利用污泥残渣制备水处理药剂的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用污泥残渣制备水处理药剂的方法及其水处理药剂，以污泥残渣、浸出酸、水为原料，包括酸浸～滤渣～调理，本发明专利技术通过将污泥残渣中丰富的无机矿物质通过酸浸～滤渣～调理等工艺，制备而成水处理药剂加以循环利用，符合循环经济发展的要求，使污泥残渣得到稳定和减量化，防止了二次污染，且减少了药剂投入量，每年可节省药剂费用２４００～２５００万元，污泥残渣得到减量和稳定化，每年可减少了２．３×１０↑［５］ｍ↑［３］／ｄ污泥的运输成本，污水处理成本降低，有效地提高了污水处理的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用污泥残渣制备水处理药剂的方法及采用该 方法制备而得的水处理药剂，属于污水处理

技术介绍
污泥是污水处理厂在污水处理过程中产生的沉淀物质，含有大量 水分及有机物、细菌，还含有多种金属元素，主要为铁、硅、钙、硫、 铝、磷、镁等，目前污泥的处置方法主要有堆肥处理、卫生填埋、农 用绿化、海洋倾倒、焚烧处理等技术，随着科技的进步和对环境的重 视，污泥的回收利用得以重视，污泥的焚烧利用技术由于可以迅速和 较大程度地使污泥达到减量化，既解决了污泥的出路问题又充分地利 用了污泥中的能源，因此得以广泛利用。污泥焚烧去除了有机物，无 机物仍以焚烧灰的形式存在，目前污泥残渣的处理办法主要有1、制 轻质陶粒，以用作路基材料、混凝土骨料或花卉覆盖材料等；2、制 熔融材料，用作路基材料、混凝土骨料或花卉覆盖材料等；3、制微 晶玻璃，作建筑内外装饰材料用；4、制备地转。对某污泥残渣分析表明，其组成为氧化铁(Fe203)含量大于 50%、无水石膏(CaS04) 20%左右、磷酸镁(MgP04)小于2%、长石 (CaAl2Si208) 5%以内、硫硅铁(Fe2SiS4) 4%左右、石英(Si02) 5%、 莫来石(Ak59Si"A.7)196，因此，如何能将焚烧灰内丰富的无机矿物 质尤其是铁元素充分的回收利用，并防止二次污染的发生，是水处理工艺中一个新的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用污泥残渣制备水处理药剂的 方法，以实现无机水处理药剂在污水处理厂内的循环，同时污泥残 渣得到综合利用，污泥残渣减量和稳定化。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为， 一种利用污泥残 渣制备水处理药剂的方法，以污泥残渣、浸出酸、水为原料，包 括酸浸 滤渣 调理，其中1、酸浸在反应皿中按15 30molHVkg比例加入污泥残渣、浸 出酸和水，搅拌回流反应，反应温度为80 15(TC，反应时间为1 5 小时，液固比控制为2 5ml/g。所述的污泥残渣是指污水处理厂经过生化处理或物化处理的污 泥，在焙烧炉中65(TC温度下焙烧4小时，冷却后，粉碎而成。所述的浸出酸用来作为浸出剂与在污泥焚烧灰中以固体形式存 在的金属元素(主要为铁，含少量铝、钙、镁)作用，将金属元素转 化成可溶性化合物的形式进入水溶液，可选择无机酸或有机酸的任意 一种或任意两种的组合，优选采用无机酸中的盐酸、硫酸、硝酸的至 少一种，特别优选为盐酸和硫酸的组合。所述的反应液固比即反应体系中加入酸和水总体积与污泥残渣 质量之比，优选为2. 0 3. 7 ml/g，特别优选为2.0 3.0。反应温度优选控制在110 120。C，特别优选为H5 120。C;反应时间优选为2 4小时，特别优选为2. 5 3小时；2、滤渣:将酸浸后的反应溶液过滤后，滤出液按lg污泥残渣制备得到10mL水处理药剂的比例稀释后即为水处理药剂初成品。 上述水处理药剂初成品，成分如下表所示表l水处理药剂性能分析一览表<table>table see original document page 6</column></row><table>由上表可以看出，水处理药剂初成品在化学组成上主要由铁、铝、钙、镁等金属成分组成，他们占了全部金属阳离子的90%左右，其中 又以铁是最主要的成分，总铁含量基本大于28g/L (折合成三氧化二 铁的含量是3.63%)，占全部金属阳离子的75%左右，可以在进水的预 处理中使用。锌、锰、钛等元素含量不高，仅占全部金属阳离子的1.8%，可 以起到辅助作用，镍、锰、锌等微量元素是微生物生理所必须的。 