CN105948442A - 一种净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法，属于固体废物资源化处理技术领域。该方法具体为：将净水污泥与盐酸混合，通过磁力搅拌器使其充分溶解，得到净水污泥中铝盐混凝剂和污泥的混合物；再将铝盐混凝剂和污泥的混合物进行过滤分离，即可得到纯净铝盐混凝剂；最后将一次回收后的铝盐混凝剂与原混凝4:1复配，之后产生的污泥再次通过上述步骤得到二次回收的铝盐混凝剂，并由此循环。该方法对污水中TP和COD均具有较好的去除效果，大大节省了混凝剂的使用费用，具有回收率高、效果好的优点。

Description

一种净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化处理技术领域，特别是指一种净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法。
背景技术
混凝是一种常见的水处理工艺，以较少的投入实现较高的污染物去除率。混凝工艺具有操作简单、管理方便等优点。但混凝剂购置费在运行费用中占比较大，且混凝过程中还会产生大量污泥。目前，国内的净水厂并未设有相应的污泥处置设施，这就使得污泥处理成为我国面临的一大环境问题。
净水污泥由于其危害性相对较小，常常容易忽略对其治理。目前，国内外对净水污泥常用的处置方法是填埋、土壤改良、海洋弃投等，但这些技术不能从根本上解决污泥处置的问题，还会在浪费资源的同时对环境产生不可预估的危害。
从净水污泥中回收混凝剂，可显著减少污泥体积，提升污泥脱水性能，缩小后续污泥脱水的规模，实现污泥减量并节约投资。回收后的混凝剂还可应用到污水混凝处理工艺中，减少了混凝剂的费用。由此可同时达到净水污泥减量化和资源化的效果，具有良好的社会效益和经济效益，对污泥处理处置和环境保护具有重大意义。
污泥中混凝剂的资源化再生方法主要有酸化法、碱化法、离子交换萃取法和组合膜法。酸化法操作较为简单，易于实现工业化应用，但现有的酸化法回收利用率低；碱化法所得的混凝剂则需再次加酸调节，且再生后混凝剂纯度不高；离子交换萃取法工艺较为复杂且再生成本较高；组合膜法多存在于实验室研究范围，难以实现工业化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法，具有酸用量小、混凝剂回收率高且可实现净水污泥中铝盐混凝剂的多次资源化再生等优点。
该方法包括如下步骤：
(1)将净水污泥与盐酸混合，通过磁力搅拌器使净水污泥充分溶解，得到铝盐混凝剂和污泥的混合物；
(2)将步骤(1)中的铝盐混凝剂和污泥的混合物进行过滤分离，得到纯净铝盐混凝剂；
(3)将步骤(2)中得到的铝盐混凝剂与原混凝剂按质量比4:1复配，用于处理生活污水，处理生活污水后产生的污泥再次通过步骤(1)和步骤(2)得到二次回收的铝盐混凝剂；
(4)将二次回收的铝盐混凝剂与原混凝剂按质量比4:1复配，重复步骤(3)。
其中，在本发明的酸化法中，净水污泥为烘干后的干污泥，其中包含有足够浓度的铝。原混凝剂为净水厂常用的混凝剂。步骤(1)中盐酸浓度为3.6mol/L，污泥与盐酸体积比为1:10，反应时间与搅拌强度分别为30min和700r/min。所处理生活污水中TP浓度为4.5mg/L-5.0mg/L，COD浓度为120mg/L-180mg/L。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
(1)可实现净水污泥中铝盐混凝剂的多次资源化再生，且盐酸用量小。
(2)本发明对铝盐混凝剂具有较高的回收率且通过该法回收的铝盐混凝剂具有较好的混凝效果。研究表明，在原水TP浓度为4.5mg/L-5.0mg/L，COD浓度为150±30mg/L时，经多次回收的铝盐混凝剂对其去除率可达到较为理想的效果。
(3)本发明在生活污水处理过程中可达到一种动态平衡，便于工业化的实现。
附图说明
图1为本发明的一次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配对污水中TP和COD的去除效果；
图2为本发明的二次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配对污水中TP和COD的去除效果；
图3为本发明的三次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配对污水中TP和COD的去除效果；
图4为本发明的四次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配对污水中TP和COD的去除效果；
图5为本发明的五次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配对污水中TP和COD的去除效果。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法。
具体实施方式如下：
(1)铝盐混凝剂的多次回收
采用酸化法对净水污泥中的铝盐混凝剂进行多次回收。
1)一次回收：称取3.5g烘干后净水污泥，置于250mL烧杯中，在烧杯中加入35mL的浓度为3.6mol/L的盐酸，用玻璃棒搅匀，使污泥和盐酸充分混合，之后磁力搅拌30min，搅拌强度700r/min，搅拌结束后即可得到铝盐混凝剂溶液和污泥的混合物，过滤后即可得到铝盐混凝剂。
