申請日2013.08.27
公開(公告)日2013.12.11
IPC分類號C02F11/14; C01G49/14
摘要
本發(fā)明公開了一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法，包括以下步驟：1)酸溶反應：在反應釜中，將鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液、無機廢硫酸進行充分的混合反應;2)氧化還原反應：繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氧化劑進行氧化還原反應;3)水解聚合反應：停止攪拌，自然降溫進行水解聚合反應，反應體系中不溶物自然沉淀后進行固液分離，所得上清液即為成品。本發(fā)明中使用的所有原材料均為廢棄物，完全達到了以廢治廢,綜合利用的目的。
權利要求書
1.一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法，其特征在于：包括以下步驟：
1)酸溶反應：在反應釜中，將鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液、無機廢硫酸進行充分的攪拌混合反應;
2)氧化還原反應：繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氧化劑進行氧化還原反應;
3)水解聚合反應：停止攪拌，自然降溫進行水解聚合反應，反應體系中不溶物自然沉淀后進行固液分離，所得上清液即為成品。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法，其特征在于：步驟1)中，鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液質(zhì)量比m1:m2=C 1A 2:A 1，廢硫酸的質(zhì)量m3= C2 ( m1+ m2) /A3，m1、m2、m3分別為鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液、廢硫酸的質(zhì)量，A1為鋁材廠堿渣中Al2O3的質(zhì)量百分比，A2為鋼材廠酸洗廢液中亞鐵的質(zhì)量百分比，A 3為廢硫酸中H2SO4的質(zhì)量百分比，C 1為0.1~0.25，C2為0.05~0.25。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法，其特征在于：步驟1)的反應的時間為0.5-4h。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法，其特征在于：步驟2)中，所述的氧化劑為氯酸鈉、雙氧水、氯氣、氧氣、次氯酸鈉中的至少一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法，其特征在于：步驟2)中，氧化還原反應的時間為30min-1h。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法，其特征在于：步驟3)中，水解聚合反應的時間為1-24h。
說明書
一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法。
背景技術
隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程進一步加快，工業(yè)廢水和生活污水處理所產(chǎn)生的污泥量日益增大，大量污泥的積累不僅使垃圾包圍城市緊張的局面雪上加霜，而且污泥中的污水、重金屬、病原菌、臭氣等各種污染物對環(huán)境造成了第二次污染，據(jù)不完全統(tǒng)計污泥處理費用占污水廠總運行費用的40%~50%，因此資源化利用有用污泥，最大程度降低污泥含水率成為中國可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。
目前污泥處理的方法有很多種，但為了保證污水達標排放和降低污泥含水率，對污泥進行調(diào)理和脫水成為污泥處理過程不可或缺的重要部分。根據(jù)污泥的種類和性質(zhì)的不同，以及對污泥處理所掌握技術的差異，不同的專家對污泥調(diào)理劑有著不一樣的選擇。
專利公開號為CN102358679A，名稱為一種污泥調(diào)理劑及使用污泥調(diào)理劑的深度脫水方法。該方法將重量百分比為40~70%的菱苦土與重量百分比為30~40%的石灰石研磨成粉后混合，送入馬弗爐中900~1000℃灼燒1~2小時，降溫制成污泥調(diào)理劑。該發(fā)明所使用的原料雖然比較便宜，但制備方法不僅復雜而且耗能頗大，因此該發(fā)明的污泥調(diào)理劑成本較高，污泥增容也較大。
專利公開號為CN103011548A，名稱為一種組合式調(diào)理污泥的調(diào)理及其進行污泥脫水方法，該發(fā)明使用傳統(tǒng)化學污泥調(diào)理劑(陽離子聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁)調(diào)質(zhì)后，再用木屑進行污泥調(diào)質(zhì)。該發(fā)明雖然使用木屑進行污泥調(diào)質(zhì)具有一定的創(chuàng)新性，但整個污泥調(diào)質(zhì)過程成本很高，污泥增容也較大。
專利公開號為CN101851054A，名稱為污泥脫水調(diào)理及其制備方法和應用，利用聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、木質(zhì)素配成污泥調(diào)理劑，該發(fā)明配置方法繁瑣不易操作，原料來源有限，以及高成本和產(chǎn)品儲存期短等缺點不適合大規(guī)模污泥處理，市場利用空間有限。
專利公開號為CN101851053A，名稱為一種無機復合污泥脫水調(diào)理劑及其應用，利用十二烷基苯磺酸鈉和氫氧化鈉復配而成，該發(fā)明生產(chǎn)工藝雖然簡單，但氫氧化鈉使用量較大，對設備耐堿性有著很高的要求，另外使用十二烷基苯磺酸鈉較貴，壓濾后的上清液SS較高。由于其較高的成本和有限絮凝性能，只能用于較小部分特定的污泥調(diào)理。
