申请日2013.08.27
公开(公告)日2013.12.11
IPC分类号C02F11/14; C01G49/14
摘要
本发明公开了一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法，包括以下步骤：1)酸溶反应：在反应釜中，将铝材厂碱渣、钢材厂酸洗废液、无机废硫酸进行充分的混合反应;2)氧化还原反应：继续搅拌，向混合液中加入氧化剂进行氧化还原反应;3)水解聚合反应：停止搅拌，自然降温进行水解聚合反应，反应体系中不溶物自然沉淀后进行固液分离，所得上清液即为成品。本发明中使用的所有原材料均为废弃物，完全达到了以废治废,综合利用的目的。
权利要求书
1.一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)酸溶反应：在反应釜中，将铝材厂碱渣、钢材厂酸洗废液、无机废硫酸进行充分的搅拌混合反应;
2)氧化还原反应：继续搅拌，向混合液中加入氧化剂进行氧化还原反应;
3)水解聚合反应：停止搅拌，自然降温进行水解聚合反应，反应体系中不溶物自然沉淀后进行固液分离，所得上清液即为成品。
2.根据权利要求1所述的一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法，其特征在于：步骤1)中，铝材厂碱渣、钢材厂酸洗废液质量比m1:m2=C 1A 2:A 1，废硫酸的质量m3= C2 ( m1+ m2) /A3，m1、m2、m3分别为铝材厂碱渣、钢材厂酸洗废液、废硫酸的质量，A1为铝材厂碱渣中Al2O3的质量百分比，A2为钢材厂酸洗废液中亚铁的质量百分比，A 3为废硫酸中H2SO4的质量百分比，C 1为0.1~0.25，C2为0.05~0.25。
3.根据权利要求1所述的一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法，其特征在于：步骤1)的反应的时间为0.5-4h。
4.根据权利要求1所述的一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法，其特征在于：步骤2)中，所述的氧化剂为氯酸钠、双氧水、氯气、氧气、次氯酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法，其特征在于：步骤2)中，氧化还原反应的时间为30min-1h。
6.根据权利要求1所述的一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法，其特征在于：步骤3)中，水解聚合反应的时间为1-24h。
说明书
一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法
技术领域
本发明涉及一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法。
背景技术
随着工业生产的发展，城镇化进程进一步加快，工业废水和生活污水处理所产生的污泥量日益增大，大量污泥的积累不仅使垃圾包围城市紧张的局面雪上加霜，而且污泥中的污水、重金属、病原菌、臭气等各种污染物对环境造成了第二次污染，据不完全统计污泥处理费用占污水厂总运行费用的40%~50%，因此资源化利用有用污泥，最大程度降低污泥含水率成为中国可持续发展的重要组成部分。
目前污泥处理的方法有很多种，但为了保证污水达标排放和降低污泥含水率，对污泥进行调理和脱水成为污泥处理过程不可或缺的重要部分。根据污泥的种类和性质的不同，以及对污泥处理所掌握技术的差异，不同的专家对污泥调理剂有着不一样的选择。
专利公开号为CN102358679A，名称为一种污泥调理剂及使用污泥调理剂的深度脱水方法。该方法将重量百分比为40~70%的菱苦土与重量百分比为30~40%的石灰石研磨成粉后混合，送入马弗炉中900~1000℃灼烧1~2小时，降温制成污泥调理剂。该发明所使用的原料虽然比较便宜，但制备方法不仅复杂而且耗能颇大，因此该发明的污泥调理剂成本较高，污泥增容也较大。
专利公开号为CN103011548A，名称为一种组合式调理污泥的调理及其进行污泥脱水方法，该发明使用传统化学污泥调理剂(阳离子聚丙烯酰胺和聚合氯化铝)调质后，再用木屑进行污泥调质。该发明虽然使用木屑进行污泥调质具有一定的创新性，但整个污泥调质过程成本很高，污泥增容也较大。
专利公开号为CN101851054A，名称为污泥脱水调理及其制备方法和应用，利用聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、木质素配成污泥调理剂，该发明配置方法繁琐不易操作，原料来源有限，以及高成本和产品储存期短等缺点不适合大规模污泥处理，市场利用空间有限。
专利公开号为CN101851053A，名称为一种无机复合污泥脱水调理剂及其应用，利用十二烷基苯磺酸钠和氢氧化钠复配而成，该发明生产工艺虽然简单，但氢氧化钠使用量较大，对设备耐碱性有着很高的要求，另外使用十二烷基苯磺酸钠较贵，压滤后的上清液SS较高。由于其较高的成本和有限絮凝性能，只能用于较小部分特定的污泥调理。