2)二次回收：称取3.5g烘干后一次回收铝盐混凝剂与原混凝剂按质量比4:1复配，用于处理生活污水，所产的污泥，置于250mL烧杯中，在烧杯中加入35mL的浓度为3.6mol/L的盐酸，用玻璃棒搅匀，使污泥和盐酸充分混合，之后磁力搅拌30min，搅拌强度700r/min，搅拌结束后即可得到铝盐混凝剂溶液和污泥的混合物，过滤后即可得到二次回收的铝盐混凝剂。
3)三次回收：称取3.5g烘干后二次回收的铝盐混凝剂与原混凝剂按质量比4:1复配，用于处理生活污水，所产的污泥，置于250mL烧杯中，在烧杯中加入35mL的浓度为3.6mol/L的盐酸，用玻璃棒搅匀，使污泥和盐酸充分混合，之后磁力搅拌30min，搅拌强度700r/min，搅拌结束后即可得到铝盐混凝剂溶液和污泥的混合物，过滤后即可得到三次回收的铝盐混凝剂。
4)四次回收：称取3.5g烘干后三次回收的铝盐混凝剂与原混凝剂按质量比4:1复配，用于处理生活污水，所产的污泥，置于250mL烧杯中，在烧杯中加入35mL的浓度为3.6mol/L的盐酸，用玻璃棒搅匀，使污泥和盐酸充分混合，之后磁力搅拌30min，搅拌强度700r/min，搅拌结束后即可得到铝盐混凝剂溶液和污泥的混合物，过滤后即可得到四次回收的铝盐混凝剂。
5)五次回收：称取3.5g烘干后四次回收的铝盐混凝剂与原混凝剂按质量比4:1复配，用于处理生活污水，所产的污泥，置于250mL烧杯中，在烧杯中加入35mL的浓度为3.6mol/L的盐酸，用玻璃棒搅匀，使污泥和盐酸充分混合，之后磁力搅拌30min，搅拌强度700r/min，搅拌结束后即可得到铝盐混凝剂溶液和污泥的混合物，过滤后即可得到五次回收的铝盐混凝剂。
(2)回收铝盐混凝剂的混凝效果
回收后的混凝剂可用于生活污水的治理工艺中，将TP和COD作为测定指标，考察回收铝盐混凝剂的处理效果。取6个1L烧杯，分别加入800mL原水，在pH＝7的情况下，分别投加不同量的回收铝盐混凝剂，之后将6个烧杯置于六联搅拌器上，启动搅拌仪，快搅300r/min，搅拌时间30s，慢搅60r/min，搅拌时间10min，搅拌结束后，静置20min，取样测定TP和COD，结果如图1、图2、图3、图4和图5所示。
图1中可看出，一次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配后对污水中TP和COD具有良好的去除效果，在投加量为12.2mg/L(以Al3+含量计)时，对TP的去除率已达到96.93％，此时污水中含量TP为0.146mg/L，达到《城镇污水排放标准》的一级A标准，对COD的去除率基本也大于50％。
图2中二次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配后对TP的去除率可达到97％以上，COD的最高去除率也可达到60％。与一次回收相比，TP的COD的去除效果相差不大，说明二次回收铝盐混凝剂的回收率较高。
图3中三次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配对TP和COD的去除效果与前次基本无异，TP最高点(12.2mg/L)去除率为96.36％，COD的去除率可达58％。与一次回收和二次回收铝盐混凝剂相比，对TP和COD的去除率均具有良好的去除效果。表明三次回收铝盐混凝剂的回收率也较好。
图4中四次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配在投加量为12.2mg/L(以Al3+含量计)时，对TP的去除率已达到97.31％，COD的去除率也可达到59.59％。与一次回收、二次回收和三次回收铝盐混凝剂相比，对TP和COD的不仅具有良好的去除效果且变化趋势也较为一致，表明四次回收铝盐混凝剂中铝含量与之前三次回收相差不大。
图5中四次回收铝盐混凝剂与原混凝剂4:1复配对TP和COD的去除效率与前四次回收相差不大，对TP的去除率最高可达到97.44％，COD的去除率也可达到60％。表明本发明中铝盐混凝剂经5次循环回收后，铝的回收率均可保持在较高水平，因此在实际使用中，可将回用混凝剂与新的混凝剂进行复配投加，在保证较高的污染物去除率的同时也可实现混凝剂回用的动态平衡。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将净水污泥与盐酸混合，通过磁力搅拌器使净水污泥充分溶解，得到铝盐混凝剂和污泥的混合物；
(2)将步骤(1)中的铝盐混凝剂和污泥的混合物进行过滤分离，得到纯净铝盐混凝剂；
(3)将步骤(2)中得到的铝盐混凝剂与原混凝剂按质量比4:1复配，用于处理生活污水，处理生活污水后产生的污泥再次通过步骤(1)和步骤(2)得到二次回收的铝盐混凝剂；
(4)将二次回收的铝盐混凝剂与原混凝剂按质量比4:1复配，重复步骤(3)。
2.根据权利要求1所述的净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法，其特征在于：所述原混凝剂为净水厂常用的混凝剂。
3.根据权利要求1所述的净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法，其特征在于：所述步骤(1)中盐酸浓度为3.6mol/L，污泥与盐酸体积比为1:10，反应时间与搅拌强度分别为30min和700r/min。
4.根据权利要求1所述的净水厂混凝沉淀污泥多次资源化再生的方法，其特征在于：所处理生活污水中TP浓度为4.5mg/L-5.0mg/L，COD浓度为120mg/L-180mg/L。
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