CN102557387B - 一种钢渣制备的复合污泥絮凝脱水调理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境保护及固体废弃物钢渣的资源化利用领域，具体涉及一种用钢渣为主要原料，以粉煤灰为辅助原料制备的复合污泥絮凝脱水调理剂。其特征在于，将活化的钢渣粉与粉煤灰按一定质量比例混合，先用盐酸处理，滤液备用，滤渣用碱性溶液处理，然后一定条件下滤液与滤渣经碱性溶液处理后得到的溶液按一定体积比混合反应，静置陈化，即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。该复合污泥絮凝脱水调理剂以钢渣为主要原料，又加入一定比例的粉煤灰做辅助原料。整个制备过程简单，原材料为固体废弃物，不仅解决了钢渣，粉煤灰大量堆放对环境的污染，且该复合污泥絮凝脱水调理剂能够明显减小污泥的比阻，使污泥脱水由难变易，达到了以废治废的目的。
Description
技术领域
本发明专利属于固体废弃物钢渣的资源化利用领域，具体涉及利用炼钢后所排钢渣为主要原料制备一种复合污泥絮凝脱水调理剂。
背景技术
钢渣是炼钢后所排的一种固体废弃物，2008年中国粗钢产量将达到5.4亿吨，钢渣作为钢铁生产的副产品，2008年也将达到1亿吨。我国是炼钢大户，但在炼钢的同时也会产生大量的钢渣，就上海宝钢股份有限公司一年的钢渣产量就在120万吨左右。这些钢渣除了很少部分被回用到炼钢中外，其余的都不能很好的被利用起来。钢渣是在炼钢过程中，由金属炉料中各元素被氧化后生成的氧化物、被侵蚀的炉衬和补炉材料、金属炉料带入的杂质如泥砂和特意加入的造渣材料，如石灰、萤石、脱氧剂等所形成的废物。依炼钢工艺技术和设备的不同，钢渣的产生率有所不同，一般约为粗钢产量的15％～20％。钢渣成分比较复杂，钢渣处理一直是困扰我国炼钢行业的难题。在过去，这种固体废弃物大部分被用做路基回填材料，利用率一直很低，既占用大量城市土地，又对环境、空气造成严重污染。如果能够得到深层次的开发和利用，不但可以消除环境污染，而且还能够创造巨大的经济效益。我国国内积存钢渣已有1亿吨以上，且每年仍以数百万吨的排渣量递增，大量钢渣堆积成渣山，不仅成为环境污染的一大公害，而且占用大量土地。我国钢渣的利用率较低，约为10％，若不综合利用，钢渣会占用越来越多的土地，影响钢铁工业的可持续发展。因此，有必要对钢渣进行减量化、资源化和高价值综合利用研究。
而污泥作为污水厂处理污水后的产物，其处理处置方法一直以来也是人们关注的重要问题。原则上说，一个成熟的污水处理厂，用于污泥的处理费用会占到其总费用的20％-70％，由此可见污泥处理耗资巨大。而污泥由于含水率高，成分复杂，臭味大，一直以来都是被污水处理厂当作难题来对待。污泥处理的重中之重即是污泥脱水，只有将污泥的含水率尽可能减小，并使其脱水过程易于进行，这样才能有利于后续的处理处置。污泥由于其性质，直接脱水十分困难，所以很多污水厂都是在污泥脱水前向污泥中加入污泥脱水调理剂来改善其脱水性能，从而使污泥脱水变得容易，节省电耗，也为后续处理创造便利。本发明正是基于此问题，发明了一种复合污泥絮凝脱水调理剂，用于污泥脱水前的调理。
发明内容
为解决钢渣的环境污染问题以及提高其资源化利用，增加其附加产值，本发明提供了一种以钢渣为主要原料合成的复合污泥絮凝脱水调理剂。
本发明以钢渣为主要原料，另外使用少许燃煤电厂排出的固体废弃物粉煤灰为辅助原料来补充硅元素与铝元素的不足，以使合成的调理剂对污泥具有更好的脱水效果。使用的粉煤灰预先经200目筛，将杂质颗粒去除，并在箱式电阻炉中500℃下活化1小时。合成脱水调理剂的主要步骤如下：
(1)钢渣的活化：
将钢渣放入球磨机中磨碎，过150目筛，随后将得到的钢渣粉放于箱式电阻炉中在680℃下活化2小时，取出备用。
(2)钢渣与粉煤灰的混合：
将200-300份已活化的钢渣粉与40-60份已活化的粉煤灰均匀混合，要保证完全混匀。
(3)活性物质的提取：
向已混合均匀的钢渣粉与粉煤灰中缓慢加入10％的稀盐酸，缓慢搅拌，然后将反应后的滤液过滤备用，滤渣保留备用。
(4)滤渣的处理：
