公布日：2023.11.03
申請(qǐng)日：2023.08.03
分類(lèi)號(hào)：B09B3/30(2022.01)I;C01B25/00(2006.01)I;B09B3/35(2022.01)I;B09B3/70(2022.01)I;B09B3/38(2022.01)I;B01J20/10(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F1
/28(2023.01)I;C02F1/34(2023.01)I;C02F11/10(2006.01)I
摘要
本申請(qǐng)涉及污泥熱解殘?jiān)幚眍I(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒笆Ｓ鄽堅(jiān)膽?yīng)用。一種污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒椋簩?duì)污泥熱解殘?jiān)M(jìn)行研磨過(guò)篩，將污泥熱解殘?jiān)尤肓蛩崛芤褐腥芙鈹嚢�，通過(guò)離心機(jī)分離后的溶液為含磷溶液，固體為剩余污泥殘?jiān)�，溶液�?/span>pH調(diào)至2，通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂獲得凈化的富磷溶液。本申請(qǐng)的污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒笆Ｓ鄽堅(jiān)膽?yīng)用具有從污泥熱解殘?jiān)羞M(jìn)行磷回收及對(duì)剩余污泥殘?jiān)M(jìn)行再利用優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒�，其特征在于，包括以下步驟：S1、對(duì)污泥熱解殘?jiān)M(jìn)行研磨，并過(guò)50-100目篩后備用；S2、將污泥熱解殘?jiān)尤肓蛩崛芤褐腥芙�，并在常溫下攪�?/span>2-8h；S3、將上一步反應(yīng)結(jié)束后的混合溶液通過(guò)離心機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的溶液為含磷溶液，固體為剩余污泥殘?jiān)?/span>S4、隨后將浸出溶液中的pH調(diào)至2后，以固液比為0.5g/mL通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以去除溶液中的金屬離子，并獲得凈化的富磷溶液；S5、將硫酸提取磷溶液分離的固體污泥殘?jiān)萌ルx子水洗滌至中性后干燥、研磨，獲得剩余污泥殘?jiān)絼?/span>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒�，其特征在于：所�?/span>S2中的硫酸溶液為0.1-0.5mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒�，其特征在于：所�?/span>S2中污泥熱解殘?jiān)c硫酸溶液的液固比為10-20mL/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒ǎ涮卣髟谟冢核?/span>S4中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與含磷溶液的固液比為0.3-0.7g/mL。
5.一種污泥熱解殘?jiān)絼┰谖鬯幚碇械膽?yīng)用，其特征在于：將處理好的剩余污泥熱解殘?jiān)尤肱渲煤玫膹U水中進(jìn)行混合振蕩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥熱解殘?jiān)絼┰谖鬯幚碇械膽?yīng)用，其特征在于：所述配置好的廢水主要為染料廢水和含砷廢水，所述廢水中的染料和砷離子濃度為1-50mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥熱解殘?jiān)絼┰谖鬯幚碇械膽?yīng)用，其特征在于：所述剩余污泥熱解殘?jiān)c配置的廢水的固液比為2g/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的污泥熱解殘?jiān)絼┰谖鬯幚碇械膽?yīng)用，其特征在于：所述振蕩速率為150r/min，振蕩時(shí)間為1-120min。
發(fā)明內(nèi)容
為了從污泥熱解殘?jiān)羞M(jìn)行磷回收及對(duì)剩余污泥殘?jiān)M(jìn)行再利用，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒笆Ｓ鄽堅(jiān)膽?yīng)用。
本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒笆Ｓ鄽堅(jiān)膽?yīng)用采用如下的技術(shù)方案：一種污泥熱解殘?jiān)椎幕厥辗椒�，包括以下步驟：S1、對(duì)污泥熱解殘?jiān)M(jìn)行研磨，并過(guò)50-100目篩后備用；S2、將污泥熱解殘?jiān)尤肓蛩崛芤褐腥芙猓⒃诔叵聰嚢?/span>2-8h；S3、將上一步反應(yīng)結(jié)束后的混合溶液通過(guò)離心機(jī)進(jìn)行固液分離，分離后的溶液為含磷溶液，固體為剩余污泥殘?jiān)?/span>S4、隨后將浸出溶液中的pH調(diào)至2后，以固液比為0.5g/mL通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以去除溶液中的金屬離子，并獲得凈化的富磷溶液；S5、將硫酸提取磷溶液分離的固體污泥殘?jiān)萌ルx子水洗滌至中性后干燥、研磨，獲得剩余污泥殘?jiān)絼?/span>
