纳米高效污泥脱水调理剂.pdf

本发明公开了一种Z氏纳米高效污泥脱水调理剂，其复合重量计为：无机高分子脱水调理剂80～98份，有机高分子脱水调理剂1～19份，羟甲纤维素钠0.5～6份，纳米材料0.1～3.5份。本发明是一种中和能力和搭桥能力及渗透力强，使污泥脱水预处理效果好，速率更快，药剂用量更少，价格最平，含水率更低的高效复合型的Z氏纳米高效污泥脱水调理剂。

1、  一种Z氏纳米高效污泥脱水调理剂，其复合重量计为：
无机高分子脱水调理剂            80～98份，
有机高分子脱水调理剂            1～19份，
羟甲纤维素钠                    0.5～6份，
纳米材料                        0.1～3.5份。

2、  根据权利要求1所述的一种Z氏纳米高效污泥脱水调理剂，其较佳重量计为：
无机高分子脱水调理剂            90～95份，
有机高分子脱水调理剂            2.5～4.5份，
羟甲纤维素钠                    2～4份，
纳米材料                        0.5～1.5份。

3、  根据权利要求1或2所述的一种Z氏纳米高效污泥脱水调理剂，其最佳重量计为：
无机高分子脱水调理剂            92份，
有机高分子脱水调理剂            15份，
羟甲纤维素钠                    2份，
纳米材料                        1份。

