絮凝劑的回收方法技術

本發明專利技術涉及從水或廢水處理過程中生成的含絮凝劑的污泥中回收所使用的無機絮凝劑的方法。所述的方法具有兩個優點，既能減少需處置污泥的體積，又能減少所需未使用的絮凝劑的量，從而節省了絮凝劑的費用。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及在反復使用水或污水處理工藝中用的無機絮凝劑的條件下從該工藝中所形成的含絮凝污泥回收該無機絮凝劑的方法。所描述的方法具有雙重優點，即減少了污泥的處置量，又減少了所需的絮凝劑的添加量，從而節省了絮凝劑的費用。本說明書的后面給出了所涉及的版物的書名目錄。為了滿足人們日益增長的對工業化和城市化社會的迫切要求，負責不的管理部門必須轉向采用復雜的技術來處理越來越多的被污染水源，這就產生一個二次污染的問題，作為處理的結果生成的剩余物/污泥的處理問題。通常，這種剩余物中含有大量的無機絮凝劑，如氫氧化鋁成氫氧化鐵，它們的容量很大，使得污泥對它們排放到的環境很少具有益處。在許多水/廢不凈化過程中，絮凝劑用來促使膠體雜質凝聚，然后通過沉淀或過濾，使凝聚的雜質從水中分離出來，絮凝劑可以是自然界中的有機物或無機物，無機絮凝劑通常包括鐵或鋁，最普遍使用的是硫酸鋁(明礬)或硫酸鐵或氯化鐵。過去人們去回收和重新利用傳統水處理工藝中的明礬通常是要解決和處理含污泥的氫氧化鋁的有親問題。明礬的回收要減少固體量并且還可以改善剩余物的脫水和過濾性能，明礬的重新利用也可減少化學費用。簡單地用硫酸或氫氧化鈉溶解氫氧化鋁在技術上是可行的，但是由于存在多種雜質并不是所有回收的鋁都能被重新利用。在實驗室中，在小規模實驗裝置和大規模裝置的實驗中(1-8)，已以研究出了用硫酸溶解氫氧化鋁，然后通過沉淀或過濾使固體剩余物從溶解的鋁中簡單分離出來。最大鋁回收量的PH值位于1-3范圍內，其數值取決于被處理的污泥，顯然PH為2.0是適中的方案。回收部分占50-90%時，所需的酸是理論需酸量的1.8倍。回收的明礬在絮凝性能上通常比未使用的明礬要差一些，在回收液體中，所形成的雜質，如金屬和有機酸也可能造成問題。其危險在于這些雜質會被轉移到生成的水中，并會減少回收鋁的效率。通過NaOH或Ca(OH)2的堿化作用從給水設備的污泥中回收鋁在實驗室條件下已經進行這(9)，盡管鋁的回收量可能達到80%，但由于雜質的問題，該文獻(9)的作者提到循環理只占總劑量的50%。對于從回收的絮凝劑中除去重金屬，石灰要比氫氧化鈉有效得多。當硫酸鋁作為最普通的絮凝劑使用時，聚合鋁鹽(PAC)由于它們出色的絮凝性能和低的殘余鋁濃度，在世界范圍內越來越被廣泛使用。在實驗室研究(10)中，證明通過酸化回收并且重新使用這些聚合物是可能的，這表明回收的絮凝劑是可以重新使用的。這項結果還表明與未使用的絮凝劑相比，所回收的聚合物的效果較差。當通過用酸或堿對絮凝劑再溶解來回收電解的絮凝劑時，有幾個問題需要克服。首先，所需酸或堿的量既受含水量的影響，也受污泥齡的影響。由于費用不高的污泥脫水過程很慢，故污泥會老化。其次，在再溶解過程中，污泥中的有機酸和重金屬會游離出來，如對聚氫氧化鋁的再溶解，老化的泥需要較低的PH值，這增加了其它不希望有的組份在回收液中的濃度，在目前情況下，只有大約50-70%回收的絮凝劑可以安全地重復利用。為了改進鋁的回收比例，提高鋁從雜質中分離的效要，于是人們在實驗室中，對一些工藝作為評價，如游態離子交換(11)、電化學絮凝劑再生(12)、超濾(13)、以及采用復合膜(14)兩步鋁的選擇性回收，這些工藝在實際場合是否經濟尚需觀察。對簡單工藝，要求它有選擇地回收無機絮凝劑，留下不想要的雜質，如腐植酸和灰黃霉酸。目前我們發現有一種可滿足這種要求的經較簡單的分離方法，該方法可以用于使用無機絮凝的水處理設備中。本專利技術提供了一種在可以有效地重復使用絮凝劑的條件下，從水/廢水處理污泥中回收無機凝劑的方法，該方法包括以下步驟1.用合適的酸性物質或堿性物質處理污泥，以便使絮凝劑溶解;2.通過調整液體的PH值(通常為2-3)使腐植酸沉淀;3.向液體中加入聚合電解質和一種任選的固體吸附劑，使得雜質沉淀;4.使污泥與含溶解的絮凝劑的液體相分離;5.