申请日2012.02.02
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号C02F103/30; C02F11/00
摘要
本发明提供了一种铝盐混凝污泥的资源化及安全处置方法，包括：用酸浸出法对铝盐印染污泥进行资源化处理，重力浓缩污泥，将含铝盐的印染污泥泵入污泥处理池中处理，加入浓度为0.5mol/L的硫酸，充分混合反应至泥水分层并用离心机进行脱水，回收后的铝盐资源化再利用;在分离的污水中加入酸性膨润土和七水硫酸亚铁;将分离后的印染污泥中加入作为固化剂的水泥、粉煤灰和煤渣，以固化印染污泥;对污泥进行固化养护，进行卫生填埋。该方法能够封闭污染物，最大程度地减少污染物的释放，且提高废物的物理力学性质和操作性能，降低污染物的可溶性，现场操作可行，成本低，同时实现混凝污泥中铝盐的循环再生利用，降低铝盐的投加量，同步实现铝盐混凝污泥的无害化与资源化处理。
权利要求书
1.一种铝盐混凝污泥的资源化及安全处置方法，其特征在于该方法包括以下操作步骤：
(1)用酸浸出法对铝盐印染污泥进行资源化处理，具体方法是将含铝盐的印染污泥泵入 污泥处理池中处理，对其进行重力浓缩，以减少污泥的含水率，缩小污泥的体积，再加入浓 度为0.5mol/L的硫酸，使印染污泥的pH值达到3，充分混合反应至泥水分层，上层污水中 的铝盐回收率达80～90%，采用离心机对其进行脱水，分离上层污水至另外的处理池中;
(2)将步骤(1)中分离后的印染污泥中加入作为固化剂的水泥、粉煤灰和煤渣，搅拌 均匀形成絮体，以固化印染污泥，降低污泥印染浸出液中重金属以及COD浓度，上述材料的 质量比为印染污泥1∶水泥0.1～0.3∶粉煤灰0.1～0.2∶煤渣0.1～0.35。
(3)搅拌完毕后将上述污泥清理出污泥处理池，置于正方体模具中，分三次填料，每次 填料须经震实和压实后方可进行第二次填料，污泥成型后24小时脱模，固化块置于阴凉处 继续养护;
(4)将酸性膨润土粉碎成300-500目，投入从步骤(1)中分离出的污水中，搅拌15分 钟使其完全混合均匀，去除其中可溶性COD，污水与投入的酸性膨润土用量的质量比为 1000∶1～1000∶10;
(5)向步骤(4)中处理后的污水中加入适量的七水硫酸亚铁，搅拌15分钟使其完全溶 解，进一步净化污水水质，处理后的污水与加入的七水硫酸亚铁的质量比为1000∶1，之后排 放经净化处理后的污水;
(6)待步骤(2)中的污泥固化块养护5-7天后，对其进行卫生填埋。
2.根据权利要求1所述的铝盐混凝污泥的稳定固化方法，其特征在于该稳定固化方法的 步骤(2)中各组成成分的质量比为印染污泥1∶水泥0.2∶粉煤灰0.15∶煤渣0.2。
3.根据权利要求1-2所述的铝盐混凝污泥的稳定固化方法，其特征在于该稳定固化方法 的步骤(4)中污水与投入的酸性膨润土用量的质量比为1000∶5。
4.根据权利要求1-3所述的铝盐混凝污泥的稳定固化方法，其特征在于该稳定固化方法 的步骤(6)中污泥固化块的养护时间为6天。
说明书
一种铝盐混凝污泥的资源化及安全处置方法
技术领域
本发明涉及一种铝盐混凝污泥的资源化及安全处置方法，该方法适用于印染废水中用铝 盐混凝剂处理而产生的铝盐混凝污泥的无害化与资源化处理。
背景技术
印染污泥由于含有染料、浆料、助剂等，成分非常复杂，其中染料的结构具有硝基和氨 基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的生物毒性，对环境的污染很强。目前 污泥处置的方法主要有填埋、焚烧、填海及资源化利用。脱水之后的印染污泥，由于其中含 有大量的重金属离子以及其他一些化学药剂，所以并不适用于农业及土地利用，一般来说只 能进行卫生填埋处理。
印染污泥属于高含水率(75%～85%)、高有机质、土力学性质很差的偏碱性物质，且印 染污泥与雨水混合后，有机质随渗滤液流出，对后续渗滤液处理造成不利影响。印染污泥中的 铝盐主要源于污水处理工艺流程中铝盐混凝剂的投加。在用铝盐作为混凝剂的过程中必然产 生大量的含铝化学污泥。目前，对于这种印染污泥的处理方法一般是进行填埋，此种处置方 法不但容易产生二次污染，而且今后填埋场土地也不易获得。早在20世纪70年代，污泥 酸化处理技术已实际应用于美国市场，且日本亦有应用。酸化法回收净水污泥中的铝盐，不 但可以大大减少污泥固体的排放量，回收的铝盐混凝剂经过再生可以继续应用于工业废水的 混凝处理过程，因而对资源的有效利用具有非常重要的意义。然而由于酸的用量较大，应用 上受到一定的限制。
因而必须对含有铝盐的印染污泥进行稳定固化处理后方可进场填埋。稳定固化方法是一 种廉价、可行的污泥处理技术，可以降低污泥流动性、提高污泥强度、稳定污泥中重金属等 污染物，它不仅可作为污泥卫生填埋、最终处置及利用的预处理方法，而且固化的污泥块也可 转为土质材料进行资源化再利用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种含铝盐混凝污泥的资源化及稳定固化 方法，实现铝盐的循环使用，降低铝盐混凝污泥中蓄含的大量有机污染物和重金属等毒害污 染物，从而使污泥能够满足填埋场填埋要求，并改善污泥填埋场的环境质量。
