申请日2015.06.30
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号C02F1/52; C02F1/58; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，属于水处理技术领域。所述制备方法如下：将给水厂沉淀池聚铝污泥加入含有沸石粉、铝土矿粉的含水浆料和含有聚氢氯化物硅酸盐、Fe2(SO4)3、聚丙烯酸酰胺、藻酸钠、水溶性聚磷酸铵的混凝剂，经过滤、离心、干燥、粉碎、过筛，制得粉状聚铝污泥，再加入添加剂和适量的水进行造粒成型，将成型颗粒干燥后放入马弗炉中高温焙烧，冷却得到聚铝污泥成型材料。本发明生产工艺简单，无有害物产生，制成的聚铝污泥成型除磷材料具有许多微孔，能够去除水中的磷等污染物，还能去除有害金属，减少病原微生物，制备的材料使用后便于分离，可回收利用，适合推广应用。
权利要求书
1.一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将给水厂沉淀池聚铝污泥中按照1:0.04～0.1的比例加入含水浆料， 所述含水浆料的组成成分为：20～30份沸石粉、3～10份铝土矿粉、水260～ 350份，搅拌均匀，另外再加水至混合物中含水量达78～82%，继续搅拌形成泥 浆混合物;
(2)在上述泥浆混合物中按照1:0.03～0.06的比例加入混凝剂，所述混 凝剂的组成成分为：9～25份聚氢氯化物硅酸盐、12～30份Fe2(SO4)3、0.3～ 2.7份聚丙烯酸酰胺、10～40份藻酸钠、1～5份水溶性聚磷酸铵，置于搅拌机 内进行搅拌，直至混合物完全絮凝沉淀，形成一次沉淀物;
(3)将步骤(2)所得一次沉淀物用过滤机过滤，再置于离心机中400～ 500r/min进行离心，弃掉离心后的上部溶液，留下底部二次沉淀物待用;
(4)将步骤(3)所得二次沉淀物自然风干，置于恒温干燥箱内干燥，再 置于粉碎机内粉碎，然后过50～200目筛，制得粉状聚铝污泥;
(5)向步骤(4)中所述粉状聚铝污泥中加入相对于粉状聚铝污泥总质量 0.005～0.02倍的添加剂，再加入相对于粉状聚铝污泥总质量0.18～0.23倍的 水，置于搅拌机内以50～140r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为10～25min， 充分混匀，置于造粒机内进行造粒成型，烘干，制得成型聚铝污泥;
(6)将步骤(5)中所述成型聚铝污泥放入马弗炉中高温焙烧，冷却，制 得聚铝污泥成型除磷材料。
2.如权利要求1所述的一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，其特征在 于：所述步骤(1)中的沸石粉中天然沸石的含量为60～80%，其规格为180～ 200目。
3.如权利要求1所述的一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，其特征在 于：所述步骤(1)中的铝土矿粉规格为120～160目。
4.如权利要求1所述的一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，其特征在 于：所述步骤(5)中，添加剂为AlCl3和可溶性淀粉的混合物。
5.如权利要求4所述的一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，其特征在 于：所述AlCl3和可溶性淀粉的质量比为1.5～2:1。
6.如权利要求1所述的一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，其特征在 于：所述步骤(6)中，焙烧温度为350～390℃，焙烧时间为1.8～2h。
7.如权利要求1所述的一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，其特征在 于：所述步骤(6)中，制得的聚铝污泥成型除磷材料的形状为颗粒状、柱状或 球状。
