一种磷化污泥资源化处置方法技术

本发明专利技术公开了一种磷化污泥资源化处置方法，属于固废资源化利用领域。本发明专利技术针对磷化污泥中重金属杂质限制磷化污泥资源化利用问题，采用酸浸提+物化处理工序的方式，实现磷化污泥的资源化利用。本发明专利技术采用废硫酸进行酸浸提，在资源化利用磷化污泥的同时协同处置废酸，大幅的降低了工艺的运行处理成本，实现以废治废的新思路，将废弃物的处理处置与资源化利用有效结合起来，具有良好的环境效益、经济效益，适于推广使用。

Resource treatment method for phosphating sludge

The invention discloses a phosphating sludge disposal method, which belongs to the field of solid waste resource utilization. The invention aims at the problem of utilizing the heavy metal impurities in the phosphate sludge to limit the utilization of the phosphate sludge, and realizes the resource utilization of the phosphating sludge by adopting the method of acid leaching + physical and chemical treatment. The invention adopts waste sulfuric acid leaching, and resource utilization of sludge disposal of waste acid phosphate coordination, reduce operation cost of the process, in order to achieve the new idea of waste, will effectively combine the disposal and resource waste, has good environmental and economic benefits. Suitable for use.

【技术实现步骤摘要】
一种磷化污泥资源化处置方法
本专利技术属于环境保护与资源再生领域，具体涉及一种磷化污泥资源化处置方法。
技术介绍
伴随着汽车制造、电子加工、电镀等行业的高速发展，金属表面磷化处理工艺广泛得到应用。磷化处理是利用含磷酸或含磷酸盐的溶液在金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜的过程，是金属表面处理普遍采用的工艺技术。一般磷化过程包括碱洗除油、酸洗除锈、磷化和钝化处理，在此过程中产生大量的污染物，如乳化油、表面活性剂及磷酸盐等，尤以磷酸盐的排放量较大，超标严重，且由于污染物的种类繁多，给废水处理带来相当的难度。目前废水除磷方法主要有生物法、化学法、物理化学法及这些方法的组合运用。所有方法都是将废水中的磷酸根离子转化成难溶性的固体成分将其沉淀达到除磷的效果。化学法和生物法是目前应用比较广泛的方法，其中化学法又以其处理效率高、效果稳定、简单易行等优点成为处理高浓度含磷废水的最有效、最常用的方法。常用于化学除磷的金属盐有三种：钙盐、铁盐和铝盐。一般认为磷酸盐沉淀是通过PO43-与Ca2+、Fe3+或Al3+的化学沉淀作用沉降下来的。由于铁盐与铝盐的相对成本较高，来源不如钙盐广泛，而且高浓度含磷废水水量较小，生成沉淀稳定，因此目前高浓度磷化废水多采用钙-磷沉淀法法除磷。然而，钙-磷沉淀法也有其自身的缺陷，会产生大量的污泥。此类污泥中含有大量的磷酸钙，具有极大的资源化潜力，但其中含有的重金属物质限制了磷化污泥的回收利用，因此亟待开发合理高效的磷化污泥分离提纯方法。中国专利申请号200410039017.4，申请日期为2005.8.3的专利申请文件公开了金属表面磷化处理制程的废污泥回收法，由多个单元反应室连接组成，通过化学反应制备磷酸钠的工艺，本专利技术的缺点是反应室较多，结构较为复杂，长时间运行后，各反应槽内容易出现沉积，磷酸钠的制备效率较低。中国专利申请号为201210488837.6，申请日期为2012.11.27的专利申请文件公开了一种从磷化废渣中提取磷酸铁的方法。该方法为通过添加浓盐酸、氢氧化钠经干燥制备正磷酸铁产品；该专利技术的缺点是由于磷化废渣中重金属含量较低，正磷酸铁的制备率不足，从而导致该方法运行成本较高，可操作性不强。与上述专利相比，本专利技术利用废硫酸作为酸浸取剂，实现了以废治废的思路，有效降低处置成本，在本专利技术的工艺中，将磷化污泥逐步分类聚集，并根据其特点实现资源化利用，使得工艺及设备操作简单、处理效果较好，值得推广应用。
技术实现思路
