CN103241819B - 改性红壤絮凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
改性红壤絮凝剂及其制备方法，原料包括红壤、酸和自来水。将红壤、酸和自来水按照配比先进行酸水混合得到稀酸，然后再进行酸土混合，得到的酸土混合物经过干燥和研碎以后过筛，得到的筛下物即为改性红壤絮凝剂。本发明的原料广泛，生产工艺简单、成本低廉，产品无毒、无二次污染。使用该絮凝剂对污泥进行处理，絮凝剂的投加量少，污泥的沉降速度快，含水率低，产品同时还兼具较好的除磷效果,经济实用，绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于絮凝剂技术领域，涉及一种污水处理过程中用于使污泥絮凝沉淀的改性红壤絮凝剂及其制备方法。
背景技术
污水处理过程中，水处理后产生的剩余污泥含水量高，含水率接近98%，体积较大，剩余污泥的颗粒细小，呈絮状及胶体状结构，不易沉降和脱水，因此在污泥处理过程中必须加入高性能的絮凝剂对其进行处理，以加快其沉降速率，降低污泥含水率，减少污泥体积。
目前污泥处理中投加的常用絮凝剂包括：有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）；无机絮凝剂聚铝(PAC)及聚铁(PFS)；天然高分子絮凝剂壳聚糖及改性淀粉；复合型絮凝剂等。
有机高分子絮凝剂具有用量少,絮凝速度快的优点，被广泛用于污水的絮凝沉淀处理中，但存在价格贵、难以生物降解、其聚合单体丙烯酰胺具有毒性、会产生二次污染等问题。
无机絮凝剂投加量大，是有机高分子絮凝剂的10倍以上，但投加后絮体量大、沉降速率慢、 脱水困难、效率低、最终处理成本高。
天然高分子絮凝剂中的壳聚糖絮凝剂无毒无害，可生物降解，但原料来源有限，价格昂贵；改性淀粉絮凝剂原料丰富易得，其改性过程中使用的丙烯酰胺等物质有毒性，生产成本高。
复合型絮凝剂是将有机高分子絮凝剂和无机絮凝剂按一定比例混合，以提高整体絮凝效果的混合型絮凝剂，其中的有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺难降解、其中所含的丙烯酰胺单体有毒性，会产生二次污染。
发明内容
本发明针对现有絮凝剂价格贵、难降解、有毒性、使用后会造成二次污染等问题，提供一种改性红壤絮凝剂及其制备方法，其技术方案如下：
一种改性红壤絮凝剂，由以下质量比的原料组成：红壤100 份，酸1~15份，自来水20~40份。
该絮凝剂的制备方法是：
（a） 稀酸的配制：
用量筒量取酸1-15份，所述酸是70%浓硝酸、 98%浓硫酸、37%浓盐酸和99.5%冰醋酸中的一种或几种；
用量筒量取自来水20~40份，所述自来水是普通生活用自来水，PH值为6.34；
酸水混合：将量取好的酸和自来水在容器中缓慢地混合，搅拌均匀以后得到稀酸溶液；
（b） 准备红壤：选取红壤，将所选取的红壤自然干燥，将干燥后的红壤研磨后过20-80目筛，称取筛下的红壤100份；
所述红壤的主要理化性质为：PH5.32，铁含量为60.5g/kg, 铝含量为10.37 g/kg，有机质含量为6.32 g/kg；
（c） 酸土混合：将称量好的红壤放入盛装有稀酸溶液的容器中，红壤和稀酸溶液混合后搅拌均匀，得到酸土混合物；
（d） 干燥：将得到的酸土混合物放置到干燥箱中进行干燥，控制干燥箱的温度为30-100℃，干燥时间控制1-5小时，得到干燥后的酸土混合物；
（e） 研碎：将上述干燥后的酸土混合物放进研磨机中研碎，研碎后放置到分筛机上经过40-100目筛，将筛上物送到研磨机中重新研磨，取出筛下物得到改性红壤絮凝剂；