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，該方法能夠高效地回收污泥熱解殘?jiān)械牧自亍Ｍㄟ^(guò)將污泥熱解殘?jiān)心ゲ⒓尤肓蛩崛芤褐腥芙�，可以使得污泥熱解殘�(jiān)械牧自厣珊兹芤�，并采用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到富磷溶液和剩余污泥殘?jiān)�。隨后對(duì)富磷溶液進(jìn)行陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理，可以去除溶液中的金屬離子，最終得到純凈的富磷溶液；而對(duì)剩余污泥殘?jiān)M(jìn)行洗滌、干燥和研磨處理，可以得到剩余污泥殘?jiān)絼�。這些處理步驟相互協(xié)作，能夠高效地回收污泥熱解殘?jiān)械牧自�。其次，該方法可以減少固體廢棄物排放量。采用該方法處理污泥熱解殘?jiān)鼤r(shí)，可以回收其中的磷元素并將其用于其他領(lǐng)域，起到了減少環(huán)境污染和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的作用。
可選的，所述S2中的硫酸溶液為0.1-0.5mol/L。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，進(jìn)一步控制反應(yīng)條件來(lái)提高污泥熱解殘?jiān)辛自氐幕厥章屎图兌龋瑥亩趯?shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用的同時(shí)降低廢棄物的排放量。硫酸濃度越高，對(duì)污泥熱解殘?jiān)械牧自氐娜芙饽芰驮綇?qiáng)。但是，如果硫酸濃度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率過(guò)快、反應(yīng)熱量過(guò)大，甚至?xí)䲟p失磷元素，同時(shí)可能會(huì)加速污泥熱解殘?jiān)薪饘僭氐娜芙狻Ｏ喾�，如果硫酸濃度過(guò)低，則磷元素的回收率可能會(huì)較低，影響技術(shù)效果。因此，將硫酸濃度控制在0.1-0.5mol/L之間，既可以保證溶解能力，又不會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)失控或損失磷元素。
可選的，所述S2中污泥熱解殘?jiān)c硫酸溶液的液固比為10-20mL/g。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，將污泥熱解殘?jiān)尤肓蛩崛芤褐羞M(jìn)行溶解反應(yīng)，其中液固比是一個(gè)重要的參數(shù)。如果液固比過(guò)高，會(huì)造成反應(yīng)物之間相互影響，過(guò)量的酸可能會(huì)與其他金屬礦物發(fā)生反應(yīng)生成難溶化合物，降低磷的浸出效率；如果液固比過(guò)低，則可能導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)程受到限制，從而影響污泥熱解殘?jiān)辛自氐幕厥章�。因此，既可以保證反應(yīng)物之間充分混合，提高反應(yīng)效率，也可以避免反應(yīng)過(guò)程受到限制，進(jìn)一步提高污泥熱解殘?jiān)械牧自鼗厥章省?/span>
可選的，所述S4中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與含磷溶液的固液比為0.5g/mL。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，采用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂對(duì)富磷溶液進(jìn)行處理，以去除其中的金屬離子，這是實(shí)現(xiàn)純凈富磷溶液的關(guān)鍵步驟。其中，固液比作為一個(gè)操作參數(shù)，會(huì)影響反應(yīng)效率和純度。如果固液比過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力學(xué)效應(yīng)減弱，難以充分利用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的吸附性能，從而降低去除金屬離子的效果；反之，如果固液比過(guò)高，則可能導(dǎo)致過(guò)多的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂浪費(fèi)，增加處理成本，同時(shí)還會(huì)降低富磷溶液的產(chǎn)量。因此，S4中陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與含磷溶液的固液比為0.5g/mL，能夠使得陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附金屬離子的效率最大化，同時(shí)避免浪費(fèi)，確保富磷溶液的高產(chǎn)量和純度。
第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N污泥熱解殘?jiān)絼┰谖鬯幚碇械膽?yīng)用，采用如下的技術(shù)方案：一種污泥熱解殘?jiān)絼┰谖鬯幚碇械膽?yīng)用，包括將處理好的剩余污泥熱解殘?jiān)尤肱渲煤玫膹U水中進(jìn)行混合振蕩。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，污泥熱解殘?jiān)絼┰谖鬯幚碇锌梢云鸬胶芎玫奈阶饔�，有效去除廢水中的污染物。污泥熱解殘?jiān)絼┚哂辛己玫奈叫阅芎臀饺萘�，能夠�(qū)U水中的污染物如重金屬、染料等進(jìn)行吸附并固定。其次，采用剩余污泥熱解殘?jiān)鳛槲絼�，不僅實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用，還減少了環(huán)境污染。如此處理后，將原本會(huì)浪費(fèi)的污泥熱解殘?jiān)D(zhuǎn)化為有用的吸附劑來(lái)處理污水，實(shí)現(xiàn)了“變廢為寶”的理念，同時(shí)也可以減少污泥熱解殘?jiān)鼘?duì)環(huán)境的危害。
