CN108083345A - 一种利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，包括以下步骤：(1)将赤泥废料和活化剂置于马弗炉中进行煅烧，将赤泥废料磨碎得到活化赤泥粉；(2)将氧化剂和活化赤泥粉放入硫酸溶液中反应；(3)加入调整盐调节溶液中Fe、A l、Si的摩尔比为1:1:0.2‑0.7，用pH调节剂调节溶液的pH至1‑6；(4)加入稳定剂进行反应，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂。本发明有效地利用了赤泥废料中的氧化铁、氧化铝及氧化硅，制备出聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂既解决了废赤泥占用大量土地、污染地下水等问题，又可以资源化来利用，生产成本低，产品附加值高，为赤泥废料的综合利用提供了新的途径。
Description
技术领域
本发明涉及复合絮凝剂技术领域，具体来说涉及一种利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法。
背景技术
混凝沉降法是目前国内外水处理工程技术领域中用来去除水体中胶体悬浮物的的一种既经济又简便的水处理方法，在给水净化、废水处理过程中的除浊、脱色、脱油以及市政污泥调理及其他固液分离中广泛应用。絮凝剂的性能决定着水处理的运行费用以及水质净化的质量效果，因此，新型、高效水处理药剂与材料在水处理技术领域中有着重要的作用，是水污染治理工程技术创新发展的基础。
目前，絮凝剂的种类主要有无机、有机絮凝剂、微生物絮凝剂，以及近几年来发展起来的复合絮凝剂。无机絮凝剂包括传统的铁盐、铝盐及其高分子无机混合铝铁絮凝剂，有机高分子絮凝剂包括天然和人工合成材料，其中天然有机絮凝剂主要有淀粉、半乳甘露聚糖、纤维素衍生物、微生物多糖及动物骨胶五大类，而人工合成絮凝剂有聚丙烯酸类、聚丙烯铵类及其他聚铵盐类阳离子型、阴离子型和非离子型有机聚合物。
无机高分子铝、铁絮凝剂是当前水处理使用量大而面广的专用化学药剂，由于它比简单的铝、铁离子具有净水效果好、投资少、絮体沉降性能好、产生的污泥量少、适用性广等优点，因此在国外水处理领域得到广泛的应用和迅速的发展。但是在形态、聚合度及相应的凝聚一混凝效果方面，无机铁盐絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有机絮凝剂之间的位置，它的分子量和粒度大小以及混凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多，而且由于进一步水解反应导致无机铁盐絮凝剂在水处理系统不稳定。与无机絮凝剂相比，有机絮凝剂用量少，混凝速度快，受共存盐类、介质及环境稳定影响小，处理过程短，生成的污泥量少，在国内外广泛用于石油、印染、食品、化工、造纸等废水的处理中。但其价格昂贵，且大多数絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒，应用受到一定限制，这些问题促使研究和开发各种复合型无机高分子絮凝剂。
由于絮凝剂在水处理中主要是通过吸附电中和作用和吸附架桥作用起作用，其净水效果与其形态分布、荷电情况和聚集体大小密切相关。在无机铝铁盐混合体系中引入活性硅，是改进无机铝铁盐絮凝剂的重要方法。活性硅的加入可以提高铝铁盐的水解聚合能力，提高铝铁盐絮凝剂的表面电荷，加强其电中和作用，提高其混凝能力，因此将铝铁盐与活性硅复合制备新型无机复合絮凝剂，既可同时发挥无机絮凝剂铝铁的中和电荷压缩双电层作用，亦可以利用活性硅的网捕及吸附绻带作用，提高絮凝剂的脱稳沉降能力，使其具有药剂投药量低、应用范围广、使用方便、经济的优点。新型的无机复合絮凝剂将具有传统絮凝剂无法比拟的净水效果，无机复合絮凝剂的研制和开发必将给水工业、水污染治理与污泥脱水调理带来巨大的变化，将为我国开创一个高效、低耗、低投入的水处理局面。
赤泥粉煤灰等工业废料富含铝硅铁元素，大部分为工业废弃物，每年全世界的产生过亿吨，仅我国每年约排放赤泥约200万吨，如此大量的赤泥绝大部分被堆放在废渣场，占用大量土地，造成土地碱化，地下水受到污染，危害人们的健康。赤泥中大量的氧化铝、氧化铁等金属资源目前仍未得到充分有效的利用，从而造成了资源的巨大浪费。如何使赤泥中的氧化铝、氧化铁合理回收，在金属矿产资源日益匾乏的今天显得尤为重要。