说明书
一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法
技术领域
本发明涉及制备成型除磷材料的方法，属于水处理技术领域。具体涉及一 种利用给水厂聚铝污泥制备具有高效去除水中磷的成型材料的方法。
背景技术
磷是造成水体富营养化的一个关键因素，当总磷浓度超过0.05mg/L时，适 当的环境条件即可引起藻类等水生植物的过度生长，因此污水排放的磷含量应 严格控制。
由于污水中所含的总磷浓度通常比活性污泥中微生物的需磷量高很多，而 且生物除磷和生物脱氮过程有时会互相抑制，在实际污水生化处理中磷的去除 效果往往不够理想，且除磷稳定性较差，通常在生化处理后需增加深度除磷工 艺，以有效降低生化处理尾水中的磷含量。利用除磷材料进行深度除磷具有经 济、高效、可重复利用等优势。
目前，给水厂最常用的混凝剂是聚合氯化铝，当采用聚合氯化铝作为混凝 剂进行混凝处理时，因产生的给水污泥中含有大量的聚合氯化铝，故称为聚铝 污泥。聚铝污泥主要含有铝羧基化合物、无机细砂砾和微生物等。聚铝污泥中 铝的化合物对阴离子具有良好的亲和吸附能力，可用于污水的深度除磷。
目前，聚铝污泥材料在研究中往往是以粉末的形式存在，但粉末材料在水 处理过程中往往难以分离，难以回收利用，且容易造成设备的阻塞;而将聚铝 污泥成型除磷材料不仅克服了以上缺点，还可运用于固定床和流化床当中。检 索相关文献表明，在本专利申请日前未发现与本发明类似的用聚铝污泥为原料 制备成型的除磷材料，并用于去除水中磷的文献。本发明不仅使聚铝污泥得到 了资源化利用，而且可达到以废治废的目的。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，该 制备方法简单，无有害物产生，使用过程中易于回收，不易造成设备阻塞，非 常适用于生活污水和工业废水的深度除磷。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将给水厂沉淀池聚铝污泥中按照1:0.04～0.1的比例加入含水浆料， 所述含水浆料的组成成分为：20～30份沸石粉、3～10份铝土矿粉、水260～ 350份，置于搅拌机内以40～50r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为20～ 30min，形成泥浆混合物，另外再加水至混合物中含水量达78～82%，继续搅拌 形成泥浆混合物，含水浆料中的成分可以去除有害金属，减少病原微生物，更 利于水质净化;
(2)在上述泥浆混合物中按照1:0.03～0.06的比例加入混凝剂，所述混 凝剂的组成成分为：9～25份聚氢氯化物硅酸盐、12～30份Fe2(SO4)3、0.3～ 2.7份聚丙烯酸酰胺、10～40份藻酸钠、1～5份水溶性聚磷酸铵，置于搅拌机 内以30～100r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为25～35min，直至混合物完全 絮凝沉淀，形成一次沉淀物;
(3)将步骤(2)所得一次沉淀物用过滤机过滤，再置于离心机中400～ 500r/min离心20～40min，弃掉离心后的上部溶液，留下底部二次沉淀物待 用;
(4)将步骤(3)所得二次沉淀物自然风干，置于恒温干燥箱内在80～ 120℃的条件下干燥，再置于粉碎机内粉碎，过50～200目筛，制得粉状聚铝污 泥;
(5)向步骤(4)中所述粉状聚铝污泥中加入相对于粉状聚铝污泥总质量 0.005～0.02倍的添加剂，再加入相对于粉状聚铝污泥总质量0.18～0.23倍的 水，置于搅拌机内以50～140r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为10～25min， 充分混匀，置于圆盘造粒机内进行造粒成型，烘干，制得成型聚铝污泥;
