一種評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，選定了一套統(tǒng)一的、綜合的、能定量計算的評價指標，包括污泥沉降性能的SV和SＡ、污泥過濾性能的SCT、污泥脫水程度的脫水率W、濾液水質指標COD、pH和濁度，將其綜合起來形成一個評價指數(shù)Ecp，可以通過比較Ecp來比較多種調理劑的性能，填補了目前調理劑綜合性能的評價方法的空缺，對可定量計算的評價指標CST和COD分別定義了新的評價方法，過濾性能提高率PCST用于更好地表示調理劑對污泥過濾性能提升或阻礙的作用程度，COD變化率GCOD用于更好地表示調理劑對濾液還原性物質消解或增加的程度；提出了污泥脫水調理劑綜合性能評價指數(shù)Ecp，評價方法客觀、定量、重復性好、具有可操作性和實用性。
【專利說明】
一種評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及污泥處理技術領域，特別涉及一種評價污泥脫水調理劑的綜合性能的 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，工業(yè)發(fā)展、城市建設、河湖清淤及污 水處理廠均產(chǎn)生大量的污泥，為防止污泥堆積產(chǎn)生二次污染，縮短干化時間，投加脫水調理 劑進行污泥調質是快速實現(xiàn)污泥減量化及后續(xù)資源化利用的一項關鍵技術，若不對泥質進 行調理，機械脫水也是極其困難。目前的研究主要集中在調理方案的比選及優(yōu)化調理劑配 方等方面，但調理劑性能評價指標多種化、評價方法各異，缺乏一種統(tǒng)一的衡量指標及其綜 合性能的評價方法，導致難以比對各種調理劑的優(yōu)劣，為改善污泥脫水綜合性能的各種新 方法和新技術之間的相互參考比較、篩選及推廣應用帶來了困難。
[0003] 目前污泥脫水調理劑比較常用的評價指標包括污泥的過濾性能、沉降性能及脫水 程度。污泥的過濾速度可以衡量調理劑調質后污泥脫水的快慢，從而反映調理劑對污泥過 濾性能的作用效果，一般用污泥比阻SRF或毛細吸水時間CST表征。調理劑對污泥沉降性能 的影響沒有統(tǒng)一的評價指標，有的用污泥沉降比SV，也有設計一段時間內的各固定時間間 隔記錄的固液分界面高度繪成圖比較，用以衡量調理劑調質后污泥的聚沉效果，沒有定量 的數(shù)據(jù)來表征。調質后污泥的脫水程度常用真空抽濾或機械脫水后的泥餅含水率或脫水率 表不。
[0004] 過濾性能、沉降性能和脫水程度屬于調理劑對污泥調質的三個不同性能，但都只 關注調理劑的使用對污泥的作用效果。目前對調理劑的評價都是單方面地考量過濾性能、 沉降性能和脫水程度，沒有一種能夠全面地綜合地評價調理劑功能的方法。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法。
[0006] 本發(fā)明所采取的技術方案是：
[0007] -種評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，包括以下步驟：
[0008] Sl:污泥過濾性能的測定：取污泥，測量其毛細吸水時間CST前，向污泥中加入調理 劑調質，測量其毛細吸水時間CST后，通過式(1)計算得到過濾性能的提高率PCST，
[0009] ⑴；
