2024年4月22日发(作者：2007cad序列号)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.4

(22)申请日 2013.06.21

(71)申请人 大连迈克环境科技工程有限公司;哈尔滨工业大学

地址 116001 辽宁省大连市中山区昆明街42号迈克大厦

(72)发明人 李欣 詹技灵 佟超

(74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事务所

代理人 牟永林

(51)

C02F11/14

权利要求说明书 说明书 幅图

(10)申请公布号 CN 103274578 A

(43)申请公布日 2013.09.04

(54)发明名称

一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩

余污泥脱水的方法

(57)摘要

一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩

余污泥脱水的方法，涉及一种剩余污泥脱

水的方法。本发明是要解决现有剩余污泥

的脱水方法中存在的污泥脱水效果差，

CPAM投加量大，沉降1h后上清液体积少

的技术问题。本发明的方法为：一、取好

氧颗粒污泥反应器的剩余淘洗污泥经浓缩

后，去除上清液，加入聚合氯化铝和絮凝

剂阳离子聚丙烯酰胺溶液；二、制备硫酸

改性粉煤灰；三、向处理后的污泥中投加

硫酸改性粉煤灰和CaO，得到调制好的污

泥；四、静置后，通过变量柱塞泵把调制

好的污泥吸入板框压滤机进行机械脱水

后，卸压放料，即完成剩余污泥脱水。本

发明脱水后的污泥含水率为60％以下，污

泥调理后经沉降上清液体积达到25％～

35％。本发明应用于剩余污泥的处理领

域。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法，其特征在于用于好氧颗粒

污

一、取1～2L含水率为97.8％的好氧颗粒污泥反应器的剩余淘洗污泥，经浓缩1～

4h后， 去除上清液，在污泥中加入80～150mg的聚合氯化铝，

的浓度为0.05％的絮凝剂阳

泥反应器的剩余污泥脱水的方法是按以下步骤进行：

搅拌反应1～2min，继续添加15～25mg

离子聚丙烯酰胺溶液，搅拌反应1～2min；

二、将粉煤灰过200目筛后，浸泡在摩尔浓度为1～5mol/L的硫酸中，用磁力搅拌

机以 30～50r/min的速度搅拌1～2小时，然后在100～120℃的烘

性粉煤灰；其中，粉煤灰和硫酸的箱中烘干2～4小时，制备硫酸改

质量体积比为1g∶3～5L；

三、向步骤一处理后的污泥中投加1000～1500mg的步骤二制备的硫酸改性粉煤灰，

搅 拌反应1～2min，再向污泥中投加1000～1500mg的CaO，搅

污泥； 拌反应1～2min，得到调制好的

四、静置30～60min后，通过变量柱塞泵把步骤三调制好的污泥吸入板框压滤机

进行机 械脱水后，卸压放料，即完成用于好氧颗粒污泥反应器

的压力为1.0～2.0MPa，机的剩余污泥脱水；其中，机械脱水

械脱水的时间为45～60min。

2.根据权利要求1所述的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法，其

特 征在于步骤一中浓缩1h。

3.根据权利要求1所述的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法，其

特

4.根据权利要求1所述的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法，其

特

5.根据权利要求1所述的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法，其

特

6.根据权利要求1所述的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法，其

特