专利公开号为CN102452782A，名称为高效污泥脱水的无机复合调理剂。专利公开号为CN1986788A，名称为污泥脱水的化学调理剂及其脱水方法。专利公开号为CN101633549A，名称为一种污泥调理剂及其污泥脱水方法等，都需加入石灰石等钙盐调节污泥pH。这些发明的污泥调理剂不仅成本都较高，而且对石灰岩等自然资源也是一种消耗。不符合中共十八大建设生态文明的基本国策。
发明内容
本发明的目的在于提供一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种资源化利用废物生产污泥调理剂的方法，包括以下步骤：
1)酸溶反应：在反应釜中，将铝材厂碱渣、钢材厂酸洗废液、无机废硫酸进行充分的搅拌混合反应;
2)氧化还原反应：继续搅拌，向混合液中加入氧化剂进行氧化还原反应;
3)水解聚合反应：停止搅拌，自然降温进行水解聚合反应，反应体系中不溶物自然沉淀后进行固液分离，所得上清液即为成品。
步骤1)中，铝材厂碱渣、钢材厂酸洗废液质量比m1:m2=C 1A 2:A 1，废硫酸的质量m3= C2 ( m1+ m2) /A3，m1、m2、m3分别为铝材厂碱渣、钢材厂酸洗废液、废硫酸的质量，A1为铝材厂碱渣中Al2O3的质量百分比，A2为钢材厂酸洗废液中亚铁的质量百分比，A 3为废硫酸中H2SO4的质量百分比，C 1为0.1~0.25，C2为0.05~0.25。
步骤1)的反应的时间为0.5-4h。
步骤2)中，所述的氧化剂为氯酸钠、双氧水、氯气、氧气、次氯酸钠中的至少一种。
步骤2)中，氧化还原反应的时间为30min-1h。
步骤3)中，水解聚合反应的时间为1-24h。
本发明的有益效果是：本发明以铝材厂碱渣，钢材厂酸洗废液，无机废硫酸等废弃资源为原料，生产出调理污泥效果好，成本极低的聚合氯化硫酸铁铝，实现了以废治废，对资源进行了充分的回收利用，符合可持续发展理念，有着很好的社会效益和经济效益。
本发明中使用的所有原材料均为废弃物，完全达到了以废治废,综合利用的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
(1)检测出铝材厂碱渣中Al2O3的质量百分比为10%、钢材厂酸性废水中亚铁(以FeCl2计)的质量百分比为25%(即检测出钢材厂酸性废水中总的Fe2+质量百分比为a，换算为FeCl2，a×M(FeCl2)/M(Fe2+)=25wt%)，废硫酸中H2SO4中的质量百分比为80%;
(2)开动反应釜上的搅拌机，在搅拌的条件下，先加入钢材厂酸洗废液，然后一边添加铝材厂的碱渣，一边滴加无机废硫酸，其中钢材厂酸洗废液20吨，铝材厂碱渣重量为8吨，无机废硫酸重量为4.8吨，滴加完后搅拌反应30分钟。
(3)继续搅拌，向混合液中加入氯酸钠0.7吨进行氧化还原反应，反应30分钟后静置，自然沉淀1小时进行固液分离;所得上清液为液体聚合氯化硫酸铁铝;经检测液体聚合氯化硫酸铁铝的Al2O3质量百分比为2.35wt%，Fe3+(以FeCl3计)质量百分比为19.05wt%(即检测出的总的Fe3+质量百分比为b，换算为FeCl3，b×M(FeCl3)/M(Fe3+)=19.05wt%),聚合度为8%。
实施例2：
(1)检测出铝材厂碱渣中Al2O3的质量百分比为15%、钢材厂酸性废水中亚铁(以FeCl2计)的质量百分比为28%，废硫酸中H2SO4中的质量百分比为80%;
(2)开动反应釜上的搅拌机，在搅拌的条件下，先加入钢材厂酸洗废液，然后一边添加铝材厂的碱渣，一边滴加无机废硫酸，其中钢材厂酸洗废液20吨，铝材厂碱渣重量为6.8吨，无机废硫酸重量为5.85吨，滴加完后搅拌反应30分钟。
(3)继续搅拌，向混合液中加入氯酸钠0.785吨进行氧化还原反应，反应30分钟后静置，自然沉淀1小时进行固液分离;所得上清液为液体聚合氯化硫酸铁铝;经检测液体聚合氯化硫酸铁铝的Al2O3质量百分比为3.02wt%，Fe3+(以FeCl3计)质量百分比为21.4wt%,聚合度为8.2%。
对比测试例：
以毛细吸水时间(CST)作为反应污泥调理剂对污泥调理性能指标，用实施2制备的液体聚合氯化硫酸铁铝，市售液体三氯化铁(FeCl3：24.4 wt%)+石灰两种污泥调理剂方案对佛山某城市污水处理厂浓缩池污泥进行对比试验，具体步骤如下：
(1)取6个1000ml的混凝搅拌杯，倒入1000ml佛山某城市污水处理厂浓缩池污泥;
(2)每个烧杯中分别加入5000ppm、8000 ppm、10000 ppm实施例2的液体聚合氯化硫酸铁铝(Al2O3:3.02wt%，Fe3+(以FeCl3计)：21.4 wt%)，5000ppm、8000 ppm、10000 ppm市售液体三氯化铁(FeCl3：24.4 wt%);
(3)加入污泥调理剂后，开动混凝搅拌机搅拌，以300r/min搅拌30s后，在上步中加入了市售液体三氯化铁的烧杯中加入适量石灰继续搅拌30s待测;
(4)污泥搅拌后，立即加入CST圆槽中，开启CST测定仪，开始计时，当计时终止后，CST仪上显示的时间即为污泥的CST;
(5)重复步骤3、4直至六组实验全部完成。
CST试验数据见表1，试验数据表明，相对传统的污泥调理剂(三氯化铁)，本发明液体聚合氯化硫酸铁铝，调理污泥效果更明显，对污泥pH改变较小。