(6)将步骤(5)中所述成型聚铝污泥放入马弗炉中高温焙烧，自然冷 却，制得聚铝污泥成型除磷材料。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(1)中的沸石粉中天然沸石的含量为 60～80%，其规格为180～200目，天然沸石粉含量达到所述的量才能保证其净 化效果。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(1)中的铝土矿粉规格为120～160 目，铝土矿粉的主要成分为三水铝石和软水铝石。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(5)中，添加剂为AlCl3和可溶性淀 粉，有助于多孔成型。
更进一步地，在上述方案中，所述AlCl3和可溶性淀粉的质量比为1.5～ 2:1。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(6)中，焙烧温度为350～390℃， 温度过高会导致部分成分如铝土矿粉中的软水铝石分解，因此温度一定要控制 得当，焙烧时间为1.8～2h。
进一步地，在上述方案中，所述步骤(6)中，制得的聚铝污泥成型除磷材 料的形状为颗粒状、柱状或球状，这些形状相对于粉状的好处是避免造成设备 的阻塞。
本发明的有益效果是：生产工艺简单，成本低廉，无毒害，制成的聚铝污 泥成型除磷材料具有许多微孔，能够去除水中的磷等污染物，还能去除有害金 属，减少病原微生物，制备的材料使用后便于分离，可回收利用，适合推广应 用。
具体实施方式
实施例1：一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将给水厂沉淀池聚铝污泥中按照1:0.04的比例加入含水浆料，所述 含水浆料的组成成分为：20份天然沸石含量为60%且其规格为180目的沸石 粉、3份规格为120目的铝土矿粉、水260份，置于搅拌机内以40r/min的转 速进行搅拌，搅拌时间为20min，形成泥浆混合物，另外再加水至混合物中含 水量达78%，继续搅拌形成泥浆混合物，含水浆料中的成分可以去除有害金 属，减少病原微生物，更利于水质净化;
(2)在上述泥浆混合物中按照1:0.03的比例加入混凝剂，所述混凝剂的 组成成分为：9份聚氢氯化物硅酸盐、12份Fe2(SO4)3、0.3份聚丙烯酸酰胺、 10份藻酸钠、1份水溶性聚磷酸铵，置于搅拌机内以30r/min的转速进行搅 拌，搅拌时间为25min，直至混合物完全絮凝沉淀，形成一次沉淀物;
(3)将步骤(2)所得一次沉淀物用过滤机过滤，再置于离心机中 400r/min离心20min，弃掉离心后的上部溶液，留下底部二次沉淀物待用;
(4)将步骤(3)所得二次沉淀物自然风干，置于恒温干燥箱内在80℃的 条件下干燥，再置于粉碎机内粉碎，过50目筛，制得粉状聚铝污泥;
(5)向步骤(4)中所述粉状聚铝污泥中加入相对于粉状聚铝污泥总质量 0.005倍的添加剂，所述添加剂为质量比为1.5:1的AlCl3和可溶性淀粉的混合 物，添加剂有助于成多孔成型，再加入相对于粉状聚铝污泥总质量0.18倍的 水，置于搅拌机内以50r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为10min，充分混 匀，置于圆盘造粒机内进行造粒成型，烘干，制得成型聚铝污泥;
(6)将步骤(5)中所述成型聚铝污泥放入马弗炉中高温焙烧，焙烧温度 为350℃，温度过高会导致部分成分如铝土矿粉中的软水铝石分解，因此温度 一定要控制得当，焙烧时间为1.8h，自然冷却，制得聚铝污泥成型除磷材料， 制得的聚铝污泥成型除磷材料的形状为颗粒状、柱状或球状，这些形状相对于 粉状的好处是避免造成设备的阻塞。
