化學(xué)污泥中鋁鹽混凝劑的回用

1、維晉資訊 侶住/導(dǎo)髀跡卷第1期恥。3年1月化學(xué)污泥中鋁鹽混凝劑的回用姜應(yīng)和'3 張發(fā)欄".中國地質(zhì)大學(xué)工裡學(xué)院*武漢 430074 J 2.武漢理工丸學(xué)土木工程與護萊學(xué)院*武漢 430070)摘豪：在自來朮廠和污水處理廠中，鋁扛偉旳棍瞬刑巳礙別了廣吃的應(yīng)用.在絮瞬過親中所產(chǎn)生的化學(xué)污泥不僅悴積大*而且還 含冇龍?zhí)锏匿X世若不加說回用處理住対環(huán)境產(chǎn)生不直死響.対幾種鋁払污泥的回用方法進nrffi述.以便進一步探甯蹤合利用含鎧 址化學(xué)存汎的有效途獨關(guān)慟：代學(xué)苒昵；鉗婦 回用中圖分類號：X沖文肢標識碼：為 文1003-6504( 2003)0)-0038-03 38 -維晉資訊 38

2、 -維晉資訊 硫酸鋁、聚合氯化鋁(PAC>鋁鹽混凝劑目前在 自來水廠和洱水赴理廠中應(yīng)用廣泛.鋁扯投加到待處 理水中，經(jīng)水解聚合生成溶膠鋁和單核或多核的輕基 聚合物，通過絮凝沉淀形成化學(xué)污泥.該苦泥的含 水率很高，呈羅膠狀，履輕且蓬松，常處于半流牝狀 態(tài)口兒污泥中鋁的含氟較高，如給水廠的汚泥固障中含 鋁率為15%40%.若將這些汚泥排人水體或進行農(nóng) 用會對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，毘終威脅到人類健康p為了降低處理成乖，減少環(huán)境污雉，不少學(xué)者在化 學(xué)污泥的冋用或鋁鹽的冥用霹方面開展了一系列的研 究，其労法主要有酸化袪、贛化法和膜法等現(xiàn)將幾 種回用方法分別評析如下.1 醴化法在低pH值條件下(如pH&

3、lt;3.75)，ig主要以鋁離 子的形式存在，因此采用強酸即可將鋁鹽從絮凝體中 漕析岀來'此類方法稱為醸化法。酸化袪包括三個步驟；(1) 污泥脫水 脫水的目的是減小箝泥的體積、可 使污泥的含固率從5%提高到20%戌上，從而踴?；?用的污泥中有足夠的含鋁量.(R釀化處理 經(jīng)脫水后的污泥同硫酸或鹽酸反 應(yīng)生成相應(yīng)的鋁鹽溶液，酸的理論用鼠分別為L 1kg H2SO(/kg AkOH)j 3HwO 或 5. Skg SO./kgAl 以及 Q. 8kg HCl/kg Al(OH)3 3H0 或 4. 6kg HCl/ 煤山打除此之外，還有部分酸用以水解某些有機物或 轉(zhuǎn)化原水中的某些礦物質(zhì)卩研

4、究表明當(dāng)pH值較 低時，酸化溶解希泥中溶膠鋁的能力較強，鋁的回收率 較高，在pH=l時，鋁的回收率可達到旳,而當(dāng)pH =3時，冋收率僅有10%,一般可通過試驗尋求最佳作者簡介：整應(yīng)和門處3兒男，在諫博士'教攪.主養(yǎng)從來水存集控制 工秤書面的獨孝與班究.pH值.(3分離凈化 將不雅要的固體剰余物與鋁溶液 進行分離a分離通過沉淀和過濾完成樣沉錠分離時, 含鋁溶液從池的上部溢流，而固體物從底部排走.因 為鋁溶液中存在一些腐殖質(zhì)使其呈棕色，所以還肅用 活性炭吸附脫色。經(jīng)脫色后的梧溶液*先進行過濾，再 將濾液蒸發(fā)結(jié)晶即可得到純的晶休鋁鹽，這樣的鋁鹽 與新用的鋁鹽具有同樣的絮凝效果若不進行脫色過