从查阅的现有资料来看，目前应用赤泥生产絮凝剂的专利多为以生产聚合铝、聚合铁、聚合铝铁为主，如一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法专利(CN 103086489A)，一种利用赤泥制备复合絮凝剂的制备方法(CN 105858840 A)，一种利用赤泥制备的复合污泥絮凝脱水调理剂(CN 102557388 A)，同时兼有铝盐、铁盐及活性硅的絮凝剂的很少，仅有一种聚硅酸铝铁絮凝剂的制备方法及由该方法制备的聚硅酸铝铁絮凝剂(CN105645543 A)。这些专利制备复杂，原料中二氧化硅利用率低，需要外加硅源的缺陷。同时目前对利用活化剂氟化物将二氧化硅高温焙烧活化，用工业废料中的硅铝铁一步制备聚硅硫酸铝铁共聚物的专利未见有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，以解决现有利用赤泥废料制备絮凝剂存在的制备工艺复杂，成本高的缺陷。
为此，本发明提供了一种利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将赤泥废料和活化剂置于马弗炉中进行煅烧，然后将赤泥废料磨碎，得到活化赤泥粉；
(2)将氧化剂和所述活化赤泥粉放入硫酸溶液中反应；
(3)在步骤(2)的溶液中加入调整盐，调节溶液中Fe、Al、Si的摩尔比为1:1:0.2-0.7，用pH调节剂调节溶液的pH至1-6；
(4)在步骤(3)得到的溶液中加入稳定剂进行反应，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：(1)本发明所制备的聚硅酸铝铁复合絮凝剂是一种水处理用高分子絮凝剂，是以赤泥废料为主要原料，经过焙烧、酸浸、离心、聚合生成。本发明所制备的聚硅酸铝铁复合絮凝剂综合了聚合硅酸和铝系、铁系絮凝剂的优点，在具有吸附架桥和电中和作用的同时，具有分子聚合度大、多组分协同发挥作用的特点，其稳定性和净水效果优良，具有分子量大、硅铝铁分布均匀，絮凝效果好的优点；聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂产品质量稳定，受pH影响小，最佳投药范围较宽，同时除浊脱色效果好残留铝含量低，是一种高效水处理絮凝剂，可广泛用于给水净化、废水处理过程中的除浊、脱色、脱油以及污泥调理固液分离，并且处理后的水不存在残留铝和色度偏高的问题。
(2)本发明有效地利用了赤泥废料中的氧化铁、氧化铝及氧化硅，制备出聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂既解决了废赤泥占用大量土地、污染地下水、危害人类健康等问题，又可以资源化来利用，生产成本低，产品附加值高，为赤泥废料的综合利用提供了新的途径，因此具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
(3)本发明用赤泥废料生产聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法，工艺简单，流程短，生产成本低，投加量少，产品稳定性好，市场竞争力强。
(4)本发明方法所制备的聚硅酸铝铁复合絮凝剂产品，通过各种模式和实际废水处理的混凝试验，结果表明该产品絮凝效果好，絮体大而密实，絮体沉降时间短，与同类产品相比具有较好的降浊、脱色以及去除COD的效果，去除效果最佳。
(5)由于无机铝盐、铁盐中和压缩胶体双电层作用，及活性聚硅酸的网状立体结构的吸附架桥作用，三者复合使聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂具有脱稳能力强、沉降速度快及形成絮凝体大的特点，去脱色除浊效果显著。制备得到的聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂为淡黄色至红褐色液体，易溶于水，不溶于乙醇、甲醇、丙酮等有机溶剂，用于水处理行业时，能够提高絮凝沉降性能。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法包括以下步骤：
(1)将赤泥废料和活化剂置于马弗炉中进行煅烧，然后将赤泥废料磨碎，得到活化赤泥粉；
(2)将氧化剂和所述活化赤泥粉放入硫酸溶液中反应；
(3)在步骤(2)的溶液中加入调整盐，调节溶液中Fe、Al、Si的摩尔比为1:1:0.2-0.7，用pH调节剂调节溶液的pH至1-6；
(4)在步骤(3)得到的溶液中加入稳定剂进行反应，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂。
步骤(1)中，煅烧温度为350-750℃，煅烧时间为2-6h，所述活化赤泥粉的粒径为40-50μm。
