一种粉煤灰净水方法技术

本发明专利技术提供了一种粉煤灰净水方法，包括如下步骤：将粉煤灰与固体碱按比例混合均匀，放入均相反应器中煅烧干燥研磨得到低温碱改性粉煤灰。将低温碱改性粉煤灰投加到污水中，与污水混合，搅拌后，再加入絮凝剂，先快速搅拌，再慢速搅拌，随后静置沉降，最后进行污泥分离。本发明专利技术将粉煤灰进行综合利用，可减少环境污染，附加值高，碱改性后有效地降低了吸附剂的投加量。吸附氨氮、磷和COD后的污泥可以再次碱活化循环利用，实现了固体废物粉煤灰的资源化。该方法工艺简单、成本低廉、易于操作，可应用于地表水污染，城镇污水，工业污水的重金属、氨氮、磷和COD的治理。

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤灰净水方法
本专利技术涉及污水处理领域一种污水处理方法，特别涉及一种粉煤灰净水方法。技术背景目前，我国经济的快速发展，造成地表水水体严重污染，已对江河湖生态系统构成了巨大的威胁。城镇生活污水、农业污水和各种工业废水废液等含有大量重金属、有机物、氨氮、磷、悬浮物等，种类复杂、影响面广、数量大。大量污水直接或间接进入河湖水体中，氮、磷等营养元素容易引起水中微生物及其藻类大量繁殖，造成水体富营养化严重，水环境质量下降，导致城市内河很难达到《地表水环境质量标准》IV类水质指标以上要求。因此，研究开发高效、节能的去除污水中氨氮、脱磷、COD和重金属的工艺具有重要意义。目前，应用于污水处理的主要技术包括物理法、生物/生态法和化学法。其中，化学法具有修复周期短，运行成本较低，修复能力强等优点被广泛应用于河道水体治理，絮凝沉淀法可以降低污水重金属、氮、磷和COD污染，提高水体的清澈度。因而，絮凝沉淀法是治理高污染河流的重要方法。常用的絮凝剂包括聚合氯化铝(PAC)、氯化铁和聚丙烯酰胺等。其中，PAC和聚丙烯酰胺对设备的腐蚀性小，对温度和pH适应性很强，但其沉降性能不佳。因此，单独使用絮凝剂存在混凝效果不佳、处理效率低等问题。我国是以燃煤火力发电为主的国家，每年粉煤灰的排放量近1亿吨，且呈逐年上升趋势。粉煤灰比表面积大，表面疏松多孔且具有一定的活性基团，因此粉煤灰具有一定化学和物理吸附活性，其与废水中的氨氮、磷、重金属离子、染料和表面活性剂等产生吸附絮凝沉淀，近年来广泛应用于废水的净化等环境污染治理方面。但是原粉煤灰表面活性相对较差，吸附容量有限，近年来许多研究者对粉煤灰改性进行了大量的研究，通过改性，增大粉煤灰的比表面积、释放粉煤灰中带活性的Al和Si，使得粉煤灰在处理废水时表现出更优异的性能。公开号为CN106268627A的中国专利提出一种粉煤灰低温碱处理合成吸附剂工艺及其处理重金属废弃物的方法，通过低温碱改性粉煤灰显著提高了其对重金属的去除效果。直接应用低温碱改性粉煤灰去除污水中的COD，存在难以沉降和大量悬浮颗粒等问题，本专利技术采用低温碱改性粉煤灰和絮凝剂联用处理污水。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低温碱改性粉煤灰作为吸附剂去除污水中COD、氨氮、磷和重金属的方法，采用粉煤灰与絮凝剂联用处理污水，有利于提高沉降性能，沉降后絮体不会出现上浮的现象，出水较为澄清。本专利技术在现有技术的基础上，通过降低碱的用量减少水洗步骤，同时提高煅烧温度提高碱的利用率，得到低成本的碱改性粉煤灰作为吸附剂，与絮凝剂联用去除污水中COD、氨氮、磷和重金属。该方法具有沉降速度较快的、沉积污泥较少的、成本低等优点。本专利技术提供的一种低温碱改性粉煤灰作为吸附剂去除污水中COD、氨氮、磷和重金属的方法，它包括对粉煤灰进行低温碱改性的步骤，所述低温碱改性粉煤灰以碱为添加剂。<1>一种粉煤灰净水方法，包括如下步骤：(1)将粉煤灰与固体碱按比例混合均匀，放入均相反应器中保持一定温度，煅烧一定时间，干燥研磨，得到低温碱改性粉煤灰。(2)以步骤(1)所得低温碱改性粉煤灰投加到污水中，与污水混合，模拟现实环境常温搅拌一段时间，再加入一定量的絮凝剂，先快速搅拌，再慢速搅拌，随后静置沉降一段时间，最后进行污泥分离。<2>如<1>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(1)中所述的固体碱为碱性物质，如氢氧化钠或氢氧化钾；<3>如<1>至<2>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(1)中所述的粉煤灰与固体碱的质量比优选为(5～20)：1；<4>如<1>至<3>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(1)中所述的均相反应器为旋转炉或滚筒炉；<5>如<1>至<4>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，所述的均相反应条件优选为200～500℃，煅烧时间为1～4h；<6>如<1>至<5>