用该絮凝剂进行污泥的絮凝处理时，将1-5kg改性红壤絮凝剂投加到1000L浓度为6314.7mg/L的污泥中，搅拌2分钟，静置30分钟，静置结束以后测定污泥的30分钟沉降速率SV30，静置结束后将污泥用循环水式真空泵抽滤至10秒内无水滴出停止抽滤，抽滤结束后取出滤纸上的污泥，用《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ／T221-2005）测定污泥的含水率，然后用钼蓝比色法测定抽滤后滤液中的磷浓度，与空白对照比较后求出除磷率。
与传统的絮凝剂相比，使用本发明的改性红壤絮凝剂进行污泥的絮凝脱水处理，絮凝剂的投加量少，污泥的沉降速率快，脱水速率快，处理后污泥含水率低，污泥含水率比用聚丙烯酰胺处理时要低3—7%；该絮凝剂还同时具有较好的除磷效果，除磷率是聚丙烯酰胺的4-7倍，能使污水中的磷浓度显著降低。
本发明具有生产工艺简单、成本低、脱水效果好、处理后的污泥含水率低、除磷效率高、产品无毒、无二次污染、绿色环保等特点。
具体实施方式
实施例1
一种改性红壤絮凝剂，由以下比例的原料组成：红壤100 kg，浓盐酸5L，自来水25L。
该絮凝剂的制备方法是：
（a）稀酸的配制：用量筒量取37%浓盐酸5L，用量筒量取自来水25L，自来水的PH值为6.34，将量取好的酸和自来水在容器中缓慢地混合，搅拌均匀以后得到稀酸溶液；
（b）准备红壤：选取红壤，将所选取的红壤自然干燥，将干燥的红壤研磨后过40目筛，称取筛下的红壤100Kg，所述红壤的主要理化性质为PH5.32，铁含量60.5g/kg， 铝含量10.37g/kg，有机质含量6.32 g/kg；
（c）酸土混合：将称量好的红壤放入盛装有稀酸溶液的容器中，红壤和稀酸溶液混合后搅拌均匀，得到酸土混合物；
（d）干燥：将得到的酸土混合物放置到干燥箱中进行干燥，控制干燥箱的温度为50℃，干燥时间为2小时，得到干燥后的酸土混合物；
（e）研碎：将上述干燥后的酸土混合物放进研磨机中研碎，研碎后放置到分筛机上经过80目筛，将筛上物送到研磨机中重新研磨，取出筛下物得到改性红壤絮凝剂；
用该絮凝剂进行污泥的絮凝处理时，将5Kg改性红壤絮凝剂投加到1000L浓度为6314.7mg/L的污泥中，搅拌2分钟，静置30分钟，静置结束以后测定污泥的30分钟沉降速率SV30，静置结束后将污泥用循环水式真空泵抽滤至10秒内无水滴出停止抽滤，抽滤结束后取出滤纸上的污泥，用《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ／T221-2005）测定污泥的含水率，然后用钼蓝比色法测定抽滤后滤液中的磷浓度，与空白对照比较后求出除磷率。
使用同等经济价值的改性红壤絮凝剂和聚丙烯酰胺絮凝剂处理污泥的结果对照表
| 絮凝剂 | 投加量（kg） | SV30 | 污泥垢含水率（%） | 除磷率（%） |
| 改性红壤絮凝剂 | 5 | 28 | 78.9 | 82.5 |
| 聚丙烯酰胺絮凝剂 | 0．5 | 33 | 84.4 | 12.6 |
使用本发明的改性红壤絮凝剂进行污泥的絮凝脱水处理，污泥的沉降速率快，脱水速率高，除磷效果好，处理后污泥含水率低，污泥含水率比用聚丙烯酰胺处理时要低5.5%，除磷率是聚丙烯酰胺的6.5倍，能使污水中的磷浓度显著降低，无毒、无二次污染，绿色环保。
实施例2
一种改性红壤絮凝剂，由以下比例的原料组成：红壤100kg，冰醋酸10L，自来水20L。
该絮凝剂的制备方法是：