步骤(1)中，所述赤泥废料为含硅、铝、铁的赤泥废料，包括粉煤灰、硅藻土、高岭土和煤矸石的一种或几种。
步骤(1)中，所述活化剂为碳酸钠、氟化钠和氟化钾中的一种，可以促进赤泥废料中硅、铝、铁的溶出，所述活化剂用量为所述赤泥废料质量的1％-5％。
步骤(2)中，所述氧化剂为双氧水、过氧化钠和硝酸中的一种，氧化剂可以提高活化赤泥粉的浸出率，所述氧化剂用量为所述赤泥废料质量的0.2％。
步骤(2)中，所述硫酸溶液中硫酸的质量分数为60-90％，反应温度为40-100℃，反应时间为1-4h，固液比为1-8ml/g。本发明使用硫酸溶液而没有选择盐酸溶液，可以避免盐酸挥发造成的二次污染，还可以制备的絮凝剂中带入氯离子而对水处理金属管道造成腐蚀。
步骤(3)中，所述调整盐为硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、硅酸钾、硅酸钠和氧化钙中的一种或几种。
步骤(3)中，所述pH调节剂为盐酸或硫酸。溶液中硅、铝、铁的存在状态主要受溶液pH的影响，而硅、铝、铁的存在状态对絮凝剂的絮凝能力起到决定性作用；本发明中，溶液的pH为1-6，可以使得硅、铝、铁达到最佳的协同作用，可以充分发挥硅、铝、铁各自的絮凝能力。
步骤(4)中，所述稳定剂为磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、过磷酸钙和磷酸二氢铵中的一种或几种，稳定剂用量为溶液质量的0.3％-0.5％。稳定剂可以大大提高聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的稳定性，可以延长聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的保质期，从而可以便于污水处理厂存储使用。
步骤(4)中，反应时间为2h。
本发明提供了一种利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，原理包括：含硅、铝、铁的赤泥废在高温下与活化剂反应，使赤泥废料中的二氧化硅生成，得到活化赤泥；将活化赤泥加入硫酸在加热和搅拌的条件下进行酸浸反应，活化赤泥中的Al2O3、Fe2O3、氟硅酸钠与硫酸溶液反应，铁、铝均以水合离子形式存在，反应如下：
Fe2O3+3H2SO4+9H2O→2[Fe(H2O)6]2(SO4)3
Al2O3+3H2SO4+9H2O→2[Al(H2O)6]2(SO4)3
Na2SiF6+3H2O→H2SiO3+2Na F+4H F
用pH调节剂调节溶液的pH至1-6，促使溶液中的[Al(H2O)6]3+，[Fe(H2O)6]3+中配位水离子发生水解，生成H+，形成了一系列的配位离子，反应方程式如下：
[Al(H2O)6]3+→[Al(OH)(H2O)5]2++H+
[Al(OH)(H2O)5]2+]→[Al(OH)2(H2O)4]++H+
[Al(OH)2(H2O)4]+→[Al(OH)3(H2O)3]+H+
[Fe(H2O)6]3+→[Fe(OH)(H2O)5]2++H+
[Fe(OH)(H2O)5]2+→[Fe(OH)2(H2O)4]++H+
[Fe(OH)2(H2O)4]+→[Fe(OH)3(H2O)3]+H+
H2Si(OH)2-→H3SiO4 -→H4SiO4→H5SiO+→H8SiO6 2+
随着OH-浓度不断上升，配位水发生水解及水解产物的缩聚反应，OH-与铝和铁间发生架桥聚合反应，随着Si、Fe、Al水解及水解产物的缩聚，形成Si、Fe、Al的羟基、氧基聚合物，铝盐、铁盐和硅酸盐之间发生聚合反应，生成了Al—O—Si、Fe—O—Si、Al—Si、 Fe—O—Fe、Al—O—Al、Si—O—Fe、Si—O—Al、Fe—Si等结构单元，生成聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂。
本发明的优点和积极效果包括：
(1)本发明所制备的聚硅酸铝铁复合絮凝剂是一种水处理用高分子絮凝剂，是以赤泥废料为主要原料，经过焙烧、酸浸、离心、聚合生成。本发明所制备的聚硅酸铝铁复合絮凝剂综合了聚合硅酸和铝系、铁系絮凝剂的优点，在具有吸附架桥和电中和作用的同时，具有分子聚合度大、多组分协同发挥作用的特点，其稳定性和净水效果优良，具有分子量大、硅铝铁分布均匀，絮凝效果好的优点；聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂产品质量稳定，受pH影响小，最佳投药范围较宽，同时除浊脱色效果好残留铝含量低，是一种高效水处理絮凝剂，可广泛用于给水净化、废水处理过程中的除浊、脱色、脱油以及污泥调理固液分离，并且处理后的水不存在残留铝和色度偏高的问题。
