本發明屬于磷石膏的資源化應用領域，同時屬于污泥減量化生產工藝技術領域，具體涉及了一種利用磷石膏提高污泥脫水效果的方法。
背景技術：
磷石膏是生產濕法磷酸的副產物，是化學工業中排放量最大的固體廢物之一，每生產1噸磷肥，平均產生3.75噸磷石膏。大部分磷石膏采用露天堆放和傾入大海兩種方式處理，而磷石膏中含有大量的有害物質，在占用大量土地資源的同時，還污染了我們的生存環境。這在很大程度上制約著磷石膏的資源化利用，并持續地影響著人類賴以生存的環境。因此，若能通過一系列物理化學方法將磷石膏應用于相關領域，將對磷石膏的資源化利用和改善環境有著重要的現實意義。
目前，城市污泥的產量巨大，對環境危害的深度和廣度而言，因含有較高的污染物含量而被認為是一類有巨大污染危害的廢棄物。城市污泥對環境的危害主要表現在污泥中含有大量種類廣泛的污染物。對城市污泥的處理與處置過程中，主要依靠各種技術方法實現污泥的減量化、無害化、資源化和穩定化，其中對污泥進行濃縮、脫水后進行后續處理是當前實現污泥減量化的重要途徑。而剩余污泥中含水率高達99%以上，其中水分的去除成為制約污泥綜合利用的關鍵因素。目前，使用較多的是利用陽離子聚丙烯酰胺投入污泥中，通過板框壓濾或者離心過濾，將污泥的含水率降低，但污泥脫水后仍然含有75%～85%的水分，因此專家學者通過研究，提出了一系列污泥繼續脫水的方法。發明申請201510307148.4中所述的，利用一種干化擠出機對脫水污泥進行進一步干化處理，干化后的污泥進一步晾曬后含水率降至30%以下。發明專利201510478952.9提到以初步脫水后的污泥為對象，分別采用一定濃度的甲醛、乙醇、丙酮或正丁醇對其進行預處理，進而采取晾干、抽濾或加熱的方法進行深度脫水，可有效降低污泥含水率。發明專利20151017223.x提出將由熱改性硅藻土、改性淀粉、氧化鎂和氯化鎂組成的綠色深度脫水劑加入初步脫水后的污泥中，進行堆肥，可有效降低污泥中的水分，既對環境無害，脫水劑中的成分又增加了土壤的肥力。隨著脫水工藝的不斷優化，污泥的脫水方式朝多元化轉變，脫水效果也逐步提高，但是縱觀上述工藝，都存在著操作復雜、能耗高、物料消耗高的缺點。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種利用磷石膏促進污泥中水分脫除的方法，該方法是以磷石膏作為原料制備浸漬磷石膏成品，用于改善污泥脫水效果的方法，該方法既開拓了磷石膏綜合利用的市場，也能夠大幅度地降低污泥含水率，達到以廢治廢的目的。
本發明的技術方案如下：首先利用十六烷基三甲基氯化銨溶液對磷石膏進行浸漬、過濾干燥后，研磨成粉末狀，得到浸漬磷石膏，將浸漬磷石膏投入經過重力濃縮后的污泥中，攪拌靜沉，過濾，過濾過程中同步測定污泥比阻；過濾所得濾餅即為脫水后污泥，按照含水率測定標準測定濾餅含水率。將污泥比阻和含水率兩個指標與普通脫水工藝相比，即可驗證經藥劑浸漬后的磷石膏對于污泥深度脫水的明顯作用。
一種提高污泥脫水效果的方法，具體操作如下：
（1）取一定量的十六烷基三甲基氯化銨粉末，溶于一定量的去離子水中，于常溫下攪拌至完全溶解，置于棕色試劑瓶中備用，其中十六烷基三甲基氯化銨溶液的濃度為1-20mmol/l。
（2）在磷石膏中加入十六烷基三甲基氯化銨溶液，在常溫下振蕩浸漬3-8h；浸漬后的液固混懸液通過過濾后，固態物質經干燥研磨后即為浸漬磷石膏，儲存于干燥器中備用；磷石膏和十六烷基三甲基氯化銨溶液的質量體積比為1:20ml-50ml，十六烷基三甲基氯化銨的純度為化學純，浸漬溫度為20-30℃。
（3）在經過重力濃縮后的污泥中加入浸漬磷石膏，在20-30℃下攪拌反應10-30min，靜沉后，過濾，過濾過程中同步測定污泥比阻；過濾后的固相物質即為污泥泥餅；將泥餅置于瓷坩堝中，盛有泥餅的坩堝放入烘箱中，在90-110℃下干燥至恒重，取出坩堝，放于干燥器中冷卻；通過測量坩堝進入烘箱前后的質量，即可計算出泥餅的含水率；將污泥比阻與含水率兩個指標并與未經浸漬磷石膏成品處理過的污泥比阻和含水率進行比較；其中浸漬磷石膏和污泥的質量比為1:100-1000，攪拌速度為500-1000r/min。
本發明中磷石膏是磷肥生產過程中產生的副產物，例如專利cn1724436和cn1651348中提到的，主要成分是硫酸鈣，同時含有多種雜質如總磷、氟、二氧化硅、氧化鎂、氧化鐵、氧化鋁等。發明中提及的污泥是城市污水處理廠利用生物處理法處理污水后產生的固液態廢物，具有含水率高的特點，同時含有一些致病菌等有毒有害物質。
