申请日2004.11.08
公开(公告)日2005.06.29
IPC分类号B01J20/00; C02F11/00; C02F1/28
摘要
活性吸附剂的制备方法及利用其强化水处理的方法，它涉及一种利用污水生化处理工艺中产生的污泥制备活性吸附材料的方法及利用该活性吸附材料强化水处理的技术。活性吸附剂是这样获得的：生活污水经过生化处理后形成的固液分离物通过沉淀进行泥水分离;对沉淀池中得到的污泥进行脱水、烘干，将干污泥碾成微粒;将微粒浸渍在酸中，在搅拌条件下完成污泥活化;升温、碾碎，得到活性吸附剂，利用其强化水处理的方法为：原水进入到混合池、反应池、过滤池、消毒池中，在混合池中投加化学药剂，在反应池中投加污泥吸附剂。本发明所得污泥吸附剂盐酸可溶率为0.25%左右，NaOH可溶率为1.05%左右，滤后出水浊度去除率提高10%～40%，有机污染物去除率提高10%～40%。
権利要求書
1、活性吸附剂的制备方法，其特征在于它按照下述步骤进行制备：a、 生活污水经过生化处理后形成的固液分离物通过沉淀进行泥水分离;b、 对沉淀池中得到的污泥进行脱水，在100～130℃下烘干至恒重，将干污泥碾 成0.001～1mm的微粒;c、将干污泥微粒浸渍在酸中，在搅拌条件下接触1～ 48h完成污泥活化，其中污泥与酸重量比为1∶(1～2);d、将活化污泥以1～ 20℃/min速度逐步升温至400～1200℃，在400～1200℃的条件下保持30～ 180min，然后碾碎成0.001～1mm的微粒，得到污泥吸附剂。
2、根据权利要求1所述的活性吸附剂的制备方法，其特征在于所述酸为 盐酸或硫酸。
3、利用权利要求1所述的活性吸附剂强化水处理的方法，它按照下述步 骤进行：(一)原水进入到混合池中，在混合池中投加化学药剂，(二)原水 与化学药剂混合后经过反应池进行反应，然后将反应池中产生的沉淀通过沉 淀池进行泥水分离;(三)沉淀池出水依次经过滤池、消毒池进行过滤、消毒， 得到合格出水，其特征在于向反应池中投加活性吸附剂。
4、根据权利要求3所述的利用活性吸附剂强化水处理的方法，其特征在 于所述化学药剂的投加量为1～100mg/L。
5、根据权利要求3或4所述的利用活性吸附剂强化水处理的方法，其特 征在于所述化学药剂为铁盐或铝盐。
6、根据权利要求3所述的利用活性吸附剂强化水处理的方法，其特征在 于所述活性吸附剂的投加量为1～500mg/L。
7、根据权利要求3所述的利用活性吸附剂强化水处理的方法，其特征在 于在投加化学药剂前还投加有0～5mg/L氧化剂。
8、根据权利要求7所述的利用活性吸附剂强化水处理的方法，其特征在 于所述氧化剂为臭氧、高铁酸盐、高锰酸盐、氯、二氧化氯中的一种或几种 的混合物。
说明书
活性吸附剂的制备方法及利用其强化水处理的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用污水生化处理工艺中产生的污泥制备活性吸附材料 的方法及利用该活性吸附材料强化水处理的技术。
背景技术：
我国目前城市水处理普遍采用的处理工艺为：混凝→沉淀→过滤→消毒 的多级屏障工艺流程，其中，混凝和过滤是保障水质的关键环节。研究表明， 在过滤工艺环节，水中有机物的增加致使混凝工艺中有机物得不到有效的去 除，药剂消耗过大，滤池中的滤料受到有机物的污染，部分或全部失去了对 胶体杂质的吸附和截留作用，过滤作为工艺中的关键屏障作用极大减弱;浊 度、有机物在过滤过程中没有得到有效截留，在后续消毒过程中，产生了更 多消毒副产物。在清水池和管网中会产生更多的沉积、腐蚀、嗅味及由病毒 微生物繁殖而引起的二次污染等问题，这些都对人类健康造成极坏的影响。 强化有机物的去除方法有多种，其中在反应池中投加粉末活性炭是一个处理 工艺灵活且行之有效的方法，但是活性炭的价格较贵，随之水处理成本也将 大幅度提高。能否研制出一种高效价格较为低廉的吸附剂是当前水处理一个 需要解决的任务。
发明内容：
