CN102557388A - 一种利用赤泥制备的复合污泥絮凝脱水调理剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于固体废弃物赤泥资源化利用领域，涉及一种用拜耳法炼铝所排赤泥为原料制备的环保型复合污泥絮凝脱水调理剂。本发明所制备的复合污泥絮凝脱水调理剂按质量百分比计，赤泥经硫酸处理后的酸浸滤液34％-44％、滤渣经氢氧化钠处理后并经活化制得的碱浸滤液51％-58％、氧化剂5％-8％。该污泥絮凝脱水调理剂是以拜耳法炼铝产生的废弃物赤泥为原料，不仅有效利用了赤泥中的各种有效组分，而且解决了大量赤泥堆放所造成的环境污染。本污泥脱水调理剂兼有铝盐与铁盐絮凝剂的优点，可广泛用于污水厂产生的初沉污泥，活性污泥，浓缩污泥，消化污泥，效果良好。该污泥絮凝脱水调理剂利用赤泥作为主要原料，并应用于污泥的脱水的处理中，达到了“以废治废”的目的，保护了环境，节省了成本，具有良好的示范意义。

Description

一种利用赤泥制备的复合污泥絮凝脱水调理剂

技术领域

本发明专利属于固体废弃物赤泥的资源化利用领域，特别涉及利用拜耳法炼铝后所排赤泥中的Si、Fe、Al元素来进行复合污泥絮凝脱水调理剂的制备。

背景技术

随着近年来我国污水厂的大量兴建以及国家对于出水水质要求的提高，污泥的增长速度也日益加快。据不完全统计，我国污水处理厂每年产生的干污泥量达130万吨以上，并且每年都以10％的速度增加。污泥是污水处理后的产物，其主要特征是含水率高，一般污泥从二沉池排出时含水率为97％-99％，这造成了污泥体积巨大，不利于后续处理，假使污泥的含水率从99％降至95％，则体积就可减小至原来的1/5。由此可见，对污泥进行脱水可大大减轻污泥的后续处理成本。污泥脱水的方式有很多，机械脱水则是最为常见的一种，但在机械脱水前必须进行预处理，因为污泥是由亲水性带负电荷的胶体颗粒组成，挥发性固体含量高，比阻值很大，难于脱水，所以要在脱水前先进行预处理，以降低污泥比阻，便于脱水。预处理最常用的是化学调理法，即在脱水前向污泥中加入一定量的絮凝剂，以降低污泥的比阻，提高其脱水性能。污泥脱水剂的种类有很多，而如何能在成本低廉的条件下产生较好的效果，也是人们所追求的目标，鉴于此，本发明以赤泥这种废弃物为主要原料来进行一种高效污泥絮凝脱水调理剂的制备。

赤泥是制铝工业在炼制氧化铝过程中排出的极细颗粒强碱性固体废弃物，因含有氧化铁而呈红色，故称为赤泥。中国是世界第4大氧化铝生产国，每年都会排放高达数百万吨的赤泥。我国现阶段仍有大量的赤泥得不到有效利用，在堆场堆放，不仅占用了大量的土地，而且赤泥是碱性物质，长期堆放会碱化土地，污染地下水，造成环境污染。因此，赤泥的综合利用正成为一个日益重要的课题，也是目前环保领域与废弃物资源化利用领域关注的一个热点。

赤泥中各元素的含量与铝土矿的成分及炼制铝的方法有关。所以不同的铝土矿，不同的炼制方法产生的赤泥的成份也是不同的。根据文献所述，一般采用拜耳法炼铝时产生的赤泥，其中Si、Al、Fe的含量较高，它们在赤泥中往往以氧化态的形式存在，这些元素恰恰也是复合型无机高分子污泥脱水剂的主要成份。因此利用拜耳法炼铝后作为废弃物的赤泥中的这些可利用元素来合成高效、环保的复合污泥脱水剂，用于处理污泥，可使赤泥得到有效利用，从而达到“以废治废”的目的，获得良好的经济效益。

发明内容

为了提高赤泥的利用效率，保护环境，节约资本，本发明提供了一种利用拜耳法炼铝所排赤泥为主要原料制备的复合污泥絮凝脱水调理剂。

本发明利用拜耳法产生的赤泥制备污泥絮凝脱水调理剂的具体步骤如下：

将赤泥首先在110℃条件下烘干，经球磨机磨碎后，过200目筛，将其放入一定浓度硫酸溶液中浸泡，水浴加热，一段时间后停止加热，向其中加入氧化剂，缓慢搅拌，随后过滤，得酸浸滤液备用，并调节其pH；将过滤后的滤渣洗涤并调节pH至中性范围，放入氢氧化钠溶液中搅拌，浸取后过滤，得碱浸滤液。室温下，用20％的硫酸溶液及1.0mol/L的氢氧化钠溶液调节滤液pH，活化一段时间。在一定温度下，将酸浸滤液与碱浸滤液按一定的比例混合，搅拌均匀，并缓慢滴加一定浓度的氢氧化钠溶液，调节混合液pH，室温下熟化一定时间即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。