5、濾處理，則所得到的回用鋁鹽和薪用的鋁鹽相比，對 的去除率校高，但對COD和TP的去除率較差" 在實際使用時，可考慮和新用混凝劑混合投加，以便保 持較高的污染物去除率匚該方法的不足之處是選擇性差，回用的金屬除了 鋁以外還有其它一些可溶性或膠休性物質(zhì)用回用 的鋁鹽作為混擬劑，會使出水中的有機物質(zhì)產(chǎn)生累積; 若酸化污泥不經(jīng)脫色過濾和結(jié)晶，則某些金屬也可能 會在回用的待泥中累積，影響處理水的出水水質(zhì)°2 堿化法鎧是兩性物質(zhì)，除了和酸反應(yīng)生成洛解性鋁鹽外， 還可以和過量的緘反應(yīng)生成溶解性的鋁酸鹽，反應(yīng)方 程式如下：AlCOH)J + 3OH-AlOr+3H2O常用的堿為氫氧化鈉或石灰

6、乳，這種方式可以使 鐵等非前性物質(zhì)以氫氧化物的形式沉淀下來，從而與 鋁鹽分離*但對鋅等兩性物卻沒有分離效果，有可能在 回用中累積*鋁較鹽并不象硫酸鋁那樣是有效的絮凝 劑，因此要加戢調(diào)節(jié)，以形成具有絮凝柞用的鋁鹽。和 酸化譽相出它在鋁鹽與固體剩余物分離肓面有一定 的優(yōu)勢'回用的絮凝劑純度較高，但不夠經(jīng)濟"對布魯 塞爾某水廠的化學(xué)污泥回用研究發(fā)現(xiàn)砧，用氫氧化鈉 回收鋁鹽、最優(yōu)pH = 11. 4-11.卷回收率一般叮達 38 -維晉資訊 38 -維晉資訊 化學(xué)帶溫中鉗鹽混凝粥的回用整宓和蒔39維晉資訊 39維晉資訊 80%,有時甚至髙達弼,但此時所需的氮氧化鈉用 靈將大大增加，氨

7、氧化鈉與鋁鹽反應(yīng)的摩爾比是1. 75> 用石灰乳時：最優(yōu)pH- 11. 2- 1L 6.回收率只有+反應(yīng)摩爾比為7-8.育泥的初始濃度越高，鋁 鹽的回收率反而越低，因此對標泥的初始濃度有個限 度*其堆大含量不宜超過20g/L,3 液相離子交換法酸化迭對回用鋁溶液中的色度去除費用很高，為 了克服這一不足'開發(fā)了液相離子交換法。它實際是 一種液液提取法號能從經(jīng)酸化的污泥中分離和濃縮鋁 鹽，使其得到回用，其工作過程主要由一種載體混合港 來完成°載侔混合槪由稀釋液及榕解其中的數(shù)量較少的提 取劑組成.稀釋液可以是煤油或其它性質(zhì)相似的羥化 物，它和污泥水互不相溶.提取前，污泥先經(jīng)過

8、酸化處 理*以產(chǎn)生溶解性鋁離子*提取時將載休混合液投人 到待泥中'攪拌混合液，使其以小液滴形式分散在酸性 的污泥水中.提取剤與鋁離子在污泥水和稀釋液的接 融面上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)'形嵐提取劑一金屬復(fù)合體，使鋁 離子進人晞釋液-污泥水的接觸面°混合液進人后續(xù) 的分離池，在池中各相內(nèi)部進行快速的合并，最終形成 富含鋁的載休液和不含鋁的濁水F在分離池兩相分離后；需把棉從載體液中提取出 來并加口橄縮*過程和前面類似，只是提取劑的件用是 將整從載體液中提取出來*在此過程中，硫酸柞為提 取劑，鋁和氫離子發(fā)生交換芋形成硫酸鋁4與此同時， 稀釋液得到再生，并在下一循環(huán)中得到再次利用4這種方