專利公開號為CN102452782A，名稱為高效污泥脫水的無機復合調(diào)理劑。專利公開號為CN1986788A，名稱為污泥脫水的化學調(diào)理劑及其脫水方法。專利公開號為CN101633549A，名稱為一種污泥調(diào)理劑及其污泥脫水方法等，都需加入石灰石等鈣鹽調(diào)節(jié)污泥pH。這些發(fā)明的污泥調(diào)理劑不僅成本都較高，而且對石灰?guī)r等自然資源也是一種消耗。不符合中共十八大建設生態(tài)文明的基本國策。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法。
本發(fā)明所采取的技術方案是：
一種資源化利用廢物生產(chǎn)污泥調(diào)理劑的方法，包括以下步驟：
1)酸溶反應：在反應釜中，將鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液、無機廢硫酸進行充分的攪拌混合反應;
2)氧化還原反應：繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氧化劑進行氧化還原反應;
3)水解聚合反應：停止攪拌，自然降溫進行水解聚合反應，反應體系中不溶物自然沉淀后進行固液分離，所得上清液即為成品。
步驟1)中，鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液質(zhì)量比m1:m2=C 1A 2:A 1，廢硫酸的質(zhì)量m3= C2 ( m1+ m2) /A3，m1、m2、m3分別為鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液、廢硫酸的質(zhì)量，A1為鋁材廠堿渣中Al2O3的質(zhì)量百分比，A2為鋼材廠酸洗廢液中亞鐵的質(zhì)量百分比，A 3為廢硫酸中H2SO4的質(zhì)量百分比，C 1為0.1~0.25，C2為0.05~0.25。
步驟1)的反應的時間為0.5-4h。
步驟2)中，所述的氧化劑為氯酸鈉、雙氧水、氯氣、氧氣、次氯酸鈉中的至少一種。
步驟2)中，氧化還原反應的時間為30min-1h。
步驟3)中，水解聚合反應的時間為1-24h。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以鋁材廠堿渣，鋼材廠酸洗廢液，無機廢硫酸等廢棄資源為原料，生產(chǎn)出調(diào)理污泥效果好，成本極低的聚合氯化硫酸鐵鋁，實現(xiàn)了以廢治廢，對資源進行了充分的回收利用，符合可持續(xù)發(fā)展理念，有著很好的社會效益和經(jīng)濟效益。
本發(fā)明中使用的所有原材料均為廢棄物，完全達到了以廢治廢,綜合利用的目的。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明：
實施例1：
(1)檢測出鋁材廠堿渣中Al2O3的質(zhì)量百分比為10%、鋼材廠酸性廢水中亞鐵(以FeCl2計)的質(zhì)量百分比為25%(即檢測出鋼材廠酸性廢水中總的Fe2+質(zhì)量百分比為a，換算為FeCl2，a×M(FeCl2)/M(Fe2+)=25wt%)，廢硫酸中H2SO4中的質(zhì)量百分比為80%;
(2)開動反應釜上的攪拌機，在攪拌的條件下，先加入鋼材廠酸洗廢液，然后一邊添加鋁材廠的堿渣，一邊滴加無機廢硫酸，其中鋼材廠酸洗廢液20噸，鋁材廠堿渣重量為8噸，無機廢硫酸重量為4.8噸，滴加完后攪拌反應30分鐘。
(3)繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氯酸鈉0.7噸進行氧化還原反應，反應30分鐘后靜置，自然沉淀1小時進行固液分離;所得上清液為液體聚合氯化硫酸鐵鋁;經(jīng)檢測液體聚合氯化硫酸鐵鋁的Al2O3質(zhì)量百分比為2.35wt%，F(xiàn)e3+(以FeCl3計)質(zhì)量百分比為19.05wt%(即檢測出的總的Fe3+質(zhì)量百分比為b，換算為FeCl3，b×M(FeCl3)/M(Fe3+)=19.05wt%),聚合度為8%。
實施例2：
(1)檢測出鋁材廠堿渣中Al2O3的質(zhì)量百分比為15%、鋼材廠酸性廢水中亞鐵(以FeCl2計)的質(zhì)量百分比為28%，廢硫酸中H2SO4中的質(zhì)量百分比為80%;
(2)開動反應釜上的攪拌機，在攪拌的條件下，先加入鋼材廠酸洗廢液，然后一邊添加鋁材廠的堿渣，一邊滴加無機廢硫酸，其中鋼材廠酸洗廢液20噸，鋁材廠堿渣重量為6.8噸，無機廢硫酸重量為5.85噸，滴加完后攪拌反應30分鐘。
(3)繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氯酸鈉0.785噸進行氧化還原反應，反應30分鐘后靜置，自然沉淀1小時進行固液分離;所得上清液為液體聚合氯化硫酸鐵鋁;經(jīng)檢測液體聚合氯化硫酸鐵鋁的Al2O3質(zhì)量百分比為3.02wt%，F(xiàn)e3+(以FeCl3計)質(zhì)量百分比為21.4wt%,聚合度為8.2%。
對比測試例：
以毛細吸水時間(CST)作為反應污泥調(diào)理劑對污泥調(diào)理性能指標，用實施2制備的液體聚合氯化硫酸鐵鋁，市售液體三氯化鐵(FeCl3：24.4 wt%)+石灰兩種污泥調(diào)理劑方案對佛山某城市污水處理廠濃縮池污泥進行對比試驗，具體步驟如下：
(1)取6個1000ml的混凝攪拌杯，倒入1000ml佛山某城市污水處理廠濃縮池污泥;
(2)每個燒杯中分別加入5000ppm、8000 ppm、10000 ppm實施例2的液體聚合氯化硫酸鐵鋁(Al2O3:3.02wt%，F(xiàn)e3+(以FeCl3計)：21.4 wt%)，5000ppm、8000 ppm、10000 ppm市售液體三氯化鐵(FeCl3：24.4 wt%);
(3)加入污泥調(diào)理劑后，開動混凝攪拌機攪拌，以300r/min攪拌30s后，在上步中加入了市售液體三氯化鐵的燒杯中加入適量石灰繼續(xù)攪拌30s待測;
(4)污泥攪拌后，立即加入CST圓槽中，開啟CST測定儀，開始計時，當計時終止后，CST儀上顯示的時間即為污泥的CST;
(5)重復步驟3、4直至六組實驗全部完成。
CST試驗數(shù)據(jù)見表1，試驗數(shù)據(jù)表明，相對傳統(tǒng)的污泥調(diào)理劑(三氯化鐵)，本發(fā)明液體聚合氯化硫酸鐵鋁，調(diào)理污泥效果更明顯，對污泥pH改變較小。