7.根据权利要求1所述的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法，其

特

征在于步骤四中机械脱水的压力为1.2～1.5MPa。

征在于步骤四中静置60min。

征在于步骤二中粉煤灰和硫酸的质量体积比为1g∶3L。

征在于步骤二中在105℃的烘箱中烘干2小时。

征在于步骤二中以30r/min的速度搅拌2小时。

说 明 书

技术领域

本发明涉及一种剩余污泥脱水的方法。

背景技术

随着我国城镇化进程的加快，城镇污水厂的大量兴建导致了污水厂剩余污泥量大量

增 加，目前我国已经建成数千座污水处理厂，每座污水处理厂每天要排

剩余污泥达数百乃至上万吨，每年的污泥产量超

在“重水轻泥”的现象，大部

的

放含水率约99.2％的

过3000万吨，由于我国污水处理厂普遍存

分污泥并未得到妥善处理，污泥产生量虽然仅占污水处理总量

1％～2％，但却包含了50％～80％的污染物含量，这给生态环境带来了巨大的隐

患。这些 数量巨大的污泥将成为未来急需处理的难题。而污泥处理费用

行费用的一半甚至更多，所以，寻求完善

污泥问题的主要途径

一般占到整个污水处理厂运

的污泥处理方案，是降低污水厂运行成本、解决

之一。

传统的污泥脱水技术包括污泥的浓缩、脱水和干燥三方面，国内现有的基本是污泥

浓 缩和脱水技术。普通剩余污泥有机质含量高、组分复杂、变异性大、

常99％以上)，脱水十分困难，剩余污泥经浓缩

这也成为了污泥处理的瓶颈

直是一

颗粒小且含水率高(通

和脱水后，一般含水率只能降低到80％左右。

问题。因此，如何改善污泥的脱水性能、降低泥饼含水率，一

个重要的研究课题。

好氧颗粒污泥技术目前已经成为污水生物处理领域的研究热点之一，它弥补了传统

活 性污泥法的许多不足之处。好氧颗粒污泥其最大的优势在于粒径大、

步脱氮除磷的特性，在有效去除污染物的同时污沉降性能好且具有同

泥构造特点有利于改善污泥的脱水性能。 目前国内外对好氧颗粒污泥

律，对好氧颗的研究主要集中在颗粒污泥培养以及对各类污染物的净化规

粒污泥反应器剩余污泥脱水方面的研究极少，实际研究中发现好氧颗粒污泥

反应器在运行过程中会产生大量的淘洗污泥，同时反应器产生的剩余污泥也

泥为主，这类污泥颗粒细小实际上属于破碎的或解体的

湿密度1.016g/mL，污泥比阻

主要以淘洗污

颗粒污泥，含水率大于97％，污泥

13.30×10⁸S²/g，是污泥处理的主要对象。

目前我国绝大多数的好氧颗粒污泥经过重力浓缩、硝化、机械脱水这一套简单的工

艺 处理后，污泥的含水率只降到80％左右，污泥脱水效果差；CPAM

效果稳定可靠，在污水处理厂中，CPAM投加

泥沉降1h后上清液体积为

价格昂贵，但污泥处理

量一般为25～30mg/L，CPAM投加量大；污

12％～20％，沉降1h后上清液体积少。15～20mg/L

发明内容

本发明是要解决现有剩余好氧颗粒污泥的脱水方法存在的污泥脱水效果差，CPAM

投 加量大，沉降1h后上清液体积少的技术问题，从而提供了一种用于

剩余污泥脱水的方法。 好氧颗粒污泥反应器的

本发明的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法是按以下步骤进行：

一、取1～2L含水率为97.8％的好氧颗粒污泥反应器的剩余淘洗污泥，经浓缩1～

4h后， 去除上清液，在污泥中加入80～150mg的聚合氯化铝(PAC)，

15～25mg的浓度为0.05％的絮凝剂阳离

搅拌反应1～2min，继续添加

子聚丙烯酰胺(CPAM)溶液，搅拌反应1～2min；

二、将粉煤灰过200目筛后，浸泡在摩尔浓度为1～5mol/L的硫酸中，用磁力搅拌

机以 30～50r/min的速度搅拌1～2小时，然后在100～120℃的烘箱中烘

性粉煤灰；其中，粉煤灰和硫酸的质量体积比为干2～4小时，制备硫酸改

1g∶3～5L；

三、向步骤一处理后的污泥中投加1000～1500mg的步骤二制备的硫酸改性粉煤灰，

搅 拌反应1～2min，再向污泥中投加1000～1500mg的CaO，搅拌反应