纳米高效污泥脱水调理剂
技术领域
本发明涉及一种Z氏纳米高效污泥脱水调理剂。
背景技术
污水处理中一个容易忽视而又是非常关键的处理单元是污泥处理，污泥处理的关键是污泥脱水，污泥中的水分存在形式大致有四种，1、存在于污泥颗粒间的间隙水，称为间隙水或游离水，约占污泥水分的65～85％；2、存在于污泥颗粒间的毛细管中，称毛细水，约占污泥水分的15～20％左右；3、吸附在污泥颗粒上的一部份水，称吸附水，由于污泥颗粒小，具有较强的表面吸附力；4、结合水是颗粒内部的化学结合水，只有改变颗粒地内部结构才能将结合水分离。吸附水和结合水一般占污泥总水量的10％左右，由于污水处理中污泥含水率都在98％以上，故一般先考虑污泥浓缩，这是降低污泥含水率，降低污泥后续处理费用和难度的有效方法，当污泥含水率从99.5％浓缩到98.5％时，体积可缩小到原来的1/3，浓缩到95％时，污泥体积仅为原来的1/10，污泥浓缩的脱水对象是占污泥水分的70％的间隙水，污泥中固体物质主要是胶质粒子，与水的亲和力很强，若不作适当的预处理，使污泥粒子改变物化性质，破坏污泥胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善脱水性能，目前采用加药法由于经济实用，简单方便，而被国内外普通采用。
脱水调理剂的原理就是使带有电荷的无机或有机药剂在污泥胶体表面起化学反应，中和污泥颗粒电荷，使水从污泥颗粒中分离出来，同时使污泥颗粒凝结成大的颗粒絮体，调理效果的好坏与加药种类和质量，药剂投加量以及环境因素等有密切关系。目前污泥脱水调理剂分为两类，一类是无机药剂，包括铁系、铝系，以及高分子无机药剂，另一类是有机高分子药剂，有阳离子型、阴离子型和非离子型，以聚丙烯酰胺为主体，且大部份采用单一药剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效复合型的Z氏纳米高效污泥脱水调理剂，增加中和能力和搭桥能力及渗透力，使污泥脱水预处理效果好，速率更快，药剂用量更少，价格最平，含水率更低。
本发明综合了无机高分子调理剂和有机高分子调理剂的各自优点，在一定条件下(温度、湿度)，通过气流粉碎拌和复合生产出复合型的Z氏纳米高效污泥脱水调理剂，并在特定条件下(温度、压力、湿度)添加纳米材料进行物化改性生产而成，广泛用于污泥脱水。
其复合重量计为：
无机高分子脱水调理剂         80～98
有机高分子脱水调理剂         1～19
羟甲纤维素钠(Na CMC)         0.5～6
纳米材料(TiO₂、ZnO、SiO₂)  0.1～3.5
其较佳重量计为：
无机高分子脱水调理剂         90～95
有机高分子脱水调理剂         2.5～4.5
羟甲纤维素钠(Na CMC)         2～4
纳米材料(TiO₂、ZnO、SiO₂)  0.5～1.5
其最佳重量计为：
无机高分子脱水调理剂         92
有机高分子脱水调理剂         15
羟甲纤维素钠(Na CMC)         2
纳米材料(TiO₂、ZnO、SiO₂) 1
依上述比例生产的Z氏纳米高效污泥脱水调理剂，显示出如下特点：
1、互补性：复合后发挥了无机调理剂絮体强度大的优点，克服了投药量大、絮体小的缺点，又发挥了有机调理剂投药量小、絮体大的优点，克服了絮体强度低、价格贵的缺点，使其调理性能更好，成本低。
2、增效性：复配的调理剂在有互补性的同时，有明显的增效作用，调理调质效果是两种药剂的叠加，脱水效果明显优于单一脱水调理剂，而用量只有单一调理剂的1/2左右(加权平均法)，处理药剂成本降低50％，脱水率提高约10％。
3、由于复合型的调理剂，特别是在纳米材料添加改性后，故提高对污泥的调理和调质性能，使胶质微粒与水的亲和力大大减弱，使污泥粒子物化性能明显改善，破坏了污泥的胶体结构，使污泥更容易脱水。
4、由于加入的纳米材料有比表面积巨大，表面能增加，表面原子多，悬空健多，故本身有很高的化学活性，特别很强的吸附能力，是污泥脱水的极好的助剂，同时纳料材料对传统调理剂的改性作用，从而进一步提高了污泥脱水效果，节约用药量，节省用药成本，提高脱水效率。
5、再加上纳米材料的高扩散性，高渗透能力，使本发明的药剂很快扩散到含水污泥中，且混合均匀，速度快，调理调质均匀，脱水效果好。
6、纳米材料的体积效应，量子尺寸效应，化学和催化性，宏观隧道效应等对其的影响，有促于复合材料的调理性能改善。
综上所述，本发明是一种中和能力和搭桥能力及渗透力强，使污泥脱水预处理效果好，速率更快，药剂用量更少，价格最平，含水率更低的高效复合型的Z氏纳米高效污泥脱水调理剂。
具体实施方式
实施例1：
聚合氯化铝                                       80份
聚丙烯酰胺                                       11份
羟甲纤维素钠(NaCMC)                              6份
SiO₂                                            3份
依此配比生产的调理剂处理效果好，脱水效果好，互补性强，增效性作用大，但价格太贵，处理成本太高。
实施例2：
聚合硫酸铝                                       88份
聚丙烯酰胺                                       4份
羟甲纤维素钠(NaCMC)                              6份
TiO₂                                            2份
依此配比生产的调理剂处理污泥的颗粒强度大，增效性好，处理效果好，但互补性稍差，价格太贵，处理成本高。
实施例3：
聚合磷酸铝                                       92份
聚丙烯酰胺                                       5份
羟甲纤维素钠(NaCMC)                              2份
ZnO                                              1份
依此配比生产的调理剂互补性和增效性及渗透力好，污泥颗粒大，强度高，处理效果好，价格低，处理成本低。
实施例4：
聚合硫酸铁                                       95份
聚丙烯酰胺                                       1.5份
羟甲纤维素钠(NaCMC)                              0.5份
SiO₂                                            3份
依此配比生产的调理剂渗透力强，价格平，但互补性和增效性差，处理效率效果差。
实施例5：
聚合氯化铁                                        98份
聚丙烯酰胺                                        1.4份
羟甲纤维素钠(NaCMC)                               0.5份
TiO₂                                             0.1份
依此配比生产的调理剂互补性一般，价格平，但增效性和渗透力差，处理效果更差。