使從前面步驟4得到的液體與帶正電荷的和/或疏水性固體吸附劑相接觸，以除去溶解的有機物。在步驟3中使用的聚合電解質可以是任何一種水處理工藝中用的眾所周知的聚合電解質，可以使用陽離子和非離子型聚合電解質，然而陰離子聚丙烯酰胺如CyanamidSuperflocA/30或A21258是最佳的。在步驟3使用的固體吸附劑可以是任何合適的顆粒吸附劑，最好的吸附劑是天然的或人工的粘土礦或炭顆粒。步驟5中用的帶正電的和/或疏水型吸附劑(下文用“PC/H的吸附劑”表示)可以在一個很寬的范圍內選擇，合適的物質包括硅石或用含有長烴鏈的有機硅化合物處理過的礦物質，例如用C16烴處理過的Sep-Pak，“白碳”如XAD樹脂和陰離子交換樹脂。陰離子交換樹脂最好是PC/H吸附劑。與PC/H吸附劑相接觸可以用任何合適的已知方式來進行，如使液體穿過PC/H吸附劑的固體床或液化床，或使吸附劑穿過液體循環。所用的吸附劑有有限的容量，但是它們可以被再生。用在步驟3中的固體吸附劑最好足夠便宜。但是可以用堿來再生。我們意外發現，在本專利技術的步驟5中，如果PC/H吸附劑是帶正電的，雜質會由于在PC/H吸附劑周圍形成覆蓋層而除去。大部分覆蓋層可以通過物理手段從覆蓋著雜質的PC/H吸附劑上除下來;如通過水流沖洗，通過攪拌負載PC/H吸附劑在不中的懸浮液，或通過回流或用空氣沖刷PC/H吸附劑主要形式。然后使部分清潔的PC/H吸附劑與生成的雜質懸濁液相分離，雜質懸浮液被排放。沖洗所使用的水不是重要的，凈化后的水或不純的進水都可以使用，沖洗過程留下少部分的吸附雜質，它被收集起來，最好洗滌過的PC/H吸附劑定期使用合適的藥劑如堿性溶液進行處理，進一步再生。因此，另一方面本專利技術提供了一種水處理污泥中回收無機絮凝劑的方法，該方法包括以上1-5個步驟，然后(如有必要)使覆蓋有雜質的帶正電荷的PC/H吸附劑經歷物理過程，以從PC/H吸附劑上除去吸附的雜質，從PC/H吸附劑中的分離出所去除的雜質，將純凈的PC/H吸附劑循環送回前面的步驟中。下面結合非限制性的實施例對本專利技術的方法進一步描述。實施例1在PH2.5下用稀釋的硫酸對水處理污泥進行處理，使液體與污泥相分離，然后用聚合電解質進行處理以沉淀出二次污泥，從聚合電解質處理得到的上層清液是含有大量鋁的溶液，其初始色度是460PCU，總有機碳(TOC)含量是190mg/l，上述溶液穿過Armb-erlite IRA910樹脂柱，該樹脂可以是OH-型或硫酸根型，對OH-的柱，出流液的平均色度為120PCU，TOC為50mg/l。每一個柱都流過所有初始存在的鋁。當用水沖洗覆蓋著雜質的樹脂時，OH-型柱所釋放的雜質等于初始色度的55%，TOC的42%，而硫酸根型的柱由得放出28%的色度和24%的TOC的雜質。每一個柱用0.5M的NaOH進一步處理，所釋放的雜持對OH-型的柱，等于45%的初始色度，58%的初始TOC，對硫酸根型的柱，等于72%的初始色度，58%的初始TOC。實施例2在PH為2.5條件下，用酸處理從SIRFLOC工藝中生成的污泥，在酸處理得到的上層清液中加入陽離子聚合電解質，生成絮狀體沉淀物，并使其沉淀，來自聚合電解質處理的上層清液其PH值為2.95，鋁的含量為317mg/l，表現色度等于1080PCU、TOC等于164mg/l。對一組吸附劑進行測試，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在能夠有效地重復使用絮凝劑的條件下，從水／廢水處理污泥中回收無機絮凝劑的方法，該方法包括以下步驟：（１）用合適的酸性物質或堿性物質處理污泥，以便使絮凝劑溶解，生成一種含有從污泥中所溶解的絮凝劑的液體；（２）通過調整液體的ＰＨ值，使腐植酸沉淀；（３）向液體中加入聚合電解質和一種任選的固體吸附劑，使得雜質沉淀；（４）使污泥與含溶解的絮凝劑的液體相分離；（５）使從步驟（４）得到的液體與帶正電荷的和／或疏水性固體吸附劑相接觸，以除去溶解的有機物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：NJ安德森，LO科拉里克，
申請(專利權)人：聯邦科學和工業研究組織，
類型：發明
國別省市：AU[澳大利亞]