本发明的目的是提供一种活性吸附剂的制备方法及利用其强化水处理的 方法，该活性吸附剂不仅具有比表面积大、孔隙率大、吸附容量高的优点， 还具有机械强度高、再生容易、造价低的优势。本发明是这样制备活性 吸附剂的：a、生活污水经过生化处理后形成的固液分离物通过沉淀进行 泥水分离;b、对沉淀池中得到的污泥进行脱水，在100～130℃下烘干至恒 重，将干污泥碾成0.001～1mm的微粒;c、将干污泥微粒浸渍在酸中，在搅 拌条件下接触1～48h完成污泥活化，其中污泥与酸重量比为1∶(1～2);d、 将活化污泥以1～20℃/min速度逐步升温至400～1200℃，在400～1200℃ 的条件下保持30～180min，然后碾碎成0.001～1mm的微粒，得到活性吸 附剂。利用该活性吸附剂强化水处理的方法是这样实现的：(一)原水进入到 混合池中，在混合池中投加化学药剂，(二)原水与化学药剂混合后经过反应 池进行反应，然后将反应池中产生的沉淀通过沉淀池进行泥水分离;(三)沉 淀池出水依次经过滤池、消毒池进行过滤、消毒，得到合格出水，该方法的 核心部分是在反应池中投加活性吸附剂。传统生化法处理生活污水工艺中其 污泥中含有大量的有机物(60～80%以上)和少量的金属盐化合物，在高温灼 烧过程中有机物转化为具有很高比表面积和发达微孔结构的污泥炭，少量的 金属盐化合物，以铁盐和铝盐为例，铁的化合物转大部分转化为Fe2O3，铝的 化合物大部分转化为活性的Al2O3，形成吸附活性点数量巨大表面能很高的吸 附剂，具有优异物理吸附和化学吸附作用。本发明的污泥过滤吸附材料的表 面积和微孔面积分别为40～300m2/g和50～171m2/g，颗粒密度为1.4～2.6g/ cm3左右，孔隙率为65%左右，颗粒磨损率0.30%左右，盐酸可溶率为 0.25%左右，NaOH可溶率为1.05%左右，具有非常良好的吸附和去除有机 污染物性能，这一发明不仅使污泥的处置有了一个新途径，而且使污泥的资 源得到了非常好的利用。在强化水处理工艺中选用化学污泥制成的过滤吸附 材料作为滤料，滤后出水浊度去除率提高10%～40%，有机污染物去除率提 高10%～40%，混凝剂投量节约10～30%，卤仿前质和卤仿生成量大幅度降 低，毒理学检测指标呈阴性。
具体实施方式：
具体实施方式一：本实施方式是这样制备活性吸附剂的：a、生活污水 经过生化处理后形成的固液分离物通过沉淀进行泥水分离;b、对沉淀池 中得到的污泥进行脱水，在100～130℃下烘干至恒重，将干污泥碾成0.001～ 1mm的微粒;c、将干污泥微粒浸渍在酸中，在搅拌条件下接触1～48h完成 污泥活化，其中污泥与酸重量比为1∶(1～2);d、将活化污泥以1～20℃/min 速度逐步升温至400～1200℃，在400～1200℃的条件下保持30～180min， 然后碾碎成0.001～1mm的微粒，得到活性吸附剂。所述酸为盐酸或硫酸。
具体实施方式二：本实施方式是这样强化水处理的：(一)原水进入到混 合池中，在混合池中投加化学药剂，(二)原水与化学药剂混合后经过反应池 进行反应，然后将反应池中产生的沉淀通过沉淀池进行泥水分离;(三)沉淀 池出水依次经过滤池、消毒池进行过滤、消毒，得到合格出水，该方法的核 心部分是在反应池中投加活性吸附剂。所述化学药剂的投加量为1～100mg/L。 所述化学药剂为铁盐或铝盐，如FeCl3、Fe2(SO4)3、聚合硫酸铁、AlCl3、 Al2(SO4)3、聚合氯化铝等。所述活性吸附剂的投加量为1～500mg/L。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是，在投加化学 药剂前还投加有0～5mg/L氧化剂。其他工艺过程与具体实施方式二相同。所 述氧化剂为臭氧、高铁酸盐、高锰酸盐、氯、二氧化氯中的一种或几种的混 合物。
具体实施方式四：本实施方式以原水体3类为例，在混合池中投加1～ 100mg/l氯化铁(以Fe3+计)，在反应池中投加1～300mg/L活性吸附剂处理微污 染水，滤后出水浊度去除率提高10%～20%，有机污染物去除率提高10%～ 30%，混凝剂投量节约10～15%，卤仿前质和卤仿生成量大幅度降低。
具体实施方式五：本实施方式以原水体4类为例，在混合池中先投加2～ 4mg/L高铁酸盐，然后再投加1～100mg/lAl2(SO4)3(以Al3+计)，在反应池 中投加1～500mg/L活性吸附剂处理微污染水。滤后出水浊度去除率提高 10%～30%，有机污染物去除率提高10%～40%，混凝剂投量节约10～15%， 卤仿前质和卤仿生成量大幅度降低。