[0010] S2:污泥沉降性能的測定:取污泥，測量初始的沉淀污泥體積VW6,向其中加入調理 劑調質，A min后，測量沉淀污泥的體積VA，其中，A為4-7，30min后，測量沉淀污泥的體積V30， 通過式(2)計算得到污泥沉降比SV，通過式(3)計算得到污泥沉降速度S A，
[0011] (2),
[0012]
(3) ；
[0013] S3:污泥脫水程度的測定：取污泥，測量其初始含水率％始，向其中加入調理劑調 質，脫水得到泥餅，分析得到泥餅的含水率W?f，通過式(4)計算得到脫水率W，
[0014] (4) ；
[0015] S4:濾液水質指標測定:取污泥，過濾，分析濾液的CODfi值，取相同的等量的污泥加 入調理劑調質后，過濾，分析濾液的CODgf直、濁度值Z和pH值，通過式(5)計算得到濾液COD變 化率Gcod，
[0016] (:5)；
[0017] S5:通過式(6)計算得到污泥脫水調理劑綜合性能的評價指數(shù)Ecp，所述值越 大，調理劑的綜合性能越好，
[0018] Ecp= (35ff ) + (25Pcst) + [ 10( 1-SV) ] + ( 10Sa) + (5Gcod)+Xz+Yph (6)，
[0019] 其中，Xz為濁度值Z的權重分值;Yph為pH的權重分值。
[0020] 在一些具體的實施方式中，所述S4中如果采用真空抽濾進行過濾時，當?shù)玫降臑V 液的Z為0-10NTU時，Xz為7.5，當?shù)玫降臑V液的Z為10.1-20NTU時，Xz為6，當?shù)玫降臑V液的Z為 20.1-30NTU時，Xz為4.5，當?shù)玫降臑V液的Z為30.1-50NTU時，Xz為3，當?shù)玫降臑V液的冗> 50NTU時，Xz為1.5。
[0021] 在另一些具體的實施方式中，所述S4中如果采用機械濾布式過濾方法進行過濾 時，當?shù)玫降臑V液的Z為0-70NTU時，Xz為7.5，當?shù)玫降臑V液的Z為70.1-200NTU時，Xz為5.6， 當?shù)玫降臑V液的Z為200.1-400NTU時，Xz為3.8，當?shù)玫降臑V液的Z>400NTU時，Xz為1.9。
[0022] 在一些具體的實施方式中，所述污泥為相同類型相同性質的污泥。
[0023]在進一步優(yōu)選的實施方式中，所述污泥的初始含水率!《^70%。
[0024] 在一些具體的實施方式中，所述32中六為5。
[0025]在一些具體的實施方式中，所述調理劑為生石灰、硝酸、硫酸亞鐵、過氧化氫、聚丙 烯酰胺、聚合氯化鋁、十六烷基三甲基溴化銨、竹炭、聚合硫酸鋁、氯化鐵、聚乙烯醇、氯化 錯、娃酸鈉、粉煤灰中的至少一種。
[0026]在一些具體的實施方式中，所述加入調理劑調質的步驟是將調理劑加入所述污泥 中，攪拌，所述攪拌時間為5_40min。
[0027] 本發(fā)明的有益效果是：
[0028] 在調理劑的實際使用中，需同時考慮其對污泥過濾性能、沉降性能、脫水程度和濾 液多方面的作用效果，但是目前在分析調理劑的功能時，往往是單一地對調質后的污泥過 濾性能或沉降性能等進行分析，但是多種不同調理劑對各項性能的作用不同，此時，想要判 斷哪種調理劑是更優(yōu)的選擇，沒有一個綜合的評價方法。