(2)本发明有效地利用了赤泥废料中的氧化铁、氧化铝及氧化硅，制备出聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂既解决了废赤泥占用大量土地、污染地下水、危害人类健康等问题，又可以资源化来利用，生产成本低，产品附加值高，为赤泥废料的综合利用提供了新的途径，因此具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
(3)本发明用赤泥废料生产聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法，工艺简单，流程短，生产成本低，投加量少，产品稳定性好，市场竞争力强。
(4)本发明方法所制备的聚硅酸铝铁复合絮凝剂产品，通过各种模式和实际废水处理的混凝试验，结果表明该产品絮凝效果好，絮体大而密实，絮体沉降时间短，与同类产品相比具有较好的降浊、脱色以及去除COD的效果，去除效果最佳。
(5)由于无机铝盐、铁盐中和压缩胶体双电层作用，及活性聚硅酸的网状立体结构的吸附架桥作用，三者复合使聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂具有脱稳能力强、沉降速度快及形成絮凝体大的特点，去脱色除浊效果显著。制备得到的聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂为淡黄色至红褐色液体，易溶于水，不溶于乙醇、甲醇、丙酮等有机溶剂，用于水处理行业时，能够提高絮凝沉降性能。
实施例1
本实施例的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法包括以下步骤：
(1)将含硅、铝、铁的赤泥废料和活化剂碳酸钠置于马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为 550℃，煅烧时间为4.5h；然后将赤泥废料磨碎，过300目筛，得到粒径为48μm的活化赤泥粉；活化剂碳酸钠的质量为赤泥废料质量的2％；
(2)将活化赤泥粉放入质量分数为80％的硫酸溶液中反应，加入双氧水提高浸出率，双氧水用量为赤泥废料质量的0.2％，反应温度为90℃，反应时间为1.5h，固液比为8ml/g；
(3)在步骤(2)的溶液中加入调整盐氧化钙和硅酸铝，调节溶液中Fe、Al、Si的摩尔比为1:1:0.3；在30℃下，用盐酸调节溶液的pH至3.5；
(4)在步骤(3)得到的溶液中加入稳定剂磷酸氢二钠进行反应2h，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂，稳定剂用量为溶液质量的0.2％。
实施例2
本实施例的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法包括以下步骤：
(1)将含硅、铝、铁的赤泥废料和活化剂氟化钠置于马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为 550℃，煅烧时间为4.5h；然后将赤泥废料磨碎，过300目筛，得到粒径为48μm的活化赤泥粉；活化剂氟化钠的质量为赤泥废料质量的2％；
(2)将活化赤泥粉放入质量分数为80％的硫酸溶液中反应，加入双氧水提高浸出率，双氧水用量为赤泥废料质量的0.2％，反应温度为90℃，反应时间为1.5h，固液比为8ml/g；
(3)在步骤(2)的溶液中加入调整盐氧化钙和硅酸铝，调节溶液中Fe、Al、Si的摩尔比为1:1:0.5；在30℃下，用盐酸调节溶液的pH至3.5；
(4)在步骤(3)得到的溶液中加入稳定剂磷酸氢二钠进行反应2h，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂，稳定剂用量为溶液质量的0.2％。
实施例3
本实施例的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法包括以下步骤：
(1)将含硅、铝、铁的赤泥废料和活化剂氟化钠置于马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为 550℃，煅烧时间为4.5h；然后将赤泥废料磨碎，过300目筛，得到粒径为48μm的活化赤泥粉；活化剂氟化钠的质量为赤泥废料质量的3％；
(2)将活化赤泥粉放入质量分数为80％的硫酸溶液中反应，加入双氧水提高浸出率，双氧水用量为赤泥废料质量的0.2％，反应温度为90℃，反应时间为1.5h，固液比为8ml/g；