具体实施方式

实施例一：

以炼铝厂拜耳法炼铝所排赤泥为原料，制备污泥脱水剂。取经过110℃烘干经球磨机磨碎并过200目筛的赤泥，放入30％的硫酸溶液中浸泡，65℃水浴加热，1小时后停止加热，向溶液中加入氧化剂双氧水，缓慢搅拌20分钟，随后过滤，得酸浸滤液备用，并将备用滤液的pH调至1.5；将滤渣洗涤并调节pH至中性，放入2.2mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌10分钟，浸取后过滤，得到碱浸滤液。室温下，用20％的硫酸溶液及1.0mol/L的氢氧化钠溶液调节滤液pH在5.0左右，活化3小时。在50℃下，将酸浸滤液与碱浸滤液按一定的比例混合，搅拌均匀，缓慢滴加1.5mol/L的氢氧化钠溶液，调节混合液pH为3.0，在室温下熟化24h即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。本发明的复合污泥絮凝脱水调理剂是由以下质量百分比的原料制成：

酸浸滤液	双氧水	碱浸滤液
			34％	8％	58％

硫酸、氢氧化钠、双氧水均为工业级，复合污泥絮凝脱水调理剂为工业级液体。

将其用于生活污泥脱水前的调理，原污泥比阻为30.5×10⁸s²/g，属难脱水污泥，处理后污泥比阻为3.48×10⁸s²/g，成为易脱水污泥。

实施例二：

所用赤泥同实施例1。

取经过110℃烘干经球磨机磨碎并过200目筛的赤泥，放入25％的硫酸溶液中浸泡，60℃水浴加热，1.5小时后停止加热，向溶液中加入氧化剂氯酸钠，缓慢搅拌15分钟，随后过滤，得酸浸滤液备用，并将备用滤液的pH调至1.4；将滤渣洗涤并调节pH至中性，放入2.0mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌15分钟，浸取后过滤，得到碱浸滤液。室温下，用20％的硫酸溶液及1.0mol/L的氢氧化钠溶液调节滤液pH在4.5左右，活化2.5小时。在45℃下，将酸浸滤液与碱浸滤液按一定的比例混合，搅拌均匀，缓慢滴加1.2mol/L的氢氧化钠溶液，调节混合液pH为2.5，在室温下熟化36h即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。本发明的复合污泥絮凝脱水调理剂是由以下质量百分比的原料制成：

酸浸滤液	氯酸钠	碱浸滤液
			40％	6％	54％

硫酸、氢氧化钠、氯酸钠均为工业级，复合污泥絮凝脱水调理剂为工业级液体。

将其用于生活污泥脱水前的调理，原污泥比阻为30.5×10⁸s²/g，属难脱水污泥，处理后污泥比阻为3.22×10⁸s²/g，成为易脱水污泥。

实施例三：

所用赤泥同实施例1。

取经过110℃烘干经球磨机磨碎并过200目筛的赤泥，放入20％的硫酸溶液中浸泡，55℃水浴加热，2小时后停止加热，向溶液中加入氧化剂次氯酸钠，缓慢搅拌10分钟，随后过滤，得酸浸滤液备用，并将备用滤液的pH调至1.3；将滤渣洗涤并调节pH至中性，放入1.8mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌20分钟，浸取后过滤，得到碱浸滤液。室温下，用20％的硫酸溶液及1.0mol/L的氢氧化钠溶液调节滤液pH在4左右，活化2小时。在40℃下，将酸浸滤液与碱浸滤液按一定的比例混合，搅拌均匀，缓慢滴加1.0mol/L的氢氧化钠溶液，调节混合液pH为2.0，在室温下熟化48h即得该复合污泥絮凝脱水调理剂。本发明的复合污泥絮凝脱水调理剂是由以下质量百分比的原料制成：

酸浸滤液	次氯酸钠	碱浸滤液
			44％	5％	51％

硫酸、氢氧化钠、次氯酸钠均为工业级，复合污泥絮凝脱水调理剂为工业级液体。

将其用于生活污泥脱水前的调理，原污泥比阻为30.5×10⁸s²/g，属难脱水污泥，处理后污泥比阻为3.02×10⁸s²/g，成为易脱水污泥。

Claims (2)

1.一种以拜耳法炼铝后所排赤泥为原料制备的复合污泥絮凝脱水调理剂，其特征在于，按质量百分比计，赤泥经硫酸处理后的酸浸滤液34％-44％、滤渣经氢氧化钠处理后并经活化制得的碱浸滤液51％-58％、氧化剂5％-8％。

2.权利1所述的以拜耳法炼铝后所排赤泥为原料制备的复合污泥絮凝脱水调理剂，其特征在于，氧化剂可以是双氧水、氯酸钠、次氯酸钠中的一种。