有害元素镍、铅、镉、铬等元素含量很低，仅占全部金属阳离子的 0.18%,按照加药量为2. 5mL/L计，那么预处理后出水有害元素增加 的最大程度为总镍32. 75mg/m3，总铅22. 6mg/m3，总镉10mg/m3，总铬107. 75 mg/rn3，有害重金属对污水生化处理的最高允许浓度见表2。表2重金属毒物最高允许浓度名称 浓度(mg/L)名称浓度(mg/L)镉(ccf) 0.1镍(Ni"2.0铬(cr6+) 0.5铅(Pb2')1.0从表2分析可知，有害金属元素的含量均大大低于文献所要求的 范围，表明这样的离子浓度不会会对生化处理造成不利的影响。固含量的组成为11.80%，即129g/L，这在预处理过程中可以起 到很好的辅助作用。3、调理在步骤2中制得的药剂初成品中加入适量固体可溶性 亚铁盐，混合，即可得成品。由于酸浸工艺中铁不能完全被溶出，因此仅靠污泥残渣制备的水 处理药剂回用尚不能满足生产需要，在实际过程中，可适当补充一定 的原料，即可溶性亚铁盐，优选采用FeS04. 7H20，加入量为每11113药 剂中加入60 80kg。本专利技术的效益为l社会效益废物得到充分的利用，通过将污泥残渣中丰富的无机矿物质制备成水处理药剂加以循环利用，符合循环经济发展的要求，具有一定的示范作用；残渣得到稳定和减量化， 防止了二次污染；2、经济效益采用本专利技术后，减少了药剂投入量, 每年可节省药剂费用2400 2500万元，污泥残渣得到减量和稳定化， 每年可减少了2.3Xl()SmVd污泥的运输成本，污水处理成本降低，有 效地提高了污水处理的经济效益。 附图说明图1为本专利技术铁溶出率与酸加入量之间关系的曲线图； 图2为本专利技术铁溶出率与酸浸反应时间之间关系的曲线图； 图3为本专利技术铁溶出率与酸浸反应温度之间关系的曲线图； 图4为本专利技术铁溶出率与酸浸反应液固比之间关系的曲线图； 图5为采用本专利技术制备的两种药剂与现有药剂对综合印染废水COD去除情况对比图；图6为采用本专利技术制备的两种药剂与现有药剂对综合印染废水处理pH值变化图；图7为采用本专利技术制备的两种药剂与现有药剂对综合印染废水处理的B0D5/C0Dcr对比图；图8为采用本专利技术制备的两种药剂与现有药剂对综合印染废水处理的脱色率对比图。具体实施方式 实施l:酸选择和用量的控制1. 1在反应皿中按0. 6 1. 6ml/g的比例加入lOOOg污泥残渣、 18moVL的浓硫酸，及适量的水，搅拌回流反应，反应温度为12(TC， 反应时间为2.5小时，液固比控制为4.0ml/g，将酸浸后的溶液过滤 后，滤出液按lg污泥残渣制备得到lOmL水处理药剂的比例稀释后即 为水处理药剂初成品。1. 2制备方法同实施1. 1，所不同的是减少浓硫酸加入量为 0. 4ml/g，再按0. 6 1. 2ml/g比例加入12mol/L的浓盐酸。1. 3制备方法同实施1. 1,所不同的是减少浓硫酸加入量为 0. 2ml/g，再按1. 2 1. 6ml/g比例加入12mol/L的浓盐酸。对实施1中铁的溶出率和酸的加入量关系进行分析得图1，分析 有关数据1、酸量加入的增加会使得残渣的溶出率提高；2、以单用 浓硫酸的情况为例，加入量到1. lmL/g后铁的溶出率增加幅度变小， 但是在试验中测试发现药剂的混合酸度却提升得很快，总的药剂酸度 偏高，因此对酸的酸度有一定的要求；3、在试验中浓盐酸的加入量 是1. 9991mL/g，铁的溶出率是81.15%;而加入相当于相同酸量的浓 硫酸(0.6664 mL/g)时铁的溶出率是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用污泥残渣制备水处理药剂的方法，其特征在于：以污泥残渣、浸出酸、水为原料，包括酸浸～滤渣，其中：①、酸浸：在反应皿中按１５～３０ｍｏｌＨ↑［＋］／ｋｇ比例加入污泥残渣、浸出酸和水，搅拌回流反应，反应温度为８０～１５０℃，反应时 间为１～５小时，液固比控制为２～５ｍｌ／ｇ；②、滤渣：将酸浸后的反应溶液过滤后，滤出液按１ｇ污泥残渣制备得到１０ｍＬ水处理药剂的比例稀释后即为水处理药剂初成品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志峰，虞伟权，
申请(专利权)人：绍兴水处理发展有限公司，
类型：发明
国别省市：33[中国|浙江]