本發(fā)明對污泥沉降性能測定，新增 了一個污泥沉降速度Sa的概念，因為經(jīng)過大量實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過調理劑調質后，污泥在前4-7min中固液分離較為明顯，污泥沉降速度較快，之后逐漸固液分離速度趨于平緩，所以選取 在4-7min后測量形成的污泥沉淀的體積VA，將Va與V3q的比值作為Sa可以很好地說明調質后 污泥的沉降速度，這一概念以前從未在任何文獻或專利申請文件中提出過;本發(fā)明將調理 劑對污泥過濾性能、污泥沉降性能、污泥脫水程度及濾液水質綜合起來形成一個評價指數(shù) ECP，可以通過比較Ecp來比較多種調理劑的性能，填補了目前調理劑綜合性能的評價方法的 空缺，針對目前調理劑的性能評價評價方法各異、指標多種化的現(xiàn)狀，本發(fā)明選定了一套統(tǒng) 一的、綜合的、能定量計算的評價指標，包括污泥沉降性能的SV和S A、污泥過濾性能的SCT、 污泥脫水程度的脫水率W、濾液水質指標COD、pH和濁度，目前對調理劑性能評價目前都幾乎 沒有考慮調質后過濾后濾液的性質，而本發(fā)明將濾液的性能也考慮在內；本發(fā)明對可定量 計算的評價指標CST和COD分別定義了新的評價方法，過濾性能提高率P cst用于更好地表示 調理劑對污泥過濾性能提升或阻礙的作用程度，COD變化率Go?用于更好地表示調理劑對濾 液還原性物質消解或增加的程度;本發(fā)明將污泥沉降比、沉降速度、過濾性能提高率、脫水 率、COD變化率、pH、池度這幾個指標和計算的數(shù)據(jù)分別賦予不同的權重比分，利用權重積分 法進行綜合評定，創(chuàng)造性地提出了污泥脫水調理劑綜合性能評價指數(shù)E cp，定義了一種對調 理劑全新的、綜合的評價方法，該法客觀、定量、重復性好、具有很好的可操作性和實用性， 對污泥/淤泥脫水調質用調理劑的比較及選用有直接的指導意義。
【附圖說明】
[0029]圖1為調理劑1-13調質后沉淀污泥體積隨時間變化圖。
【具體實施方式】 [0030] 實施例1:
[0031]取河道底泥，所選河道底泥為黑臭、軟泥狀底泥，將其稀釋為初始含水率1補臺為 75 %的泥漿，其中調含水率所加的水為河道底泥的上覆河水，若調質對象的污泥無上覆水 或沉淀上清液，則加入自來水調配含水率即可，在本實施例中，稀釋后的泥漿即為本發(fā)明所 述污泥，將稀釋后的泥漿作為實驗對象，采用Icm直徑的CST儀專用漏斗裝取一定量的初始 泥漿，使用CST儀測定泥漿的毛細吸水時間CST前，、測試初始泥漿的含水率％始，取一定量初 始泥漿用定性濾紙過濾，收集濾液，當天采用國標法分析C0D，得到COD前值。選取5種具有代 表性的調理劑1-5,按照常規(guī)的投加用量或者最優(yōu)的投加量分別向初始泥漿中加入各調理 劑，先以300r/min的轉速快速攪拌l-2min，然后以150r/min的轉速慢速攪拌IOmin，調理劑 1-5的主要成分及用量如表1所示。
[0032] 表1調理劑1-5的成分及用量表
LUt?4」 取一足重調質廟的泥澩，冋秤米用I
cm且砼的CST儀專用漏斗裝，測足乇細吸7K時 間CST后，根據(jù)式⑴計算過濾性能的提高率Pcst，
[0035] (1)；
[0036] 取調質后的泥漿倒入與之體積大小相適應的量筒進行沉降性能實驗，倒入量筒后 馬上開始計時，記錄〇min、5min及30min時沉淀污泥的體積\^始、1和V3〇(即泥水分界面的體 積），此時A為5,根據(jù)式(2)計算污泥沉降比SV和根據(jù)式(3)計算污泥沉降速度S A，
[0037] (2).
