CN103121779A - 一种城镇污水处理药剂的循环再生方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，包括以下步骤：1）将城镇污泥煅烧，再粉碎为绝干铝灰；2）向绝干铝灰中加入水和浓硫酸，进行充分的混合反应；3）向上步的混合反应体系中加入絮凝剂进行絮凝，再压滤得到滤液和滤饼；4）将滤饼水洗，水洗后的滤液和上步所得的滤液合并；5）向上步所得的合并后的滤液中加入重金属捕集剂去除滤液中的重金属，充分静置，所得的上清液再进行铝含量的调整，即得到氧化铝含量≥7.8wt%的液体工业硫酸铝。本发明循环再生的城镇污水处理药剂应用于污水处理。本发明以城镇污泥为原料，经过简单的路线制备了具有工业应用价值的液体硫酸铝，本工艺并不产生二次污染物，绿色环保，符合国家可持续发展战略。

Description

一种城镇污水处理药剂的循环再生方法及应用

技术领域

本发明涉及一种城镇污水处理药剂的循环再生方法及应用。

背景技术

随着中国经济的快速发展，工业化和城市化进程的加快，环境污染和资源短缺问题日益显现。根据住房和城乡建设部的统计，截止2012年2月份，我国城镇污水处理厂设计规模已达到1.4亿m³/d，城镇污水处理厂数量有3184座，实际处理量已经达到1.12亿m³/d。目前我国城镇污水处理工艺主要是以生化为主，物化处理为辅，其中物化处理使用了大量的铝盐净水剂，药剂有硫酸铝、聚合氯化铝等。物化处理后的污泥经污泥脱水、压滤，变成含水率为80%左右的半干污泥，由于半干污泥含有重金属等有害物质，最终被外运填埋，虽然水质得到了净化，但是污染被转移到污泥中，直接对土壤和地下水资源造成严重污染。而在生产城镇污水物化处理的铝盐净水剂过程中，使用了大量的铝矿。据统计中国以每年50亿吨的矿产资源消耗超过美国成为全球第一资源消耗大国，因此，再生资源的回收利用是提高经济效益的有效途径。

生产城镇污水处理化学药剂铝盐净水剂主要原料铝酸钙粉是由铝矿石加工而成，但随着日益增长的需求，矿资源在不断减少，近年来，许多文献以及专利报道利用其他工业废料来代替铝矿来生产净水剂，并且已经在很多厂家得到广泛应用，具有节省成本，废物利用等多方面的优点。如利用粉煤灰、铝箔酸以及工业废铝渣等材料代替铝矿粉进行生产，不仅能降低污染，还降低了生产成本，节约了能源，具有循环经济效应。

城镇污水处理厂使用的净水剂铝盐主要由铝矿粉、铝箔酸、工业废铝渣和无机酸以及添加剂、催化剂等原料经过加热、酸溶、聚合等工艺生产而成，具有工艺简单，成本低，产品效果好等优点，另外有报道称利用铝材的金属边角料如铝屑等原材料进行生产，但该类方法既不经济又不环保，且工艺复杂。

以上方法生产的净水剂应用于城镇污水处理厂，最终变成半干污泥的一部分，并被外运填埋，不利于环境，且造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种城镇污水处理药剂的循环再生方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，包括以下步骤：

1）将城镇污泥煅烧，再粉碎为绝干铝灰；

2）向绝干铝灰中加入水和浓硫酸，进行充分的混合反应；

3）向上步的混合反应体系中加入絮凝剂进行絮凝，再压滤得到滤液和滤饼；

4）将滤饼水洗，水洗后的滤液和上步所得的滤液合并；

5）向上步所得的合并后的滤液中加入重金属捕集剂去除滤液中的重金属，充分静置，所得的上清液再进行铝含量的调整，即得到氧化铝含量≥7.8wt%的液体工业硫酸铝。

所述的城镇污泥的含水率为75-85wt%。

步骤2）中，所述的浓硫酸的浓度为98wt%。

步骤2）中，绝干铝灰、水、浓硫酸三者的质量比为5:（10-15）:（4-8）。

步骤3）中，所述的絮凝剂为PAM。

所述的PAM在混合体系中的浓度为500-1000ppm。

步骤5）中，所述的重金属捕集剂为与重金属离子具有螯合能力的物质。

所述的重金属捕集剂为DTCR、MCP、TMT、TMTF中的至少一种。

步骤5）中，加入的重金属捕集剂的量为100-200ppm。

所制备的液体工业硫酸铝在污水处理中的应用。

本发明的有益效果是：本发明以城镇污泥为原料，经过非常简单的路线制备了具有工业应用价值的液体硫酸铝（其中氧化铝的质量分数≥7.8wt%），同时工艺中所得的副产物滤饼可用于生物堆肥等，实现了回收和循环利用废物的目的，而且本工艺并不产生二次污染物，绿色环保，非常符合国家可持续发展战略。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1：

