申請(qǐng)日2013.08.27

　　公開(公告)日2013.12.11

　　IPC分類號(hào)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(yīng)：在反應(yīng)釜中，將鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液、無(wú)機(jī)廢硫酸進(jìn)行充分的混合反應(yīng);2)氧化還原反應(yīng)：繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng);3)水解聚合反應(yīng)：停止攪拌，自然降溫進(jìn)行水解聚合反應(yīng)，反應(yīng)體系中不溶物自然沉淀后進(jìn)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(dá)到了以廢治廢,綜合利用的目的。

　　權(quán)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(yīng)：在反應(yīng)釜中，將鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液、無(wú)機(jī)廢硫酸進(jìn)行充分的攪拌混合反應(yīng);

　　2)氧化還原反應(yīng)：繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng);

　　3)水解聚合反應(yīng)：停止攪拌，自然降溫進(jìn)行水解聚合反應(yīng)，反應(yīng)體系中不溶物自然沉淀后進(jìn)行固液分離，所得上清液即為成品。

　　2.根據(jù)權(quán)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(quán)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(yīng)的時(shí)間為0.5-4h。

　　4.根據(jù)權(quán)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(quán)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(yīng)的時(shí)間為30min-1h。

　　6.根據(jù)權(quán)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(yīng)的時(shí)間為1-24h。

　　說(shuō)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(shù)領(lǐng)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(shù)

　　隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程進(jìn)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(duì)環(huán)境造成了第二次污染，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)污泥處理費(fèi)用占污水廠總運(yùn)行費(fèi)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(guó)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(dá)標(biāo)排放和降低污泥含水率，對(duì)污泥進(jìn)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(duì)污泥處理所掌握技術(shù)的差異，不同的專家對(duì)污泥調(diào)理劑有著不一樣的選擇。

　　專利公開號(hào)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(shí)，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(fù)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(hào)為CN103011548A，名稱為一種組合式調(diào)理污泥的調(diào)理及其進(jìn)行污泥脫水方法，該發(fā)明使用傳統(tǒng)化學(xué)污泥調(diào)理劑(陽(yáng)離子聚丙烯酰胺和聚合氯化鋁)調(diào)質(zhì)后，再用木屑進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)。該發(fā)明雖然使用木屑進(jìn)行污泥調(diào)質(zhì)具有一定的創(chuàng)新性，但整個(gè)污泥調(diào)質(zhì)過程成本很高，污泥增容也較大。

　　專利公開號(hào)為CN101851054A，名稱為污泥脫水調(diào)理及其制備方法和應(yīng)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(lái)源有限，以及高成本和產(chǎn)品儲(chǔ)存期短等缺點(diǎn)不適合大規(guī)模污泥處理，市場(chǎng)利用空間有限。

　　專利公開號(hào)為CN101851053A，名稱為一種無(wú)機(jī)復(fù)合污泥脫水調(diào)理劑及其應(yīng)用，利用十二烷基苯磺酸鈉和氫氧化鈉復(fù)配而成，該發(fā)明生產(chǎn)工藝雖然簡(jiǎn)單，但氫氧化鈉使用量較大，對(duì)設(shè)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(hào)為CN102452782A，名稱為高效污泥脫水的無(wú)機(jī)復(fù)合調(diào)理劑。專利公開號(hào)為CN1986788A，名稱為污泥脫水的化學(xué)調(diào)理劑及其脫水方法。專利公開號(hào)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(duì)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(shè)生態(tài)文明的基本國(guó)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(shù)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(yīng)：在反應(yīng)釜中，將鋁材廠堿渣、鋼材廠酸洗廢液、無(wú)機(jī)廢硫酸進(jìn)行充分的攪拌混合反應(yīng);

　　2)氧化還原反應(yīng)：繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氧化劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng);

　　3)水解聚合反應(yīng)：停止攪拌，自然降溫進(jìn)行水解聚合反應(yīng)，反應(yīng)體系中不溶物自然沉淀后進(jìn)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(yīng)的時(shí)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(yīng)的時(shí)間為30min-1h。

　　步驟3)中，水解聚合反應(yīng)的時(shí)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(wú)機(jī)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(shí)現(xiàn)了以廢治廢，對(duì)資源進(jìn)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(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　本發(fā)明中使用的所有原材料均為廢棄物，完全達(dá)到了以廢治廢,綜合利用的目的。

　　具體實(shí)施方式

　　下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明：

　　實(shí)施例1：

　　(1)檢測(cè)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(jì))的質(zhì)量百分比為25%(即檢測(cè)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(dòng)反應(yīng)釜上的攪拌機(jī)，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(wú)機(jī)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(wú)機(jī)廢硫酸重量為4.8噸，滴加完后攪拌反應(yīng)30分鐘。

　　(3)繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氯酸鈉0.7噸進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)30分鐘后靜置，自然沉淀1小時(shí)進(jìn)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(cè)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(jì))質(zhì)量百分比為19.05wt%(即檢測(cè)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(shí)施例2：

　　(1)檢測(cè)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(jì))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(dòng)反應(yīng)釜上的攪拌機(jī)，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(wú)機(jī)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(wú)機(jī)廢硫酸重量為5.85噸，滴加完后攪拌反應(yīng)30分鐘。

　　(3)繼續(xù)攪拌，向混合液中加入氯酸鈉0.785噸進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)30分鐘后靜置，自然沉淀1小時(shí)進(jìn)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(cè)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(jì))質(zhì)量百分比為21.4wt%,聚合度為8.2%。

　　對(duì)比測(cè)試?yán)��?/P>

　　以毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)作為反應(yīng)污泥調(diào)理劑對(duì)污泥調(diào)理性能指標(biāo)，用實(shí)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(duì)佛山某城市污水處理廠濃縮池污泥進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，具體步驟如下：

　　(1)取6個(gè)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(gè)燒杯中分別加入5000ppm、8000 ppm、10000 ppm實(shí)施例2的液體聚合氯化硫酸鐵鋁(Al2O3:3.02wt%，F(xiàn)e3+(以FeCl3計(jì))：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(dòng)混凝攪拌機(jī)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(cè);

　　(4)污泥攪拌后，立即加入CST圓槽中，開啟CST測(cè)定儀，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)終止后，CST儀上顯示的時(shí)間即為污泥的CST;

　　(5)重復(fù)步驟3、4直至六組實(shí)驗(yàn)全部完成。

　　CST試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，相對(duì)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(duì)污泥pH改變較小。