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(2)中所述低温碱改性粉煤灰的投加量为3～40g/L；<7>如<1>至<6>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(2)中所述污水为污染河水；<8>如<1>至<7>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(2)中所述的低温碱改性粉煤灰与污水的搅拌混合时间为20～60min；<9>如<1>至<8>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(2)中所述的絮凝剂为聚合氯化铝或者聚合硫酸铁，投加量为5～100mg/L；<10>如<1>至<9>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(2)中所述的添加絮凝剂后快速搅拌时间为3～5min，慢速搅拌时间为3～5min；<11>如<1>至<10>中所述的一种粉煤灰净水方法，其中，步骤(2)中所述的静置沉降时间为20～60min。本专利技术通过碱改性粉煤灰，粉煤灰颗粒表面的SiO2会发生化学解离而产生可变电荷，可以破坏其坚硬外壳，增大其比表面积，而且使玻璃体表面可溶性物质与碱性氧化物反应生成胶凝物质，并使粉煤灰中的莫来石及非晶状玻璃相熔融，从而提高活性，增大离子交换容量。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术所采用的粉煤灰，是国内大量堆积的固体废物，利用粉煤灰处理污水，不仅降低污水处理的成本，且具有沉降时间较短，污泥较少的优点，为粉煤灰的综合利用提供了一条有效途径。2、本专利技术所采用固体碱为碱性物质，如氢氧化钠或者氢氧化钾，能够增加粉煤灰的离子交换容量和表面活性，吸附能力有较大提高。3、本专利技术可提供一种低温碱改性粉煤灰作为吸附剂去除污水中COD、氨氮、磷和重金属的方法，处理后的出水COD、氨氮与总磷可达到三类地表水环境质量标准，且工艺简单、成本低廉、易于操作。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术方法的工艺流程图。图2为对比例1中分别投加原灰、碱改性粉煤灰和聚合氯化铝絮凝剂(PAC)时，污水中氨氮、总磷和COD的去除率。图3为实施例1中碱改性粉煤灰投加量为5g/L时，污水中氨氮、总磷和COD的去除率。图4为实施例2中碱改性粉煤灰投加量为32g/L时，污水中氨氮、总磷和COD的去除率。图5为实施例3中同时投加碱改性粉煤灰和聚合氯化铝絮凝剂(PAC)时，污水中镉和镍的去除率。图6为实施例4中同时投加碱改性粉煤灰和聚丙烯酰胺絮凝剂(PAM)时，碱改性粉煤灰投加量为5g/L时，污水中镉和镍的去除率。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉煤灰净水方法，包括如下步骤：/n(1)将粉煤灰与固体碱混合，放入均相反应器中煅烧，冷却研磨，得到低温碱改性粉煤灰。/n(2)以步骤(1)所得低温碱改性粉煤灰投加到污水中，与污水混合，搅拌，再加入絮凝剂，先快速搅拌，再慢速搅拌，随后静置沉降，最后进行污泥分离。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰净水方法，包括如下步骤：
(1)将粉煤灰与固体碱混合，放入均相反应器中煅烧，冷却研磨，得到低温碱改性粉煤灰。
(2)以步骤(1)所得低温碱改性粉煤灰投加到污水中，与污水混合，搅拌，再加入絮凝剂，先快速搅拌，再慢速搅拌，随后静置沉降，最后进行污泥分离。


2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰净水方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的固体碱为氢氧化钠或氢氧化钾。


3.根据权利要求1所述的一种粉煤灰净水方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的粉煤灰与固体碱的质量比优选为(5～20)：1。


4.根据权利要求1所述的一种粉煤灰净水方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的均相反应器为旋转炉或滚筒炉。


5.根据权利要求1所述的一种粉煤灰净水方法，其特征在于：步骤(1)中，在均相反应器中温度稳定在200～500℃，煅烧时间为1～4h。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈保卫，孟瑞红，徐冬，孙振新，杨阳，
申请(专利权)人：国电新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11