9、法工序較為復(fù)雜，并且需募較靈敏的控制 系統(tǒng).4 腫法所采用的復(fù)合膜是由厚約5 Smm的多孔聚四撼 乙晞膜及嵌入其中的直徑約100#m的細球粒組成旳. 細球粒起到交換劑的作用，它對鋁離子有很強的親和 力°鋁回收分兩歩進行"第一步*選擇性吸附*將泥的pH值凋到35左 右，在此條件下，芳泥的沉降性和鋁的溶解性都很好. 然后將膜直接放入經(jīng)過酸化的清泥中，它就會從液相 中有選擇地吸附出溶解鋁，其吸附反應(yīng)如不：3/2R-N(CMiCOOHh + AP+ =3/2R-N(CH?COO AP+3H + 式中的上劃線表示處于膜狀態(tài).第二步解吸和膜的再生；將已達飽和狀態(tài)的膜從 淀中抽冋，并放人

10、裝有2-10%硫駿的攪拌池中，這 樣可使細球粒交換劑獲得較高的再生效率并生成液體 鋁鹽，其反應(yīng)如下：S/R-NCCHrCdO7)? AF" + 3ESQ =S/2R-N(CH±COOH -h AlsCSOJj經(jīng)再生后的膜就可以重新投到污泥中繼續(xù)使用。試驗結(jié)果表明口兒(1星合膜對溶解鋁的吸附具有 選擇性和排它性，吁大大降低回用鋁鹽中的雜質(zhì)濃度： 對復(fù)合膜有較好的持久性，可使用30輪tX±<(3>吸 附于膜上的部分鋁鹽有可龍會重新冋到水中，使得經(jīng) 膜吸附后的污淀中仍含有一定量的鋁鹽"5活化調(diào)節(jié)法對含聚合鋁<PAC)的牝?qū)W污泥，加酸將汚泥的

11、pH值調(diào)低到一定的程度'污泥餓活化井具有絮凝沉 淀濁度物質(zhì)和腐殖質(zhì)的能力.研究表明，經(jīng)活牝處 理后的污泥，當(dāng)pH =工0-6. 0時，PAC曲兩種鋁聚 合物的結(jié)構(gòu)形式雖有變化，但其絮癡能力變化并不大. 在pH-3.0-4. 0時，化學(xué)污泥經(jīng)三次活化處理后，其 絮凝能力與新用的PAC相比幾乎沒有衰減，對色度的 去除率可達70%95% 般認為» PAC 泥的 活化pH值宜低于嘔當(dāng)自來水廠源水水質(zhì)較好其中有機物含靈較低 時*化學(xué)污泥的回用處理方法宜采用酸化法，亦可采用 活化調(diào)節(jié)法,當(dāng)水廠源水受到微污染其中有機物濃度 較高時，宜采用膜法或液相離子交換法進行污泥倒用 處理，以防有機污染

12、物在回用中產(chǎn)生累積.針對汚水廠化學(xué)汚泥的特點，可采用液相離子交 換法或膜法處理汚泥以後回用,當(dāng)污泥中除鋁離子外 其他金屬離子含量較高時，宜將喊化法與膜法或液相 離子交換法聯(lián)合使用，以確?；赜娩X鹽中金屬和有機 污染物含盤均處于較柢水平，避免污染物腫累積*參耆文融L1朱志平.鋁鹽渥礙中術(shù)解物種分布狀況研究J1中國給 水排水.19S.11(4),45-49.L2J AHDO M S EEWIDA K T,YOUSSEF Y Mr Recovery qf Alum from Wasted Sludge Praductd from Warer Treatment Plants J J. J. ENVIR

13、ON SCI HEALTH t 1993. A2»(6) ,12051216.3j PARSONS S A. DANIELS S J. The Use of Recovered Co»guhnt3 In Wa,sttester Trtstment E J 3- ENVIRON TECH,1999.20：979 986.4 WEI CHU. l-ead Metal Removal by Recycled Alum SludgeCJl WAT RESJ999. 33C13)；30193025.(節(jié)捋第眇頁)39維晉資訊 39維晉資訊 39維晉資訊 探眩只電、我術(shù)第力卷第1期和0