可選的，所述配置好的廢水主要為染料廢水和含砷廢水，所述廢水中的染料和砷離子濃度為1-50mg/L。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，該吸附劑具有良好的吸附性能和容量，能夠?qū)U水中的染料和砷離子進(jìn)行有效去除，并使其固定在吸附劑上。其次，將處理好的剩余污泥熱解殘?jiān)尤肱渲煤玫膹U水中進(jìn)行混合振蕩，可以增強(qiáng)吸附反應(yīng)的速度和效率。由于污水處理過(guò)程中，對(duì)于染料和砷的去除需要花費(fèi)大量的時(shí)間和成本，通過(guò)該方法可以大大縮短處理時(shí)間和降低成本。
可選的，所述剩余污泥熱解殘?jiān)c配置的廢水的固液比為2g/L。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，固液比是指在處理過(guò)程中加入固體吸附劑與廢水混合液中的比例關(guān)系。當(dāng)固液比太低，會(huì)使反應(yīng)過(guò)程中的吸附位點(diǎn)較少，從而影響吸附劑對(duì)污染物的吸附效率；隨著吸附劑的投加，污染物的去除效率也逐漸增高，并達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)，從而獲得最佳的吸附劑投加量。其次，通過(guò)將剩余污泥熱解殘?jiān)砑拥脚渲煤玫膹U水中，可以有效地去除染料和砷離子等污染物，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，并降低了環(huán)境污染。最后，合理控制吸附劑的用量，不僅能夠保證吸附反應(yīng)的高效進(jìn)行，而且能夠減輕固體廢棄物的產(chǎn)生量，達(dá)到環(huán)保、高效的治理效果。
可選的，所述振蕩速率為150r/min，振蕩時(shí)間為1-120min。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案，可以提高剩余污泥熱解殘?jiān)c廢水的混合效果，進(jìn)而促進(jìn)吸附反應(yīng)的進(jìn)行，從而使得染料和砷離子等污染物更加均勻地與吸附劑接觸，提高去除效率。通過(guò)將剩余污泥熱解殘?jiān)尤肱渲煤玫膹U水中，在攪拌、振蕩狀態(tài)下，能夠增加吸附劑對(duì)污染物的接觸面積，有利于吸附劑與污染物之間的相互作用，提高吸附效率。其次，合適的振蕩速率和振蕩時(shí)間，可以控制粒子或顆粒在廢水中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，促進(jìn)污染物與吸附劑之間的混合作用，同時(shí)還能保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免吸附劑和污染物過(guò)度聚集，影響吸附效果。
綜上所述，本申請(qǐng)具有以下有益效果：1、由于本申請(qǐng)的方法通過(guò)將污泥熱解殘?jiān)心ゲ⒓尤肓蛩崛芤褐腥芙猓梢允沟梦勰酂峤鈿堅(jiān)械牧自厣珊兹芤�，并采用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，得到富磷溶液和剩余污泥殘?jiān)�。隨后對(duì)富磷溶液進(jìn)行陽(yáng)離子交換樹(shù)脂處理，可以去除溶液中的金屬離子，最終得到純凈的富磷溶液；而對(duì)剩余污泥殘?jiān)M(jìn)行洗滌、干燥和研磨處理，可以得到剩余污泥殘?jiān)絼�。這些處理步驟相互協(xié)作，能夠高效地回收污泥熱解殘?jiān)械牧自亍Ｆ浯�，該方法可以減少固體廢棄物排放量。采用該方法處理污泥熱解殘?jiān)鼤r(shí)，可以回收其中的磷元素并將其用于其他領(lǐng)域，起到了減少環(huán)境污染和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的作用。
2、本發(fā)明通過(guò)對(duì)污泥熱解殘?jiān)M(jìn)行磷回收實(shí)驗(yàn)，大大減少了污泥磷直接回收的處理規(guī)模，有效解決了污泥處理占地面積大和藥劑使用量大的問(wèn)題，降低了磷回收成本；3、本申請(qǐng)使用方法對(duì)污泥熱解殘?jiān)辛椎幕厥章士蛇_(dá)到80-90％，實(shí)現(xiàn)了磷的高效回收。
4.本申請(qǐng)利用污泥熱解殘?jiān)M(jìn)行硫酸提取磷后回收的固體污泥熱解殘?jiān)米魑絼�，�?duì)水中的染料和砷離子展現(xiàn)出了優(yōu)異的去除效率，吸附效率平均可達(dá)到85％以上，達(dá)到以廢治廢的目的。
5.本申請(qǐng)利用酸溶解污泥熱解殘?jiān)�，不僅實(shí)現(xiàn)了磷資源的高效回收，同時(shí)通過(guò)酸處理在一定程度上增加了污泥殘?jiān)目紫督Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加了剩余污泥熱解殘?jiān)奈叫阅�。本發(fā)明提供的酸浸提取磷資源和剩余污泥熱解殘?jiān)厥绽�，�?shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)便、易操作，無(wú)過(guò)多的能源消耗，實(shí)現(xiàn)了污泥熱解殘?jiān)馁Y源化利用，減少對(duì)環(huán)境帶來(lái)的潛在二次污染問(wèn)題。
（發(fā)明人：余波;李簫寧;嚴(yán)寒;張名;趙浩;廉珂;沈鵬飛;萬(wàn)麗）