一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，包括以下步骤：

1）取1000g城镇污水厂加药处理后含水率为80wt%的半干污泥（即在所述的半干污泥中，水所占的质量百分比为80%），1200℃高温煅烧，粉碎成200目的绝干铝灰（经检测铝灰中氧化铝的含量为25wt%）；

2）取200g绝干铝灰，分别加入水和浓度为98wt%的浓硫酸（绝干铝灰、水、硫酸三者的质量比为5:12:6），开搅拌，反应自然放热至98-100℃，保温2小时，完全溶解后降温至50℃，加入500ppm阳离子PAM（即PAM在溶液中的浓度为500ppm），搅拌分离后进行压滤，滤饼水洗后外运，将压滤所得的滤液和将滤饼水洗所得液体进行充分混合之后加入100ppm重金属捕集剂DTCR，静止2小时后，向上清液中加水以调整铝含量，具体的产品技术指标见表1；

测试：取城镇污水厂好氧生化出水，加入本发明的工业硫酸铝液，混凝搅拌2分钟，静止沉降15min后，取上清液分析，数据见表2。

实施例2：

一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，包括以下步骤：

1）取1000g城镇污水厂加药处理后含水率为80wt%的半干污泥，1200℃高温煅烧，粉碎成200目的绝干铝灰（经检测铝灰中氧化铝的含量为25wt%）；

2）取200g绝干铝灰，分别加入水和浓度为98wt%的浓硫酸（绝干铝灰、水、硫酸三者的质量比为5:13:5），开搅拌，反应自然放热至98-100℃，保温2小时，完全溶解后降温至50℃，加入500ppm阳离子PAM（即PAM在溶液中的浓度为500ppm），搅拌分离后进行压滤，滤饼水洗后外运，将压滤所得的滤液和将滤饼水洗所得液体进行充分混合之后加入100ppm重金属捕集剂MCP-1，静止2小时后，向上清液中加水以调整铝含量，具体的产品技术指标见表1；

测试：取城镇污水厂好氧生化出水，加入本发明的工业硫酸铝液，混凝搅拌2分钟，静止沉降15min后，取上清液分析，数据见表2。

实施例3：

一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，包括以下步骤：

1）取1000g城镇污水厂加药处理后含水率为80wt%的半干污泥，1200℃高温煅烧，粉碎成200目的绝干铝灰（经检测铝灰中氧化铝的含量为25wt%）；

2）取200g绝干铝灰，分别加入水和浓硫酸（绝干铝灰、水、硫酸三者的质量比为5:10:6），开搅拌，反应自然放热至98-100℃，保温2小时，完全溶解后降温至50℃，加入500ppm阳离子PAM （即PAM在溶液中的浓度为500ppm），搅拌分离后进行压滤，滤饼水洗后外运，将压滤所得的滤液和将滤饼水洗所得液体进行充分混合之后加入100ppm重金属捕集剂DTCR，静止2小时后，向上清液中加水以调整铝含量，具体的产品技术指标见表1；

测试：取城镇污水厂好氧生化出水，加入本发明的工业硫酸铝液，混凝搅拌2分钟，静止沉降15min后，取上清液分析，数据见表2。

说明：上述两个表格中的样品1、样品2、样品3分别指的是实施例1、实施例2、实施例3制备的样品。

本发明中，实施例1-3中所用的原料“城镇污水厂加药处理后含水率为80wt%的半干污泥”的各种成份的含量如下表3和表4：

另外，以干污泥计算，其中的氧化铝的质量百分比为20-23wt%；此外，污泥中还含有各种细菌、寄生虫卵、有机物等。

Claims (10)

1.一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将城镇污泥煅烧，再粉碎为绝干铝灰；

2）向绝干铝灰中加入水和浓硫酸，进行充分的混合反应；

3）向上步的混合反应体系中加入絮凝剂进行絮凝，再压滤得到滤液和滤饼；

4）将滤饼水洗，水洗后的滤液和上步所得的滤液合并；

5）向上步所得的合并后的滤液中加入重金属捕集剂去除滤液中的重金属，充分静置，所得的上清液再进行铝含量的调整，即得到氧化铝含量≥7.8wt%的液体工业硫酸铝。

2.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：所述的城镇污泥的含水率为75-85wt%。

3.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：步骤2）中，所述的浓硫酸的浓度为98wt%。

4.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：步骤2）中，绝干铝灰、水、浓硫酸三者的质量比为5:（10-15）:（4-8）。

5.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：步骤3）中，所述的絮凝剂为PAM。

6.根据权利要求5所述的一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：所述的PAM在混合体系中的浓度为500-1000ppm。

7.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：步骤5）中，所述的重金属捕集剂为与重金属离子具有螯合能力的物质。

8.根据权利要求7所述的一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：所述的重金属捕集剂为DTCR、MCP、TMT、TMTF中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种城镇污水处理药剂的循环再生方法，其特征在于：步骤5）中，加入的重金属捕集剂的量为100-200ppm。

10.权利要求1所制备的液体工业硫酸铝在污水处理中的应用。