用雙重聚合物處理的污泥脫水制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于生物污泥處理的雙重聚合物處理系統(tǒng)。所述雙重聚合物處理包括凝結(jié)劑和絮凝劑。所述凝結(jié)劑由環(huán)氧氯丙烷和二甲胺的共聚物組成。所述凝結(jié)劑可被交聯(lián)，且所述交聯(lián)劑可選自多種化合物中的一種或多種。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及組合物和用于生物污泥輔助脫水的方法。
技術(shù)介紹
在處理污水和工業(yè)廢水的活性污泥工藝中產(chǎn)生大量污泥。目前，污泥處理成本占常規(guī)廢水處理工廠(WffTP)的運行成本的25 45%。預(yù)計該成本隨著垃圾填埋和焚化的成本增高而持續(xù)增高。即使在脫水工藝之后，常規(guī)污泥包含大量的水(70 85wt%)。如此高的水含量顯著增加了污泥處理成本，因此盡可能地改善脫水效率對WWTP是非常理想的。在脫水工藝中，生物污泥通常用陽離子聚丙烯酰胺類聚合物(絮凝劑)處理。然后，經(jīng)過處理后的污泥用物理方法如離心分離機、帶壓機或壓濾機脫水。絮凝劑會導(dǎo)致膠體和其他懸浮顆粒聚集，從而改善污泥的沉降率和過濾性。因此，需要改善生物污泥的脫水。理想地，改善了的生物污泥脫水將產(chǎn)生更廉價的污泥處理成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
絮凝是污泥脫水的關(guān)鍵步驟。本專利技術(shù)通過采用雙重聚合物處理過程來改善絮凝工藝。除了聚合物絮凝劑以外，向污泥施加聚合物凝結(jié)劑以提高絮凝效率。與常規(guī)的僅用絮凝劑的處理相比，該雙重聚合物處理法能實現(xiàn)從污泥中去除更多的水，從而降低WffTP的污泥處理成本。如此，本專利技術(shù)涉及包括環(huán)氧氯丙烷和二甲胺的線性或交聯(lián)共聚物的物質(zhì)的組合物。當(dāng)交聯(lián)時，交聯(lián)后的共聚物具有選自由氨、線性脂族二胺、多種線性脂族二胺或其組合組成的組中的交聯(lián)劑。 所述交聯(lián)劑可為乙二胺、己二胺或其組合。所述組合物可具有500000道爾頓至3000000道爾頓的分子量。或者，本專利技術(shù)涉及處理生物污泥的方法。所述生物污泥包括水。所述方法包括如下步驟:提供所述生物污泥；向所述生物污泥第一添加共聚物以形成凝結(jié)的生物污泥；向所述凝結(jié)的生物污泥第二添加陽離子絮凝劑以形成絮凝的凝結(jié)生物污泥；以及從所述絮凝的凝結(jié)生物污泥去除至少一部分水。所述共聚物包括環(huán)氧氯丙烷和二甲胺。由以下詳細(xì)描述并結(jié)合所附權(quán)利要求，本專利技術(shù)的這些和其他特征和優(yōu)點將變得明顯。附圖說明閱讀以下詳細(xì)描述和附圖之后，本專利技術(shù)的益處和優(yōu)點對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得更為明顯，其中:圖1為說明實施例1的結(jié)果的圖；且圖2為說明實施例2的結(jié)果的圖。具體實施例方式盡管本專利技術(shù)可以多種形式實施，以下將描述目前優(yōu)選的實施方式，應(yīng)理解本公開應(yīng)被認(rèn)為是本專利技術(shù)的示例，而不是要將本專利技術(shù)限制為所闡述的具體實施方式。應(yīng)進(jìn)一步理解的是本申請文件的該章節(jié)的標(biāo)題，S卩“具體實施方式”涉及美國專利局的要求，且不暗示，也不應(yīng)推斷為限制本文公開的主題。生物(需氧或厭氧)污泥為由微生物、礦物質(zhì)顆粒及細(xì)胞外的聚合物物質(zhì)組成的復(fù)合凝膠狀材料。生物污泥通常為地方性WffTP的廢棄產(chǎn)品，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白本專利技術(shù)涉及任何類型的生物污泥。生物污泥顆粒的表面通常帶負(fù)電。在常規(guī)的污泥處理中，生物污泥用分子量為5000000 15000000g/mol的聚丙烯酰胺類陽離子絮凝劑絮凝。本領(lǐng)域技術(shù)人員估計少于10%的生物污泥總表面電荷被常規(guī)陽離子絮凝處理補償。因此，其他陽離子聚合物可能聚集在生物污泥的表面上。在本專利技術(shù)中，生物污泥用凝結(jié)劑第一處理，凝結(jié)劑為環(huán)氧氯丙烷和二甲胺的線性或交聯(lián)共聚物。如果選擇交聯(lián)共聚物，該交聯(lián)劑可為氨或線性脂族二胺。優(yōu)選的交聯(lián)劑可選自由乙二胺、己二胺和它們的組合組成的組。己二胺也已知為名稱己烷-1，6- 二胺、1，6- 二氨基己烷和1，6_己烷二胺。共聚物優(yōu)選的分子量范圍為500000至3000000道爾頓。在凝結(jié)劑處理中形成初級絮狀物。例如，在添加IOOppm的凝結(jié)劑后，地方性污泥樣品的平均粒徑已從37 μ m增大至185 μ m。初級絮凝物用裸眼可看見，且它們在脫水前用陽離子絮凝劑進(jìn)一步絮凝。凝結(jié)劑和絮凝劑的最佳劑量在污泥與污泥之間變化，并可由震動測試(jar test)測定。由于初級絮凝物的減小的表面積和電荷需求，如果使用相同的絮凝劑，雙重聚合物過程中絮凝劑的最佳劑量可比僅用絮凝劑過程少30 80%。