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此发明公开了一种用于净水厂污泥调理脱水的方法，首先利用超声波破碎净水厂污泥;然后投加化学药剂，对破碎污泥进行再絮凝调理;最后对调理后的污泥进行机械脱水。本发明中净水厂污泥调理的方法可显著提高污泥的脱水性和沉降性，将难脱除的内部水转化为易脱除的自由水，实现污泥的减量化，降低后续污泥运输、处理的成本，整个工艺流程简单，易于实现。

权利要求书

1.一种用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用超声波破碎净水厂污泥;

步骤2：投加化学药剂，对破碎污泥进行再絮凝调理;

步骤3：对调理后的污泥进行机械脱水。

2.根据权利要求1所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：步骤1中采用的超声波反应器为槽式超声波反应器、探头式超声波反应器或平行板近场式超声波反应器，超声波破碎时间为10~30min。

3.根据权利要求2所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：所述槽式超声波反应器，反应器的换能器设置在反应槽四周，频率为a1kHz、a2kHz、a3kHz和a4kHz，其中a1、a2、a3、a4的取值均为25、40、68、80、100、125或160，共98种频率组合形式;反应器的输入功率为0~450W，连续可调，声能密度为23.3~30.0W/L。

4.根据权利要求2所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：所述探头式超声波反应器，反应器频率为bkHz，b的取值为25或40，声能密度为300~500W/L;超声过程中探头离污泥界面2.0~2.5cm。

5.根据权利要求4所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：所述探头式超声波反应器的磁力搅拌速度为250~310rpm。

6.根据权利要求2所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：所述平行板近场式超声波反应器，反应器中平行板上侧频率为c1kHz，c1的取值为25、40、68或100;平行板下侧频率为c2kHz，c2的取值为68、100、125或160;上下侧构成了225种频率形式的超声混响场;声能密度为0~500W/L。

7.根据权利要求1所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：步骤2中所述化学药剂为混凝剂、混凝剂与助凝剂组合物或者混凝剂与氧化剂组合物。

8.根据权利要求7所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：所述混凝剂为硫酸铝、氯化铝、氯化铁、聚合氯化铝或聚合硫酸铁;所述助凝剂为生石灰、稀盐酸、活化硅酸或聚丙烯酰胺;所述氧化剂为高锰酸钾、高锰酸盐复合药剂、臭氧或过氧化钙。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：步骤2中所述再絮凝调理，首先以200~300rpm快速搅拌混合0.5~1min，接着投加化学药剂，然后以50~80rpm搅拌再絮凝15~20min，最后静置沉淀25~30min。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于：所述化学药剂的投加量根据污泥TSS质量确定，投加的化学药剂与污泥TSS质量浓度比为0.5%~1%。

说明书

一种用于净水厂污泥调理脱水的方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，特别涉及一种净水厂污泥调理的超声波预破碎和再絮凝组合脱水方法。

背景技术

我国仍有95%以上的净水厂采用常规的“混凝-沉淀-过滤-消毒”工艺，产生的污泥大部分就近直接排放至水体中，造成水体的二次污染。净水厂污泥含水率约为95%-99.5%，含水率高、呈流动状态且体积大，为了便于运输、处理和资源化利用，污泥调理和脱水是污泥处理的首要和关键步骤。结合水的存在是造成污泥含水率难以降低的主要因素。目前广泛使用的机械脱水主要有真空过滤脱水、离心脱水及压滤脱水，提高污泥脱水效率的关键是对污泥进行预处理，如热解、机械破解、超声波破解、臭氧氧化、酸化、碱解、碱与超声波联合处理、酶处理等，打散污泥中的菌胶团，加快污泥中有机物的溶出，进而促进结合水的释放。超声波预处理活性污泥技术的综合利用包括剩余活性污泥厌氧消化以及回流活性污泥的隐形增长，该技术已得到广泛应用。活性污泥经过超声波处理之后，可减少其含水量并加快其厌氧消化速度，使机械脱水的污泥体积大大减少，污泥的有害病菌也被大量消除，起到减量化和稳定化的作用。超声波作用于污泥时，污泥结构会重组，污泥中水的存在形式会改变，污泥介质中易去除的自由水含量提高，污泥中的胞外聚合物(主要为蛋白质、多糖和核酸)和胞内物质会释放，最终改变污泥脱水性及沉降性。研究表明，污泥脱水性及沉降性的变化与胞外聚合物的溶出组分和含量，以及污泥粒径和表面电荷密切相关。超声作用条件对污泥的脱水性的改善存在一个临界值，超过或低于该临界值污泥的脱水性均较差。