实施例2：一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将给水厂沉淀池聚铝污泥中按照1:0.07的比例加入含水浆料，所述 含水浆料的组成成分为：25份天然沸石含量为70%且其规格为190目的沸石 粉、6.5份规格为140目的铝土矿粉、水305份，置于搅拌机内以45r/min的 转速进行搅拌，搅拌时间为25min，形成泥浆混合物，另外再加水至混合物中 含水量达80%，继续搅拌形成泥浆混合物，含水浆料中的成分可以去除有害金 属，减少病原微生物，更利于水质净化;
(2)在上述泥浆混合物中按照1:0.045的比例加入混凝剂，所述混凝剂的 组成成分为：17份聚氢氯化物硅酸盐、21份Fe2(SO4)3、1.5份聚丙烯酸酰胺、 25份藻酸钠、3.5份水溶性聚磷酸铵，置于搅拌机内以65r/min的转速进行搅 拌，搅拌时间为30min，直至混合物完全絮凝沉淀，形成一次沉淀物;
(3)将步骤(2)所得一次沉淀物用过滤机过滤，再置于离心机中 450r/min离心30min，弃掉离心后的上部溶液，留下底部二次沉淀物待用;
(4)将步骤(3)所得二次沉淀物自然风干，置于恒温干燥箱内在100℃ 的条件下干燥，再置于粉碎机内粉碎，过125目筛，制得粉状聚铝污泥;
(5)向步骤(4)中所述粉状聚铝污泥中加入相对于粉状聚铝污泥总质量 0.0125倍的添加剂，所述添加剂为质量比为1.75:1的AlCl3和可溶性淀粉的混 合物，添加剂有助于成多孔成型，再加入相对于粉状聚铝污泥总质量0.205倍 的水，置于搅拌机内以95r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为17.5min，充分 混匀，置于圆盘造粒机内进行造粒成型，烘干，制得成型聚铝污泥;
(6)将步骤(5)中所述成型聚铝污泥放入马弗炉中高温焙烧，焙烧温度 为370℃，温度过高会导致部分成分如铝土矿粉中的软水铝石分解，因此温度 一定要控制得当，焙烧时间为1.9h，自然冷却，制得聚铝污泥成型除磷材料， 制得的聚铝污泥成型除磷材料的形状为颗粒状、柱状或球状，这些形状相对于 粉状的好处是避免造成设备的阻塞。
实施例3：一种聚铝污泥成型除磷材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将给水厂沉淀池聚铝污泥中按照1:0.1的比例加入含水浆料，所述含 水浆料的组成成分为：30份天然沸石含量为80%且其规格为200目的沸石粉、 10份规格为160目的铝土矿粉、水350份，置于搅拌机内以50r/min的转速进 行搅拌，搅拌时间为30min，形成泥浆混合物，另外再加水至混合物中含水量 达82%，继续搅拌形成泥浆混合物，含水浆料中的成分可以去除有害金属，减 少病原微生物，更利于水质净化;
(2)在上述泥浆混合物中按照1:0.06的比例加入混凝剂，所述混凝剂的 组成成分为：25份聚氢氯化物硅酸盐、30份Fe2(SO4)3、2.7份聚丙烯酸酰胺、 40份藻酸钠、5份水溶性聚磷酸铵，置于搅拌机内以100r/min的转速进行搅 拌，搅拌时间为35min，直至混合物完全絮凝沉淀，形成一次沉淀物;
(3)将步骤(2)所得一次沉淀物用过滤机过滤，再置于离心机中 500r/min离心40min，弃掉离心后的上部溶液，留下底部二次沉淀物待用;
(4)将步骤(3)所得二次沉淀物自然风干，置于恒温干燥箱内在120℃ 的条件下干燥，再置于粉碎机内粉碎，过200目筛，制得粉状聚铝污泥;
(5)向步骤(4)中所述粉状聚铝污泥中加入相对于粉状聚铝污泥总质量 0.005～0.02倍的添加剂，所述添加剂为质量比为2:1的AlCl3和可溶性淀粉的 混合物，添加剂有助于成多孔成型，再加入相对于粉状聚铝污泥总质量0.23倍 的水，置于搅拌机内以140r/min的转速进行搅拌，搅拌时间为25min，充分混 匀，置于圆盘造粒机内进行造粒成型，烘干，制得成型聚铝污泥;
(6)将步骤(5)中所述成型聚铝污泥放入马弗炉中高温焙烧，焙烧温度 为390℃，温度过高会导致部分成分如铝土矿粉中的软水铝石分解，因此温度 一定要控制得当，焙烧时间为2h，自然冷却，制得聚铝污泥成型除磷材料，制 得的聚铝污泥成型除磷材料的形状为颗粒状、柱状或球状，这些形状相对于粉 状的好处是避免造成设备的阻塞。