污泥； 1～2min，得到调制好的

四、静置30～60min后，通过变量柱塞泵把步骤三调制好的污泥吸入板框压滤机

进行机 械脱水后，卸压放料，即完成用于好氧颗粒污泥反应器的剩余

的压力为1.0～2.0MPa，机械脱水的时间污泥脱水；其中，机械脱水

为45～60min。

本发明包括以下有益效果：

1、本发明所用的PAC在污泥脱水中主要起到对水中胶体物质的强烈电中和作用以

及 对悬浮物质的架桥吸附作用；聚丙烯酰胺具有絮凝性、粘合性、降阻

水厂最常用的污泥絮凝剂；无机颗粒粉煤灰对污

灰联合投加时，作为助凝剂

吸附架

性以及增稠性，是污

泥具有吸附和填充的能力；氧化钙与粉煤

可以对粉煤灰产生碱激发作用，生成凝胶性产物，对污泥起到

桥和卷扫絮凝作用；

2、本发明针对好氧颗粒污泥反应器运行过程中产生的剩余污泥，通过经济合理的

综合 技术路线，寻求最优的污泥絮凝脱水过程，改善剩余污泥的絮凝效果，

脱水装置的脱水程度，以使脱水后的污泥含水率由通常

脱水效果，为污泥无害化和资源化

进而提高后续机械

的80％降到60％以下，提高了污泥

的最终处置提供了可靠保障；

3、本发明通过优化药剂配比，CPAM投加量可进一步降低，当CPAM使用量为

15mg/L 时，脱水效果最好，可将颗粒污泥反应器淘洗污泥比阻降低到

0.2×10⁸～0.4×10⁸S²/g；

4、本发明在采用相应调理剂，污泥调理后经沉降上清液体积达到25％～35％，为

污泥

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方

法

一、取1～2L含水率为97.8％的好氧颗粒污泥反应器的剩余淘洗污泥，经浓缩1～

4h后， 去除上清液，在污泥中加入80～150mg的聚合氯化铝(PAC)，

15～25mg的浓度为0.05％的絮凝剂阳离

是按以下步骤进行：

的后续处理降低了成本。

搅拌反应1～2min，继续添加

子聚丙烯酰胺(CPAM)溶液，搅拌反应1～2min；

二、将粉煤灰过200目筛后，浸泡在摩尔浓度为1～5mol/L的硫酸中，用磁力搅拌

机以 30～50r/min的速度搅拌1～2小时，然后在100～120℃的烘箱中烘

性粉煤灰；其中，粉煤灰和硫酸的质量体积比为干2～4小时，制备硫酸改

1g∶3～5L；

三、向步骤一处理后的污泥中投加1000～1500mg的步骤二制备的硫酸改性粉煤灰，

搅 拌反应1～2min，再向污泥中投加1000～1500mg的CaO，搅拌反应

污泥； 1～2min，得到调制好的

四、静置30～60min后，通过变量柱塞泵把步骤三调制好的污泥吸入板框压滤机

进行机 械脱水后，卸压放料，即完成用于好氧颗粒污泥反应器的剩余

的压力为1.0～2.0MPa，机械脱水的时间污泥脱水；其中，机械脱水

为45～60min。

本实施方式包括以下有益效果：

1、本实施方式所用的PAC在污泥脱水中主要起到对水中胶体物质的强烈电中和作

用 以及对悬浮物质的架桥吸附作用；聚丙烯酰胺具有絮凝性、粘合性、

是污水厂最常用的污泥絮凝剂；无机颗粒粉煤灰

粉煤灰联合投加时，作为助

起到吸

降阻性以及增稠性，

对污泥具有吸附和填充的能力；氧化钙与

凝剂可以对粉煤灰产生碱激发作用，生成凝胶性产物，对污泥

附架桥和卷扫絮凝作用；

2、本实施方式针对好氧颗粒污泥反应器运行过程中产生的剩余污泥，通过经济合

理的 综合技术路线，寻求最优的污泥絮凝脱水过程，改善剩余污泥的絮凝

机械脱水装置的脱水程度，以使脱水后的污泥含

污泥脱水效果，为污泥无害

效果，进而提高后续

水率由通常的80％降到60％以下，提高了

化和资源化的最终处置提供了可靠保障；

3、本实施方式通过优化药剂配比，CPAM投加量可进一步降低，当CPAM使用量

为 15mg/L时，脱水效果最好，可将颗粒污泥反应器淘洗污泥比阻降低

到0.2×10⁸～0.4×10⁸S²/g；

4、本实施方式在采用相应调理剂，污泥调理后经沉降上清液体积达到25％～35％，

为

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中浓缩1h。其