向过滤后的滤渣中加入10％的碱性溶液，让碱液没过滤渣，然后将其放入水浴恒温振荡器中在一定温度下中速振荡，反应一段时间后取出，此时滤渣已完全溶解，加入纯水稀释，并用盐酸调节pH，快速搅拌，pH调节到4左右即可，静置4小时。
(5)脱水调理剂的制备：
将第3步中得到的滤液与第4步中滤渣处理后的溶液在一定温度下按体积比1∶1～2混合，混合过程中不断搅拌，待混合均匀后，静置陈化24小时即得复合污泥絮凝脱水调理剂。
具体实施方式
实施案例一：
将200份过150目筛且已活化的钢渣粉与60份过200目筛且已活化的粉煤灰均匀混合。向混合均匀的混合物中缓慢加入10％的稀盐酸，搅拌，将滤液过滤备用；向过滤后的滤渣中加入浓度为10％的氢氧化钠溶液，放入水浴恒温振荡器中在40℃下中速振荡，反应1小时后取出，加入纯水稀释3倍，将溶解后的滤渣用盐酸调节pH，并快速搅拌，pH调节到4左右即可，静置4小时。将备用的滤液与滤渣处理后的溶液在45℃下按体积比1∶1混合，并不断搅拌，混合均匀后，静置陈化24小时即得复合污泥絮凝脱水调理剂。
将其用于生活污泥脱水前的调理，调理前污泥比阻为30.5×108s2/g，难于脱水，加入最佳用量的该调理剂后，测试污泥比阻，发现已降至3.12×108s2/g，成为易脱水的污泥。
实施案例二：
将250份过150目筛且已活化的钢渣粉与50份过200目筛且已活化的粉煤灰均匀混合。向混合均匀的混合物中缓慢加入10％的稀盐酸，搅拌，将滤液过滤备用；向过滤后的滤渣中加入浓度为10％的氢氧化钾溶液，放入水浴恒温振荡器中在45℃下中速振荡，反应2小时后取出，加入纯水稀释4倍，将溶解后的滤渣用盐酸调节pH，并快速搅拌，pH调节到4左右即可，静置4小时。将备用的滤液与滤渣处理后的溶液在50℃下按体积比1∶1.5混合，并不断搅拌，混合均匀后，静置陈化24小时即得复合污泥絮凝脱水调理剂。
将其用于生活污泥脱水前的调理，调理前污泥比阻为30.5×108s2/g，难于脱水，加入最佳用量的该调理剂后，测试污泥比阻，发现已降至2.93×108s2/g，成为易脱水的污泥。
实施案例三：
将300份过150目筛且已活化的钢渣粉与40份过200目筛且已活化的粉煤灰均匀混合。向混合均匀的混合物中缓慢加入10％的稀盐酸，搅拌，将滤液过滤备用；向过滤后的滤渣中加入浓度为10％的氢氧化钠与氢氧化钾等体积等浓度混合的碱溶液，放入水浴恒温振荡器中在50℃下中速振荡，反应3小时后取出，加入纯水稀释5倍，将溶解后的滤渣用盐酸调节pH，并快速搅拌，pH调节到4左右即可，静置4小时。将备用的滤液与滤渣处理后的溶液在55℃下按体积比1∶2混合，并不断搅拌，混合均匀后，静置陈化24小时即得复合污泥絮凝脱水调理剂。
将其用于生活污泥脱水前的调理，调理前污泥比阻为30.5×108s2/g，难于脱水，加入最佳用量的该调理剂后，测试污泥比阻，发现已降至3.26×108s2/g，成为易脱水的污泥。
Claims (2)
1.一种利用钢渣为主要原料，粉煤灰为辅助原料制备的复合污泥絮凝脱水调理剂，其特征在于，所述复合污泥絮凝脱水调理剂的制备过程如下：
(1)将钢渣放入球磨机中磨碎，过150目筛，随后将得到的钢渣粉放于箱式电阻炉中在680℃下活化2小时，取出备用；粉煤灰预先经200目筛，将杂质颗粒去除，并在箱式电阻炉中500℃下活化1小时；
(2)将200-300份已活化的钢渣粉与40-60份已活化的粉煤灰均匀混合，按质量份计，要保证完全混匀；
(3)向已混合均匀的钢渣粉与粉煤灰中缓慢加入10％的稀盐酸，缓慢搅拌，然后将反应后的滤液过滤备用；
(4)向过滤后的滤渣中加入10％的碱性溶液，让碱液没过滤渣，然后将其放入水浴恒温振荡器中中速振荡，反应一段时间后取出，此时滤渣己完全溶解，加入纯水稀释，并用盐酸调节pH，快速搅拌，pH调节到4，静置4小时；
(5)将第(3)步中得到的滤液与第(4)步中滤渣处理后的溶液按体积比1∶1～2混合，混合过程中不断搅拌，待混合均匀后，静置陈化24h即得此复合污泥絮凝脱水调理剂。
2.根据权利要求1所述的利用钢渣为主要原料，粉煤灰为辅助原料制备的复合污泥絮凝脱水调理剂，其特征在于，向过滤后的滤渣中加入的碱性溶液是氢氧化钠溶液，氢氧化钾溶液，或者是氢氧化钠和氢氧化钾两者的混合液。
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