[0038] (3)〇
[0039] 取一定量調質后的泥漿，用定性濾紙過濾，當天用國標法測定濾液的COD后，根據(jù)式 (5)計算濾液COD變化率Gcod，
[0040] (5h
[0041] 分別使用調理劑1-5對泥漿進行調質后，將調質后的泥漿用真空抽濾或機械濾布 式過濾方法進行脫水，機械濾布式過濾方法包括板框壓濾機、帶式壓濾機等，收集濾液分別 用PH計測濾液pH值，用濁度儀測濾液濁度Z，脫水泥餅用烘干法測含水率W灘。根據(jù)式(4)計 算脫水率W， 123 (A):。 2 上述采用調理劑1-5調質后分析得到實驗結果如表2。 3 表2調理劑1-5的評價指標測定和計算結果
[0047]濾液水質指標pH和NTU的權重比分的計算方法有別于1上^^(?，因其均換算 成百分比值，乘以權重即可得該指標的權重分值;而水質指標PH和NTU為數(shù)值，積分的計算 方法不同。
[0048] pH和NTU均以投加調理劑調質后的濾液指標為評價值，按照排放標準的等級劃分 得相應的權重分值。因污泥脫水設備的不同，濾液濁度相差較大，所以當泥漿使用真空抽濾 法脫水時，濾液的濁度采用較為嚴格的標準《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)，而當泥漿使用板框壓濾機或帶式過濾機等機械用濾布過濾的方式脫水時，過濾精度 較低，濾液的濁度也采用較寬松的標準《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中的其他排污 單位標準，濁度各標準對應的權重分值如表3所示。由于兩個標準對于pH的限值一樣，兩個 標準選其一即可評價濾液PH，其權重分值如表4所示。
[0049]表3濁度各標準對應的等級評價和權重分值Xz
[0051] 備注：（單位 NTU，即 TU，lTU=lJTU=lmg/L) 1 表4 pH各標準對應的等級評價和權重分值Yph
[0054] 通過式(6)計算得到污泥脫水調理劑綜合性能的評價指數(shù)Ecp，所述Ecp數(shù)值越大， 調理劑的綜合性能越好，污泥性能指標中的W、P CST、SA和濾液水質指標Gcqd值均是越大代表 調理劑效果越好，只有SV的值越小代表調理劑效果越好，因此，在綜合評定加權積分時SV的 值以（I-SV)來計算權重分值，列入公式(6)計算，
[0055] Ecp= (35ff ) + (25Pcst) + [ 10( 1-SV) ] + ( 10Sa) + (5Gcod)+Xz+Yph (6)〇
[0056] 如果調質后的泥漿采用真空抽濾法脫水，調理劑綜合性能的等級標準劃分如表5， 如果調質后的泥漿采用機械濾布式過濾方法進行脫水，調理劑綜合性能的等級標準劃分如 表6 〇
[0057]表5調理劑綜合性能評價指數(shù)等級評價一
[0061] 在本實施例中，是采用真空抽濾方式對污泥進行脫水，濾液的濁度采用《城鎮(zhèn)污水 處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的標準來定濁度的權重分值Χ Ζ，然后根據(jù)式(6)計 算污泥脫水調理劑綜合性能的評價指數(shù)Ecp，參考表5中等級評價得到調理劑1-5的綜合性能 的評價指數(shù)結果如表7。
[0062] 表7 5種調理劑綜合性能評價
[0064] 將調理劑對污泥過濾性能、污泥沉降性能、污泥脫水程度及濾液水質綜合起來形 成一個評價指數(shù)Ecp，可以通過比較Ecp來比較多種調理劑的性能，根據(jù)上述評價方法最終可 得到測試樣品調理劑的綜合性能指數(shù)大小及其評價等級，Ecp值越高，調理劑綜合性能越好， 填補了目前調理劑綜合性能的評價方法的空缺，本發(fā)明所述污泥調理劑綜合性能的評價方 法可操作性和實用性強，且為調理劑各指標提供具體的評價標準，對污泥/淤泥/底泥脫水 調質用調理劑的比較及選用有直接的指導意義。
[0065] 實施例2:
[0066] 取13種調理劑，其中調理劑1-5與如實施例1相同，調理劑6-13的組分如表8所示， 按照各個調理劑的常規(guī)投加量或者最佳投加量加入相同泥漿中，記錄沉淀污泥的體積，繪 制沉淀污泥體積隨時間變化曲線圖，得到圖1。從圖1中可以看出，污泥在前4-7min中固液分 離較為明顯，污泥沉降速度較快，之后逐漸固液分離速度趨于平緩，所以選取在4_7min后測 量形成的污泥沉淀的體積Va，將Va與V 3q的比值作為Sa可以很好地說明調制后污泥的沉降速 度，這一概念以前從未在任何文獻或專利申請文件中提出過。