本發明的優點和技術效果：
本發明的生產工藝簡單易行，生產成本低，以廢治廢，變廢為寶，耗能較低；在促進磷石膏的綜合利用的同時，為污泥深度脫水提供技術支持，節約了大量的資源，應用前景廣闊、無污染環境。
具體實施方式
下面通過實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明保護范圍不局限于所述內容。
實施例1：提高污泥脫水效果的方法，具體操作如下：
（1）取0.1g十六烷基三甲基氯化銨粉末（相對分子質量為320），溶于62ml去離子水中，于常溫下攪拌至完全溶解，置于棕色試劑瓶中備用，其中十六烷基三甲基氯化銨溶液的濃度為5mmol/l；
（2）在10g磷石膏中加入200ml濃度為5mmol/l的十六烷基三甲基氯化銨溶液，在20℃下振蕩浸漬3h，浸漬后的液固混懸液通過過濾后，固態物質干燥冷卻后研磨成粉末狀，即為浸漬磷石膏，儲存于干燥器中備用；
（3）在100g經過重力濃縮后的市政污泥中加入1g浸漬磷石膏成品，在20℃下攪拌反應10min，攪拌速度為500r/min，靜沉后，過濾，過濾過程中同步測定污泥比阻，比阻值為2.84×1012m/kg；過濾后得到的固態物質即為污泥泥餅。將泥餅置于瓷坩堝中，盛有泥餅的坩堝放入烘箱中，在90℃下干燥2h至恒重，取出坩堝，放于干燥器中冷卻；通過測量坩堝進入烘箱前后的質量，計算出泥餅的含水率為46.85%。
實施例2：提高污泥脫水效果的方法，具體操作如下：
（1）取0.1g十六烷基三甲基氯化銨粉末，溶于31ml去離子水中，于常溫下攪拌至完全溶解，置于棕色試劑瓶中備用，其中十六烷基三甲基氯化銨溶液的濃度為10mmol/l；
（2）在10g磷石膏中加入500ml濃度為10mmol/l十六烷基三甲基氯化銨溶液，在25℃下振蕩浸漬5h；浸漬后的液固混懸液通過過濾后，固態物質干燥冷卻后研磨成粉末狀，即為浸漬磷石膏，儲存于干燥器中備用；
（3）在500g經過重力濃縮后的市政污泥中加入1g浸漬磷石膏成品，在25℃下攪拌反應20min，攪拌速度為800r/min靜沉后，過濾，過濾過程中同步測定污泥比阻，比阻值為2.67×1012m/kg；過濾后得到的固態物質即為污泥泥餅；將泥餅置于瓷坩堝中，盛有泥餅的坩堝放入烘箱中，在100℃下干燥2h至恒重，取出坩堝，放于干燥器中冷卻。通過測量坩堝進入烘箱前后的質量，計算出泥餅的含水率為41.03%。
實施例3：提高污泥脫水效果的方法，具體操作如下：
（1）取0.1g十六烷基三甲基氯化銨粉末，溶于21ml去離子水中，于常溫下攪拌至完全溶解，置于棕色試劑瓶中備用，其中十六烷基三甲基氯化銨溶液的濃度為15mmol/l；
（2）在10g磷石膏中加入300ml濃度為15mmol/l的十六烷基三甲基氯化銨溶液，在30℃下振蕩浸漬6h；浸漬后的液固混懸液通過過濾后，固態物質干燥冷卻后研磨成粉末狀，即為浸漬磷石膏，儲存于干燥器中備用；
（3）在1800g市政污泥中加入2g浸漬磷石膏，在30℃下攪拌反應25min，攪拌速度為1000r/min，靜沉后，過濾，過濾過程中同步測定污泥比阻，比阻值為2.11×1012m/kg；過濾后得到的固態物質即為污泥泥餅。將泥餅置于瓷坩堝中，盛有泥餅的坩堝放入烘箱中，在105℃下干燥2h，取出坩堝，放于干燥器中冷卻。通過測量坩堝進入烘箱前后的質量，計算出泥餅的含水率為40.65%。
實施例4：一種提高污泥脫水效果的方法，具體操作如下：
（1）取0.1g十六烷基三甲基氯化銨粉末，溶于15ml去離子水中，于常溫下攪拌至完全溶解，置于棕色試劑瓶中備用，其中十六烷基三甲基氯化銨溶液的濃度為20mmol/l；
（2）在10g磷石膏中加入250ml濃度為20mmol/l的十六烷基三甲基氯化銨溶液，在30℃下振蕩浸漬3h；浸漬后的液固混懸液通過過濾后，固態物質干燥冷卻后研磨成粉末狀，即為浸漬磷石膏，儲存于干燥器中備用；
（3）在2000g市政污泥中加入10g浸漬磷石膏成品，在25℃下攪拌反應25min，攪拌速度為600r/min，靜沉后，過濾，過濾過程中同步測定污泥比阻，比阻值為1.90×1012m/kg；過濾后得到的固態物質即為污泥泥餅。將泥餅置于瓷坩堝中，盛有泥餅的坩堝放入烘箱中，在105℃下干燥2h，取出坩堝，放于干燥器中冷卻。通過測量坩堝進入烘箱前后的質量，計算出泥餅的含水率為40.05%。