针对现有的磷化废水难处理且处理成本较高等特点，本专利技术提供了一种新型磷化废水协同处置氨氮废水的装置及方法。采用协同处置磷化废水与氨氮废水的方式，利用自行配置的沉淀剂在一定条件下制备高效缓释肥料鸟粪石(MAP)，实现磷化废水与氨氮废水的资源化利用。为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：一种磷化污泥资源化处置方法，包括以下步骤：步骤一、在磷化污泥中加入废硫酸，利用废硫酸对磷化污泥进行酸浸取反应，步骤二、将步骤一产生的酸浸取滤渣通过水洗、压滤后制成建材材料，滤液送入沉淀反应器中，步骤三、在沉淀反应器中加入沉淀剂，将滤液中的重金属沉淀、压滤后回收，步骤四、将步骤三中沉淀后的滤液进行离子交换提纯，步骤五、将提纯的滤液加入熟石灰充分混合后，制备成磷酸盐颜料。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：步骤一中废硫酸浓度为5％～30％，磷化污泥的量与废硫酸的投加比例(质量比)为1:3～20，搅拌混合时间为1～3h。步骤二中酸浸取滤渣经水洗压滤后，将含水率降至40％左右，送入水泥厂制备水泥建材，压滤出的滤液回送至步骤一中再进行酸浸取反应。沉淀剂由NaOH、EDTA和FeSO4混合而成，且比例(摩尔比)为NaOH：EDTA：FeSO4＝(2～6)：(1～3)：(0.5～1),沉淀剂的投加量(质量比)为滤液的0.3％～1.5％，搅拌反应时间为0.5～2h。沉淀剂分离出的重金属包含Cd、Pb、Cu以及Zn。步骤四中离子交换提纯步骤为将沉淀后的滤液经过强碱型阴离子交换树脂，强碱型阴离子交换树脂将滤液中的阴离子交换出来，对强碱型阴离子交换树脂依次经1mol/L的HCl和NaOH洗脱，洗脱速率为1.2～1.8体积柱/小时，洗脱液中不含重金属，洗脱液送入混合反应器中等待与熟石灰混合。将熟石灰投入混合反应器中与洗脱液混合，熟石灰的投加量(质量比)为洗脱液的5％～20％，反应时间1～3h，反应pH为5～9，最终形成磷酸盐颜料。相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术利用酸浸取+离子交换的工艺实现磷化污泥的资源化利用，与其他方法相比，该技术具有更高的处理效率，能耗、处理成本较低；(2)本专利技术采用废硫酸作为浸取剂，与现有工艺相比，在浸取磷化污泥的同时实现了废酸的资源化利用，达到了以废治废的目的。(3)本专利技术将磷化污泥制备成工业副产物磷酸盐颜料，实现了磷化污泥的资源化利用，适宜推广使用。附图说明图1是本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细描述。本专利技术的一种磷化污泥资源化处置方法，包括以下步骤：步骤一、在磷化污泥中加入废硫酸，利用废硫酸对磷化污泥进行酸浸取反应，步骤二、将步骤一产生的酸浸取滤渣通过水洗、压滤后制成建材材料，滤液送入沉淀反应器中，步骤三、在沉淀反应器中加入沉淀剂，将滤液中的重金属沉淀、压滤后回收，步骤四、将步骤三中沉淀后的滤液进行离子交换提纯，步骤五、将提纯的滤液加入熟石灰充分混合后，制备成磷酸盐颜料。步骤一中废硫酸浓度为5％～30％，磷化污泥的量与废硫酸的投加比例(质量比)为1:3～20，搅拌混合时间为1～3h。步骤二中酸浸取滤渣经水洗压滤后，将含水率降至40％左右，送入水泥厂制备水泥建材，压滤出的滤液回送至步骤一中再进行酸浸取反应。沉淀剂由NaOH、EDTA和FeSO4混合而成，且比例(摩尔比)为NaOH：EDTA：FeSO4＝(2～6)：(1～3)：(0.5～1),沉淀剂的投加量(质量比)为滤液的0.3％～1.5％，搅拌反应时间为0.5～2h。沉淀剂分离出的重金属包含Cd、Pb、Cu以及Zn。步骤四中离子交换提纯步骤为将沉淀后的滤液经过强碱型阴离子交换树脂，强碱型阴离子交换树脂将滤液中的阴离子交换出来，对强碱型阴离子交换树脂依次经1mol/L的HCl和NaOH洗脱，洗脱速率为1.2～1.8体积柱/小时，洗脱液中不含重金属，洗脱液送入混合反应器中等待与熟石灰混合。将熟石灰投入混合反应器中与洗脱液混合，熟石灰的投加量(质量比)为洗脱液的5％～20％，反应时间1～3h，反应pH为5～9，最终形成磷酸盐颜料。以下以具体的实施例进行说明：实施例1采用本专利技术处理江苏某表面处理企业产生的磷化污泥，其运行条件为：采用酸浓度为10％的废硫酸，磷化污泥与废硫酸的投加比例(各实施例均为)为1：5，搅拌混合时间为1h，反应后将滤渣压滤后送至水泥厂制水泥；滤液投加自行配置的沉淀剂，沉淀剂配置比例为NaOH：EDTA：FeSO4＝2：3：0.5，沉淀剂的投加量为滤液的0.3％，反应时间为1h；经过阴离子交换树脂后用1.4体积柱/小时的速率洗脱吸附饱和的树脂，并在洗脱液内投加10％的熟石灰，反应1.5h，反应pH为6，形成磷酸盐颜料。实施例2采用本专利技术处理安徽某化工企业的磷化污泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷化污泥资源化处置方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一、在磷化污泥中加入废硫酸，利用废硫酸对磷化污泥进行酸浸取反应，步骤二、将步骤一产生的酸浸取滤渣通过水洗、压滤后制成建材材料，滤液送入沉淀反应器中，步骤三、在沉淀反应器中加入沉淀剂，将滤液中的重金属沉淀、压滤后回收，步骤四、将步骤三中沉淀后的滤液进行离子交换提纯，步骤五、将提纯的滤液加入熟石灰充分混合后，制备成磷酸盐颜料。

