、

6、多聚糖類絮凝劑經(jīng)過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)改性后已被廣泛使用。某些天然高分子具有水溶性好、分子量大、且有適宜的活性基團(tuán)的優(yōu)點(diǎn)，非常適合做絮凝劑，更重要的是天然高分子原料來源廣泛，價(jià)格低廉且無毒或低毒，以其“綠色絮凝劑”的稱號受到廣泛關(guān)注。污泥脫水領(lǐng)域研究較為深入的是殼聚糖類絮凝劑。目前國外已開始采用殼聚糖類絮凝劑做污泥脫水劑增稠劑，工業(yè)效果應(yīng)用較好。殼聚糖分子鏈內(nèi)的六元環(huán)平面有一定角度，側(cè)鏈上有羥甲基、羥基和胺基等活性基團(tuán)，決定了殼聚糖除了吸附、架橋，還有普通絮凝劑所沒有的螯合、交聯(lián)功能。2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢以殼聚糖為原料，通過接枝共聚反應(yīng)合成了殼聚糖AMDMDA AC，殼聚糖

7、AM ，殼聚糖AA三種天然改性高分子絮凝劑對活性污泥調(diào)理，結(jié)果表明，殼聚糖AMDMDAAC陽離子型接枝共聚物效果最好。調(diào)理后的100mL污泥真空抽濾1min的濾液體積可達(dá)到70mL，抽濾5min后可將污泥含水率從94.5降低到86.4，脫水效果優(yōu)于殼聚糖、聚丙烯酰胺等其他幾種常用的污泥脫水劑。而在其他天然高分子絮凝劑方面，Hartong等人研究了環(huán)糊精改善污泥脫水性能的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)環(huán)糊精不僅能有效降低濾餅比阻，其特殊結(jié)構(gòu)能破壞水中懸浮的陽離子膠體，減小懸浮液濁度并凝聚聚合物鏈。天然高分子絮凝劑32014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢微生物絮凝劑4微生物絮凝劑（microbialflo

8、cculants，MBF）是一種利用生物技術(shù)，通過從微生物體或其分泌物中發(fā)酵、抽取、精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的高效、無毒的新型水處理絮凝劑。其具有絮凝活性高、安全、可生物降解、無二次污染的優(yōu)勢，越來越受到重視。微生物絮凝劑的絮凝機(jī)理不甚清楚，主要有雙電層壓縮學(xué)說、吸附架橋?qū)W說和化學(xué)反應(yīng)學(xué)說。目前較為普遍接受的是“吸附架橋”學(xué)說。該學(xué)說認(rèn)為絮凝劑大分子借助離子鍵、氫鍵和范德華力，同時(shí)吸附多個膠體顆粒，在顆粒間產(chǎn)生“架橋現(xiàn)象”，以形成一種網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)而沉淀下來。 例如以醬油曲霉為原料，產(chǎn)生的微生物絮凝劑（MBF）為污泥絮凝脫水劑，進(jìn)行城市污水處理廠濃縮污泥的調(diào)理。研究表明，調(diào)理后的污

9、泥在3000r/min離心9min，污泥脫水率可達(dá)82.7，濾餅含水率降低至77.3，污泥脫水后體積減至原來的1/5左右。2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢 復(fù)合絮凝劑5有若干無機(jī)、有機(jī)絮凝劑制備或復(fù)配而成的絮凝劑稱為復(fù)合絮凝劑。目前常用的復(fù)合絮凝劑有無機(jī)/無機(jī)、無機(jī)/有機(jī)等復(fù)合絮凝劑。復(fù)合型絮凝劑是最近幾年才開始研制的新型絮凝劑，它能綜合單一絮凝劑的各自不同的優(yōu)點(diǎn)，克服某些性能上的不足。如復(fù)合絮凝劑適應(yīng)范圍廣，PH使用范圍大，對各種濃度水質(zhì)或有色廢水等均有良好凈化效果，污泥脫水性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在水處理領(lǐng)域得到越來越廣泛的研究與應(yīng)用。目前，以無機(jī)/有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究應(yīng)用較多

10、。曾德芳等以粘土礦物累托石和蝦蟹殼為主要原料，將累托石進(jìn)行改性，蝦蟹殼與氫氧化鈉制成天然高分子材料，配置成復(fù)合絮凝劑工作液。在最佳條件下，與聚丙烯酰胺相比，污泥脫水率提高了5.47，污泥沉降時(shí)間縮短了33.33，噸污泥單耗絮凝劑成本下降了4，且處理過程中的二次污染大幅度減小。2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢郭亞萍等將三氯化鐵與聚乙烯醇以4:1配合使用，與單獨(dú)使用三氯化鐵、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺三種絮凝劑進(jìn)行污泥調(diào)理效果的比較，發(fā)現(xiàn)復(fù)合時(shí)脫水效果均優(yōu)于單獨(dú)使用以上三種絮凝劑。該復(fù)合絮凝劑用量為干泥量的1.0時(shí)，污泥含水率由94下降到71，其體積可縮小為原體積的2，且濾液透光率達(dá)9

11、8。吳幼權(quán)等對天然高分子/有機(jī)復(fù)合絮凝劑進(jìn)行了研究。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，采用殼聚糖與有機(jī)單體丙烯酰胺接枝共聚制得殼聚糖衍生物（CAM），再與陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）復(fù)配，制備了復(fù)合絮凝劑CAMCPAM?？疾炝嗽搹?fù)合絮凝劑對污泥脫水性能的影響。發(fā)現(xiàn)經(jīng)該復(fù)合絮凝劑調(diào)理的污泥脫水性能明顯由于殼聚糖（CST）和陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）。當(dāng)投加量為30mg/l時(shí)，污泥脫水率可達(dá)90以上，沉降速率可達(dá)0.55cm/s，濾液濁度小于8NTU，透光率高于85。 復(fù)合絮凝劑52014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢四、我國污泥處理處置存在的問題污泥廠內(nèi)穩(wěn)定化處理未能實(shí)現(xiàn)；污泥最終

12、處理處置目標(biāo)和技術(shù)路線方向不夠明確，多元化，但應(yīng)要有幾條基本技術(shù)路線和原則；污泥處置責(zé)任主體不明確；缺少財(cái)政政策，政策配套；缺少約束性指標(biāo)，監(jiān)管體系。2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢五、國外的污泥處理處置技術(shù)美國16000座污水處理廠年產(chǎn)710萬噸污泥（干重），約60%經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵處理成生物固體用做農(nóng)田肥料，17%填埋，20%焚燒，3%用于礦山恢復(fù)的覆蓋。德國每年產(chǎn)生的污泥為（干重）220萬噸，大于5000噸污水廠均有厭氧消化處理，污水廠電耗40-60% 由沼氣提供。40%的污泥采用土地利用處置方式。英國和法國每年產(chǎn)生的污泥為120萬噸和85萬噸，大多數(shù)污水廠有厭氧穩(wěn)定處理，回收生質(zhì)能， 污泥處置采用土地利用的比例為60%。2014年6月27日污泥脫水劑的主要品種及發(fā)展趨勢國內(nèi)外的工程案例2014年6月27日污