[0067] 表8調理劑6-13的成分表
【主權項】
1. 一種評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，其特征在于，包括以下步驟： S1:污泥過濾性能的測定：取污泥，測量其毛細吸水時間CST前，向污泥中加入調理劑調 質，測量其毛細吸水時間CST后，通過式(1)計算得到過濾性能的提高率PCST，S2:污泥沉降性能的測定:取污泥，測量初始的沉淀污泥體積向其中加入調理劑調 質，A min后，測量沉淀污泥的體積Va，其中，A為4-7，30min后，測量沉淀污泥的體積V3〇，通過 式(2)計算得到污泥沉降比SV，通過式(3)計算得到污泥沉降速度Sa，S3:污泥脫水程度的測定:取污泥，測量其初始含水率％始，向其中加入調理劑調質，脫 水得到泥餅，分析得到泥餅的含水率W?f，通過式(4)計算得到脫水率W，S4:濾液水質指標測定:取污泥，過濾，分析濾液的CODfHI，取相同的等量的污泥加入調 理劑調質后，過濾，分析濾液的COD^f直、濁度值Z和pH值，通過式(5)計算得到濾液COD變化率 Gcod，S5:通過式(6)計算得到污泥脫水調理劑綜合性能的評價指數(shù)ECP，所述EcJi值越大，調 理劑的綜合性能越好， EcP=(35W) + (25Pcst) + [10(1-SV)]+10Sa) + (5Gcod)+Xz+Yph(6), 其中，Xz為濁度值Z的權重分值;YpH為pH的權重分值。2. 根據(jù)權利要求1所述的評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，其特征在于，所述S4 中如果采用真空抽濾進行過濾時，當?shù)玫降臑V液的Z為0-10NTU時，Xz為7.5，當?shù)玫降臑V液 的Z為10.1-20NTU時，Xz為6，當?shù)玫降臑V液的Z為20.1-30NTU時，Xz為4.5，當?shù)玫降臑V液的Z 為30.1-50NTU時，Xz為3，當?shù)玫降臑V液的Z>50NTU時，Xz為1.5。3. 根據(jù)權利要求1所述的評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，其特征在于，所述S4 中如果采用機械濾布式過濾方法進行過濾時，當?shù)玫降臑V液的Z為0-70NTU時，Xz為7.5，當 得到的濾液的Z為70.1-200NTU時，Xz為5.6，當?shù)玫降臑V液的Z為200.1-400NTU時，Xz為3.8， 當?shù)玫降臑V液的Z > 400NTU時，Xz為1.9。4. 根據(jù)權利要求1所述的評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，其特征在于，所述污 泥為相同類型相同性質的污泥。5. 根據(jù)權利要求4所述的評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，其特征在于，所述污 泥的初始含水率W：!胎彡70%。6. 根據(jù)權利要求1所述的評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，其特征在于，所述S2 中A為5。7. 根據(jù)權利要求1所述的評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，其特征在于，所述調 理劑為生石灰、硝酸、硫酸亞鐵、過氧化氫、聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、十六烷基三甲基溴化 銨、竹炭、聚合硫酸鋁、氯化鐵、聚乙烯醇、氯化鋁、硅酸鈉、粉煤灰中的至少一種。8. 根據(jù)權利要求1所述的評價污泥脫水調理劑的綜合性能的方法，其特征在于，所述加 入調理劑調質的步驟是將調理劑加入所述污泥中，攪拌，所述攪拌時間為5-40min。
【文檔編號】G06F19/00GK106055915SQ201610496351
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】王慧, 王茜徵, 桂丕, 翟曉峰, 于偉鵬, 江亞雄, 李化山, 李詩剛
【申請人】深圳市鐵漢生態(tài)環(huán)境股份有限公司