净水厂污泥与污水厂活性污泥在物理、化学性质和微生物种群等方面有着很大不同，且经超声作用后离散、破碎的污泥絮体粒径、溶出物质含量和性质发生了变化，这些变化对净水厂污泥脱水性和沉降性的影响尚不明确。传统的化学混凝调理脱水方法(通过投加化学药剂和机械脱水的方式)很难有效地破坏污泥中胞外聚合物的结构，无法有效将其中结合水释放出来。在混凝化学药剂再絮凝的条件下，破碎的污泥微絮体或颗粒、以及释放至液相中的胞外聚合物和胞内物质会重新聚集，可进一步提高污泥的脱水性和沉降性。

发明内容

本发明提供了一种净水厂污泥调理的超声波预破碎和混凝再絮凝的组合脱水方法，将净水厂污泥采用超声波技术破碎后通过混凝再絮凝的方式提高污泥的脱水性和沉降性。

本发明所采用的技术方案是：一种用于净水厂污泥调理脱水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用超声波破碎净水厂污泥;

步骤2：投加化学药剂，对破碎污泥进行再絮凝调理;

步骤3：对调理后的污泥进行机械脱水。

作为优选，步骤1中采用的超声波反应器为槽式超声波反应器、探头式超声波反应器或平行板近场式超声波反应器，超声波破碎时间为10~30min。

作为优选，所述槽式超声波反应器，反应器的换能器设置在反应槽四周，频率为a1kHz、a2kHz、a3kHz和a4kHz，其中a1、a2、a3、a4的取值均为25、40、68、80、100、125或160，共98种频率组合形式;反应器的输入功率为0~450W，连续可调，声能密度为23.3~30.0W/L。

作为优选，所述探头式超声波反应器，反应器频率为bkHz，b的取值为25或40，声能密度为300~500W/L;超声过程中探头离污泥界面2.0~2.5cm。

作为优选，所述探头式超声波反应器的磁力搅拌速度为250~310rpm。

作为优选，所述平行板近场式超声波反应器，反应器中平行板上侧频率为c1kHz，c1的取值为25、40、68或100;平行板下侧频率为c2kHz，c2的取值为68、100、125或160;上下侧构成了225种频率形式的超声混响场;声能密度为0~500W/L。

作为优选，步骤2中所述化学药剂为混凝剂、混凝剂与助凝剂组合物或者混凝剂与氧化剂组合物。

作为优选，所述混凝剂为硫酸铝、氯化铝、氯化铁、聚合氯化铝或聚合硫酸铁;所述助凝剂为生石灰、稀盐酸、活化硅酸或聚丙烯酰胺;所述氧化剂为高锰酸钾、高锰酸盐复合药剂、臭氧或过氧化钙。

作为优选，步骤2中所述再絮凝调理，首先以200~300rpm快速搅拌混合0.5~1min，接着投加化学药剂，然后以50~80rpm搅拌再絮凝15~20min，最后静置沉淀25~30min。

作为优选，所述化学药剂的投加量根据污泥TSS质量确定，投加的化学药剂与污泥TSS质量浓度比为0.5%~1%。

采用本发明中净水厂污泥调理的方法可显著提高污泥的脱水性和沉降性，将难脱除的内部水转化为易脱除的自由水，实现污泥的减量化，降低后续污泥运输、处理的成本。整个工艺流程简单，易于实现。

原标题：污泥调理脱水方法

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