14、3年1月維晉資訊 維晉資訊 流程，其特點是沒利用厭氧好氧，生要是用物化方法處 理，工藝流程為廢水格柵調(diào)節(jié)集水池亠麻石水幕 除塵器亠絮瞬捌-抗灰池f煤渣池亠碎石池-*排觸 或進人下一級處理)如圖J維晉資訊 圖1 生化處理工藝流程圖行時為0. 5kgCOD/(m廠N高 起 不足沉淀淞：污泥回茨比=7方/池岀水：COD= 300 400ee/J(有時達 lOOOmg/ Lh色度很高沖H=E9該廠的處理工藝主要存在以下阿題：(1)曝氣池處理效果很差，曝氣星很大t但活性汚 泥活性低，分析其影響因素可能是鹽分的影響，目前解 決方祛加自來水稀釋效果也一般。他)色度沒除.色度去除是醬油廢水處理的一亍難題 厭氧

15、池處理后廢水含有許多大顆粒'沒經(jīng)過抗 淀直接進人嘩氣池*這也蛤曙氣池增擁了 一定負荷 針對以上冋題可建議以下改進方法(1) 厭氧池改用UASB反應(yīng)器'實踐證朗UASIi 適用于處理高濃度有機廢水處理效果很好.(2) 可在厭氧池后加沉淀池曝氣采用微孔曝氣.(的可試采用絮凝沉淀一厭氧一好氧一煤漬或沙 濾工藝處理方送"2.2 中山市美味鮮食品廠的廢水亞理該廠醬油廢水特點見表氛表3 醬油廢水特點"EoiSoDt632Q4356443248該廠幵始所采用四級現(xiàn)淀氧化塘，也有一定效果， COD的去除率也達到了 70%左右，但是時闔一久，其 沉淀下來的污泥難以清除，氣溫一

16、高*就發(fā)酵腐敗，發(fā) 出陣陣臭氣，造戰(zhàn)二次污染*因此，試建一亍新的處理 （上接第39西5 PANSWAD 丁“ Aluminium Recovery from Industrial A- lurnimum SludgeLJ. Water. 10（4） 115916S,|JfiJ M/SSCHELElN W J. The P'easibility of Coagulant Recycling by Alkaline React ten Aluminium Hydroxide SludRes L M 1 BRUSSEL S INTERIM MUN AL 62 圖2 物化處理工藝流程試驗結(jié)果表

17、咽；處理效果較好IOD.BOD去除率 達 80%-3結(jié)論綜上可見，醬油廢水屬于比較難處理的高濃度有 機廢水目前一敝都采用厭氧生化處理方法，也有一定 效果*但是色度去除卻是一個難題，現(xiàn)在一般方注是采 用活性炭吸附.煤渣或砂過謔，效集也較好，但還是不 怎么理想#應(yīng)該值得進"步研究.文獻口李雄輝.醬油色素的形盛及增色方諾J1中國調(diào)味扉. 1996.6.2 馬承愚.諾油廢水處理工程設(shè)計J1給水排水a(chǎn)assai.3 鶴抑意，周秀馨.日本食昂工業(yè)廢水處理新技術(shù)口1農(nóng)牧 產(chǎn)鬲開發(fā)的§&4 劉學(xué)銘味精廢水牡理技術(shù)進展口.工業(yè)水址理弼， 1L5 趙莖蓮，鄭學(xué)麴醫(yī)油生產(chǎn)新技術(shù)調(diào)味品生產(chǎn)技術(shù)問善 M.北京農(nóng)業(yè)出版社U999.6 楊奔山"周孟淖.上流式慶氧梧泥床處理豆制品廢水啟動 研究口工中國M.1995a3(lXE7陳洪斌.扶氧折疣板反應(yīng)器處理魚制甜廈水的硏究口. 中國18施玉書”氐氧好無和生物戲化工藝處理豆制品廢水捷術(shù) 硏窕01中國調(diào)昧品,199»a7(l)9 林中煌.調(diào)味倉品廠的廢水處理口.中國調(diào)味£L + im.6 (收修改稿S期(2002 04-01)WATERB(3ARDa985.