（a）稀酸的配制：用量筒量取99.5%冰醋酸10L，用量筒量取自来水20L，自来水的PH值为6.34，将量取好的酸和自来水在容器中缓慢地混合，搅拌均匀以后得到稀酸溶液；
（b）准备红壤：选取红壤，将所选取的红壤自然干燥，将干燥的红壤研磨后过６0目筛，称取筛下的红壤100Kg，所述红壤的主要理化性质为PH5.32，铁含量60.5g/kg， 铝含量10.37g/kg，有机质含量6.32 g/kg；
（c）酸土混合：将称量好的红壤放入盛装有稀酸溶液的容器中，红壤和稀酸溶液混合后搅拌均匀，得到酸土混合物；
（d）干燥：将得到的酸土混合物放置到干燥箱中进行干燥，控制干燥箱的温度为４0℃，干燥时间为４小时，得到干燥后的酸土混合物；
（e）研碎：将上述干燥后的酸土混合物放进研磨机中研碎，研碎后放置到分筛机上经过100目筛，将筛上物送到研磨机中重新研磨，取出筛下物得到改性红壤絮凝剂；
用该絮凝剂进行污泥的絮凝处理时，将5kg改性红壤絮凝剂投加到1000L浓度为6314.7mg/L的污泥中，搅拌2分钟，静置30分钟，静置结束以后测定污泥的30分钟沉降速率SV30，静置结束后将污泥用循环水式真空泵抽滤至10秒内无水滴出停止抽滤，抽滤结束后取出滤纸上的污泥，用《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ／T221-2005）测定污泥的含水率，然后用钼蓝比色法测定抽滤后滤液中的磷浓度，与空白对照比较后求出除磷率。
使用同等经济价值的改性红壤絮凝剂和聚丙烯酰胺絮凝剂处理污泥的结果对照表
| 絮凝剂 | 投加量（kg） | SV30 | 污泥含水率（%） | 除磷率（%） |
| 改性红壤絮凝剂 | 5 | 30 | 80.8 | 80 |
| 聚丙烯酰胺絮凝剂 | 0.5 | 33 | 84.4 | 12.6 |
使用本发明的改性红壤絮凝剂进行污泥的絮凝脱水处理，污泥的沉降速率快，脱水速率高，除磷效果好，处理后污泥含水率低，污泥含水率比用聚丙烯酰胺处理时要低3.6%，除磷率是聚丙烯酰胺的6.3倍，能使污水中的磷浓度显著降低，无毒、无二次污染，绿色环保。
Claims (1)
1.改性红壤絮凝剂的制备方法，其特征在于：该絮凝剂由以下质量份数比的原料组成：红壤100份，酸1~15份，自来水20~40份；
该方法包括以下步骤：
（ａ）稀酸的配制：
用量筒量取酸1-15份，所述酸是70%浓硝酸、 98%浓硫酸、37%浓盐酸和99.5%冰醋酸中的一种或几种；
用量筒量取自来水20~40份，自来水的PH值为6.34；
酸水混合：将量取好的酸和自来水在容器中缓慢地混合，搅拌均匀以后得到稀酸溶液；
（ｂ）准备红壤：选取红壤，将所选取的红壤自然干燥，将干燥的红壤研磨后过20-80目筛，称取筛下的红壤100份；
所述红壤的主要理化性质为：PH5.32，每千克红壤中的铁含量为60.5g, 每千克红壤中的铝含量为10.37 g，每千克红壤中的有机质含量为6.32 g；
（ｃ）酸土混合：将称量好的红壤放入盛装有稀酸溶液的容器中，红壤和稀酸溶液混合后搅拌均匀，得到酸土混合物；
（ｄ）干燥：将得到的酸土混合物放置到干燥箱中进行干燥，控制干燥箱的温度为30-100℃，干燥时间控制在1-5小时，得到干燥后的酸土混合物；
（ｅ）研碎：将上述干燥后的酸土混合物放进研磨机中研碎，研碎后放置到分筛机上经过40-100目筛，将筛上物送到研磨机中重新研磨，取出筛下物即得到改性红壤絮凝剂。
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