(3)在步骤(2)的溶液中加入调整盐氧化钙和硅酸铝，调节溶液中Fe、Al、Si的摩尔比为1:1:0.7；在30℃下，用盐酸调节溶液的pH至3.5；
(4)在步骤(3)得到的溶液中加入稳定剂过磷酸钙进行反应2h，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂，稳定剂用量为溶液质量的0.5％。
实施例4
本实施例的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法包括以下步骤：
(1)将含硅、铝、铁的赤泥废料和活化剂氟化钠置于马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为 450℃，煅烧时间为4.5h；然后将赤泥废料磨碎，过300目筛，得到粒径为48μm的活化赤泥粉；活化剂氟化钠的质量为赤泥废料质量的3％；
(2)将活化赤泥粉放入质量分数为80％的硫酸溶液中反应，加入双氧水提高浸出率，双氧水用量为赤泥废料质量的0.2％，反应温度为90℃，反应时间为1.5h，固液比为8ml/g；
(3)在步骤(2)的溶液中加入调整盐氧化钙和硅酸铝，调节溶液中Fe、Al、Si的摩尔比为1:1:0.5；在30℃下，用盐酸调节溶液的pH至4.5；
(4)在步骤(3)得到的溶液中加入稳定剂磷酸氢二钠进行反应2h，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂，稳定剂用量为溶液质量的0.2％。
实施例5
本实施例的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法包括以下步骤：
(1)将含硅、铝、铁的赤泥废料和活化剂氟化钾置于马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为 550℃，煅烧时间为4.5h；然后将赤泥废料磨碎，过300目筛，得到粒径为48μm的活化赤泥粉；活化剂氟化钾的质量为赤泥废料质量的4％；
(2)将活化赤泥粉放入质量分数为80％的硫酸溶液中反应，加入双氧水提高浸出率，双氧水用量为赤泥废料质量的0.2％，反应温度为90℃，反应时间为1.5h，固液比为8ml/g；
(3)在步骤(2)的溶液中加入调整盐氧化钙和硅酸铝，调节溶液中Fe、Al、Si的摩尔比为1:1:0.5；在30℃下，用盐酸调节溶液的pH至3.5；
(4)在步骤(3)得到的溶液中加入稳定剂磷酸氢二钠进行反应2h，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂，稳定剂用量为溶液质量的0.3％。
实验测试
测试1：将实施例1-实施例5制备得到的聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂用于印染废水絮凝实验，在1L印染废水中加入5ml聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂，分别测定印染废水的浊度、色度去除率、COD去除率及重金属Pb，Cd，As的去除率，测试结果如表1所示。
表1
由测试结果可以看出，将印染废水用本发明的聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂经过絮凝处理后，印染废水的去浊率达到95.0％以上，浊度可以降至0.21NTU，色度去除率达到90％以上，COD 去除率达到近50％，重金属Pb，Cd，As的去除率均达90％以上，处理后废水达到国家《污水综合排放标准》一级标准。
测试2：将聚合硫酸铝絮凝剂添加到3组1L印染废水中、聚合硫酸铁絮凝剂添加到3组1L印染废水中、聚硫酸铝铁絮凝剂添加到3组1L印染废水中和实施例2制备得到的聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂添加到3组1L印染废水中，3组印染废水中絮凝剂的添加量分别为10ppm、20ppm和30ppm。
在常温下，将添加了絮凝剂的印染废水以120rpm的转速快速搅拌1分钟，结束后调节转速为40rpm转速搅拌5分钟，测试絮凝沉降性能。记录每个样本的沉降速度、沉降颗粒状态，测试上清液化学需氧量、悬浮物、色度。(原印染废水：CODcr538mg/L、SS140mg/L、色度235倍)实验结果如表2如下：
表2
由测试结果可以看出，经过本发明的聚硅硫酸铝铁絮凝剂处理过的印染废水的絮体沉降速度、颗粒状态均优于其它三组对比测试组，COD、SS和色度均小于三组对比测试组；可以说明本发明的聚硅硫酸铝铁絮凝剂可用作水处理絮凝沉降剂，可显著提高污水沉降性能。