盡管許多專利和文獻(xiàn)已報道了用兩種或更多種化學(xué)品的污泥處理，但我們發(fā)現(xiàn)環(huán)氧氯丙烷-二甲胺類凝結(jié)劑對處理生物污泥特別有效。凝結(jié)劑具有非常高的陽離子電荷密度并與生物污泥表面牢固結(jié)合。較小分子量的凝結(jié)劑也能使凝結(jié)劑分子在污泥凝膠基質(zhì)內(nèi)部穿入得更深。盡管如聚氯化鋁等常規(guī)無機凝結(jié)劑具有相近的效過，環(huán)氧氯丙烷-二甲胺類凝結(jié)劑的聚合物特性導(dǎo)致污泥顆粒聚集成初級絮凝物。由初級絮凝物構(gòu)成的完全形成的絮狀物具有更密致的結(jié)構(gòu)和更高的絮凝物強度；因此，在脫水過程中實現(xiàn)更高的泥餅干燥度。在一個實施方式中，共聚物用交聯(lián)劑交聯(lián)。交聯(lián)劑可選自由氨、線性脂族二胺、多重線性脂族二胺及它們的組合組成的組。交聯(lián)劑的優(yōu)選實例包括乙二胺和己二胺。在一個實施方式中，向生物污泥第一添加上述共聚物至小于800ppm的重量濃度。在一個實施方式中，用物理方法進(jìn)行除水。物理方法的實例包括，但不限于過濾和離心分離。生物污泥處理領(lǐng)域的技術(shù)人員將很容易理解某一方法是否是上述術(shù)語意義內(nèi)的物理方法。在一個實施方式中，在混合下進(jìn)行凝結(jié)劑和/或絮凝劑的添加。然而，可存在將不需要在混合下添加凝結(jié)劑和/或絮凝劑的其他技術(shù)。這種技術(shù)可為來自美國伊利諾斯州60563，內(nèi)珀維爾，Diehl西路1601納爾科公司的納爾科PARETO技術(shù)，或其他相似技術(shù)。實施例 提供以下實施例用于更好地理解本專利技術(shù)。這些實施例不是要被理解成將本專利技術(shù)的范圍縮小至所附權(quán)利要求語言范圍以外。實施例1:從地方性WffTP獲得污泥樣品(2.1 %總懸浮固體(“TSS”))。現(xiàn)場脫水后的污泥具有16.5%的泥餅固含量。陽離子絮凝劑選自納爾科核殼⑧系列的絮凝劑。污泥樣品和聚合物溶液通過震動測試機混合，并記錄經(jīng)處理的污泥的毛細(xì)管吸升時間(CST)。最佳聚合物劑量測定為具有最小CST值的聚合物濃度。然后，處理過的污泥在類似于工業(yè)帶壓機設(shè)備的實驗室過濾裝置中脫水。所得污泥餅在105°C下干燥至分析恒定的重量和固含量。由圖1可看出，僅用絮凝劑處理的方法具有約16%的泥餅固含量，且用133ppm凝結(jié)劑將此含量提高至約19%，并用266ppm凝結(jié)劑進(jìn)一步提高至約20%。最佳絮凝劑劑量從約120 200ppm降低至30 90ppm。133ppm凝結(jié)劑濃度下，總的污泥體積減少為約16%。實施例2:從煉油廠WffTP獲得污泥樣品(3.7% TSS)。現(xiàn)場脫水后的污泥具有15.6%的泥餅固含量。試驗方案與實施例1的方案相似。由圖2可看出，凝結(jié)劑加上絮凝劑的過程具有約21%的泥餅固含量，該固含量比只用絮凝劑的過程高4 6%。這相當(dāng)于約20%的總污泥體積減少。文中所引用的所有專利通過引用合并于此，無論本公開的文章是否具體如此引用。在本公開中，術(shù)語“一個”用于包括單個和多種。相反，對多種項目的任何引用適宜時應(yīng)包括單個。以上所述，應(yīng)明白可進(jìn)行許多修改和變更而不背離本專利技術(shù)新設(shè)計的真實精神和范圍。應(yīng)理解對于所述具體實施方式或?qū)嵤├皇窍拗菩缘模虿粦?yīng)推斷為限制性的。本公開是要涵蓋所有這些修改都落于所`附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種包括環(huán)氧氯丙烷和二甲胺的交聯(lián)共聚物的物質(zhì)的組合物，所述交聯(lián)共聚物具有選自由氨、線性脂族二胺、多種線性脂族二胺及它們的組合組成的組中的交聯(lián)劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種包括環(huán)氧氯丙烷和二甲胺的交聯(lián)共聚物的物質(zhì)的組合物，所述交聯(lián)共聚物具有選自由氨、線性脂族二胺、多種線性脂族二胺及它們的組合組成的組中的交聯(lián)劑。2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述線性脂族二胺選自由乙二胺和己二胺組成的組。3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述多種線性脂族二胺為乙二胺和己二胺。4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中分子量為500000道爾頓至3000000道爾頓。5.一種處理生物污泥的方法，所述生物污泥包括水，所述方法包括以下步驟: 提供所述生物污泥； 向所述生物污泥第一添加共聚物，所述共聚物包括環(huán)氧氯丙烷和二甲胺，所述第一添加產(chǎn)生凝結(jié)的生物污泥； 向所述凝結(jié)的生物污泥第二添加陽離子絮凝劑，所述第二添加產(chǎn)生絮凝的凝結(jié)生物污泥； 從所述絮凝的凝結(jié)生物污泥去除至少一部分水。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述共聚物用交聯(lián)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周月明，靳寧，
申請(專利權(quán))人：納爾科公司，
類型：發(fā)明
國別省市：