【技术特征摘要】
1.一种磷化污泥资源化处置方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一、在磷化污泥中加入废硫酸，利用废硫酸对磷化污泥进行酸浸取反应，步骤二、将步骤一产生的酸浸取滤渣通过水洗、压滤后制成建材材料，滤液送入沉淀反应器中，步骤三、在沉淀反应器中加入沉淀剂，将滤液中的重金属沉淀、压滤后回收，步骤四、将步骤三中沉淀后的滤液进行离子交换提纯，步骤五、将提纯的滤液加入熟石灰充分混合后，制备成磷酸盐颜料。2.根据权利要求1所述的一种磷化污泥资源化处置方法，其特征是：步骤一中所述的废硫酸浓度为5％～30％，磷化污泥的量与废硫酸的投加比例(质量比)为1:3～20，搅拌混合时间为1～3h。3.根据权利要求1所述的一种磷化污泥资源化处置方法，其特征是：步骤二中酸浸取滤渣经水洗压滤后，将含水率降至40％左右，送入水泥厂制备水泥建材，压滤出的滤液回送至步骤一中再进行酸浸取反应。4.根据权利要求1所述的一种磷化污泥资源化处置方法，其特征是：所述的沉淀剂由NaOH、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张后虎，叶飞，赵泽华，焦少俊，张俊，王玉婷，许元顺，王俊杰，刘茹，张静，
申请(专利权)人：环境保护部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32