测试3：将阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂添加到2组1L生活污泥中，将聚合硫酸铁絮凝剂加到2组1L生活污泥中，将聚合硫酸铝絮凝剂加到2组1L生活污泥中，将聚硅酸絮凝剂加到2组1L生活污泥中，将聚硫酸铝铁絮凝剂加到2组1L生活污泥中，将实施例4制备的聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂加到2组1L生活污泥中，2组1L生活污泥中絮凝剂得添加量粉笔为 5ppm和10ppm，生活污泥的含水率99.2％。
在常温下，将添加了絮凝剂的生活污泥以120rpm的转速快速搅拌2分钟，结束后调节转速为40rpm转速搅拌5分钟，测试生活污泥的沉降高度及比阻值。(原生活污泥比阻值为： 32.8x 108S2/g)，测试结果如表3所示。
表3
由测试结果可以看出，本发明聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂对生活污泥的脱水能力优于阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂、聚合硫酸铁絮凝剂、聚合硫酸铝絮凝剂、聚硅酸絮凝剂、聚硫酸铝铁絮凝剂等传统絮凝剂对生活污泥的脱水能力；经过本发明聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂处理过的生活污泥的体积减小了3倍多，比阻由原来的32.8x 108S2/g降低至3.0x 108S2/g，由难脱水污泥通过处理变为易脱水污泥。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将赤泥废料和活化剂置于马弗炉中进行煅烧，然后将赤泥废料磨碎，得到活化赤泥粉；
(2)将氧化剂和所述活化赤泥粉放入硫酸溶液中反应；
(3)在步骤(2)的溶液中加入调整盐，调节溶液中Fe、Al、Si的摩尔比为1:1:0.2-0.7，用pH调节剂调节溶液的pH至1-6；
(4)在步骤(3)得到的溶液中加入稳定剂进行反应，过滤即得聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂。
2.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，煅烧温度为350-750℃，煅烧时间为2-6h，所述活化赤泥粉的粒径为40-50μm。
3.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述赤泥废料为含硅、铝、铁的赤泥废料，包括粉煤灰、硅藻土、高岭土和煤矸石的一种或几种。
4.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述活化剂为碳酸钠、氟化钠和氟化钾中的一种，所述活化剂用量为所述赤泥废料质量的1％-5％。
5.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述氧化剂为双氧水、过氧化钠和硝酸中的一种，所述氧化剂用量为所述赤泥废料质量的0.2％。
6.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述硫酸溶液中硫酸的质量分数为60-90％，反应温度为40-100℃，反应时间为1-4h，固液比为1-8ml/g。
7.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述调整盐为硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、硅酸钾、硅酸钠和氧化钙中的一种或几种。
8.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述pH调节剂为硫酸或盐酸。
9.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述稳定剂为磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、过磷酸钙和磷酸二氢铵中的一种或几种，所述稳定剂用量为溶液质量的0.3％-0.5％。
10.如权利要求1所述的利用赤泥废料制备聚硅硫酸铝铁复合絮凝剂的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，反应时间为2h。
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