本发明的铝盐混凝污泥的稳定固化方法，其特征在于该方法包括以下操作步骤：
(1)用酸浸出法对铝盐印染污泥进行资源化处理，具体方法是将含铝盐的印染污泥泵 入污泥处理池中处理，对其进行重力浓缩，以减少污泥的含水率，缩小污泥的体积，再加入 浓度为0.5mol/L的硫酸，使印染污泥的pH值达到3，充分混合反应至泥水分层，上层污 水中的铝盐回收率达80%以上，采用离心机对酸浸提后的污泥进行脱水，分离上层污水至 另外的处理池中;
(2)将步骤(1)中分离后的印染污泥中加入作为固化剂的水泥、粉煤灰和煤渣，搅拌 均匀形成絮体，以固化印染污泥，降低污泥印染浸出液中重金属以及COD浓度，上述材料的 质量比为印染污泥1∶水泥0.1～0.3∶粉煤灰0.1～0.2∶煤渣0.1～0.35;
(3)搅拌完毕后将上述污泥清理出污泥处理池，置于正方体模具中，分三次填料，每次 填料须经震实和压实后方可进行第二次填料，污泥成型后24小时脱模，固化块置于阴凉处继 续养护;
(4)将酸性膨润土粉碎成300-500目，投入从步骤(1)中分离出的污水中，搅拌15 分钟使其完全混合均匀，去除其中可溶性COD，污水与投入的酸性膨润土用量的质量比为 1000∶1～1000∶10;
(5)向步骤(4)中处理后的污水中加入适量的七水硫酸亚铁，搅拌15分钟使其完全溶 解，进一步净化污水水质，处理后的污水与加入的七水硫酸亚铁的质量比为1000∶1，之后 排放经净化处理后的污水;
(6)待步骤(2)中的污泥固化块养护5-7天后，对其进行卫生填埋。
进一步的，该稳定固化方法的步骤(2)中各组成成分的质量比为印染污泥1∶水泥 0.2∶粉煤灰0.15∶煤渣0.2。
进一步的，该稳定固化方法的步骤(4)中污水与投入的酸性膨润土用量的质量比为 1000∶5。
进一步的，该稳定固化方法的步骤(6)中污泥固化块的养护时间为6天。
浓缩是为了减少污泥的含水率，缩小污泥的体积，加入浓度为0.5mol/L的硫酸，它不 仅调节pH，而且还提供硫酸根离子，使之与印染污泥中铝成份结合成为可溶性硫酸铝盐的 聚凝剂，从而达到使污泥中的铝成份转化为可溶性的硫酸铝，从而与污泥分离，并且加入浓 硫酸为放热反应，有利于铝溶出反应，溶出后的铝盐可循环再生利用，因此本发明优选为加 入浓度为0.5mol/L的硫酸。通过脱水，可进一步缩小污泥的体积。
固化稳定化方法是一种廉价、可行的污泥处理技术，可以降低污泥流动性、提高污泥强 度、稳定污泥中重金属等污染物，它不仅可作为污泥卫生填埋、最终处置及利用的预处理方 法，而且固化的污泥块也可转为土质材料进行资源化再利用。
水泥对印染污泥具有很好的固化效果，其水化反应产生的Ca(OH)2、钙矾石和水化硅酸 钙等水硬性物质，使固化产物具有很好的力学性质。但利用水泥处理含有大量有机污染物的 污泥时，有机污染物阻碍了水泥的水化反应，使固化效果受到了严重的影响，如凝结时间延 缓、强度形成滞后，污染物的稳定性失效等。同时污泥固化块具有强碱性，其与水体接触会危 害生态系统的水质。
而在处理过程中添加其他固化辅助材料可减少上述不利影响。粉煤灰和煤渣作为固化辅 助材料，与水泥组成新型固化剂可有效地固化处理城市污水处理厂的污泥。粉煤灰是煤粉经 高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料，具有无机离子交换特性和吸附脱色作用，在一定 程度上能吸附污泥中的污染物质。粉煤灰与煤渣中SiO2和Al2O3成分在碱的激发作用下具有 活性，生成硅酸盐类的钙矾石类物质，使固化块强度增加。
利用酸性膨润土进行污水处理成本低，吸附与絮凝能力强，沉降时间较短。合适用量的 七水硫酸亚铁可调节碱性水中的pH值，与水中悬浮物有机结合，并加速沉淀，净化水质。本 发明中经多次试验，处理后的污水与加入的七水硫酸亚铁的质量比为1000∶5，既能够保证 净化水质的效果，又可以防止产生过多沉淀，影响水处理效果。添加酸性膨润土和七水硫酸 亚铁对污水进行处理，使其符合排放标准，避免污染环境。
该铝盐混凝污泥的稳定固化方法通过添加水泥、粉煤灰、煤渣作为固化剂处理印染污泥， 所形成的固化块具有较好的物理力学性质，抗压强度为330kPa，含水率均保持在44.6%，符 合填埋处理要求。同时固化稳定后的污泥浸出液中重金属以及COD浓度同固化前相比，均有 较大程度的降低，固化后浸出毒性满足国家标准《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》 (GB5085.3-2007)，固化剂对污泥中重金属以及COD等污染物具有较好的固定作用。
本发明的有益效果是：能够封闭污染物，最大程度地减少污染物的释放，且提高废物的 物理力学性质和操作性能，降低污染物的可溶性，现场操作可行，成本低，同时实现混凝污 泥中铝盐的循环再生利用，降低铝盐的投加量，同步实现铝盐混凝污泥的无害化与资源化处 理。