它与 具体实施方式一相同。

污泥的后续处理降低了成本。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二中以

30r/min

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中在

105℃

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中粉煤

灰 和硫酸的质量体积比为1g∶3L。其它与具体实施方式一至四之一相

的烘箱中烘干2小时。其它与具体实施方式一至三之一相同。

的速度搅拌2小时。其它与具体实施方式一或二相同。

同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤四中静置

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤四中机械

脱

通过以下试验验证本发明的有益效果：

试验一：本试验的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法是按以下实

现：

一、取1L含水率为97.8％的好氧颗粒污泥反应器的剩余淘洗污泥，经浓缩1h后，

去 除上清液，在污泥中加入90mg的聚合氯化铝(PAC)，搅拌反应2min，

浓度为0.05％的絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)溶液，

水的压力为1.2～1.5MPa。其它与具体实施方式一至六之一相同。

60min。其它与具体实施方式一至五之一相同。

继续添加15mg的

搅拌反应2min；

二、将粉煤灰过200目筛后，浸泡在摩尔浓度为4mol/L的硫酸中，用磁力搅拌机

以 30r/min的速度搅拌2小时，然后放入105℃的烘箱中烘干2小时，

其中，粉煤灰和硫酸的质量体积比为1g∶3L； 制备硫酸改性粉煤灰；

三、向步骤一处理后的污泥中投加1000mg的步骤二制备的硫酸改性粉煤灰，搅拌

反 应2min，再向污泥中投加1000mg的CaO，搅拌反应2min，得到调

制好的污泥；

四、静置60min后，通过变量柱塞泵把步骤三调制好的污泥吸入板框压滤机进行

机械 脱水后，卸压放料，即完成用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水；

压力为1.2MPa，机械脱水的时间为60min。 其中，机械脱水的

本试验脱水后的污泥含水率为60％，将淘洗污泥比阻降低到

0.26×10⁸S²/g，污泥调理后

到35％。

试验二：本试验的一种用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水的方法是按以下实

现：

一、取1L含水率为97.8％的好氧颗粒污泥反应器的剩余淘洗污泥，经浓缩1h后，

去 除上清液，在污泥中加入90mg的聚合氯化铝(PAC)，搅拌反应2min，

浓度为0.05％的絮凝剂阳离

经沉降上清液体积达

继续添加15mg的

子聚丙烯酰胺(CPAM)溶液，搅拌反应2min；

二、将粉煤灰过200目筛后，浸泡在摩尔浓度为4mol/L的硫酸中，用磁力搅拌机

以 30r/min的速度搅拌2小时，然后放入105℃的烘箱中烘干2小时，

其中，粉煤灰和硫酸的质量体积比为1g∶3L； 制备硫酸改性粉煤灰；

三、向步骤一处理后的污泥中投加1000mg的步骤二制备的硫酸改性粉煤灰，搅拌

反 应2min，再向污泥中投加1000mg的CaO，搅拌反应2min，得到调

制好的污泥；

四、静置60min后，通过变量柱塞泵把步骤三调制好的污泥吸入板框压滤机进行

机械 脱水后，卸压放料，即完成用于好氧颗粒污泥反应器的剩余污泥脱水；

压力为1.5MPa，机械脱水的时间为45min。 其中，机械脱水的

本试验脱水后的污泥含水率为60％，将淘洗污泥比阻降低到

0.29×10⁸S²/g，污泥调理后

到30％。

经沉降上清液体积达