一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝制造技術

本發明專利技術涉及一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝，步驟如下：

【技術實現步驟摘要】
一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝


[0001]本專利技術涉及污泥資源化
，尤其是涉及一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝
。

技術介紹

[0002]磷是生物體生長的必須元素，也是化肥生產的主要原料，因此人類社會生產生活具有重要的意義，同時磷也是一種不可回收資源
。
因此磷回收不僅有利于保護水環境，同時也有利于磷資源的可持續發展
。
現在，國際上已經對磷資源的保護和回收利用引起了重視，從污泥
、
污水中回收磷資源也成為了實現磷資源回收的重要議題
。
[0003]在污水處理過程中，為了促進污水中絮體沉淀和磷的去除，以及提高污泥的脫水性能，通常會向污水或污泥中投加大量
PAC、
硫酸鋁等鋁鹽藥劑
。
鋁鹽最終以聚合物
、
磷酸鹽沉淀等形式最終匯聚于污泥排出
。
這種處理方式導致污水處理廠前端藥劑投加費用高，最終產生的污泥體積也大幅度增加，導致污泥處置費用提高
。
因此，污泥中磷和鋁鹽的回收，對于降低污水處理費用，促進污水廠向“循環經濟”模式轉型具有重要的意義
。

技術實現思路

[0004]本專利技術的目的是為了解決現階段污泥中磷和鋁資源回收率低的問題，提供一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝，本專利技術提供的工藝具有磷的釋放率高
、
鋁鹽回收率高
、
回收的鋁鹽產品中重金屬含量低
、
樹脂可循環利用等優點
。
[0005]本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0006]一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝，該工藝包括以下步驟：
[0007](1)
污泥組分預處理：向污泥中投加樹脂后進行充分攪拌，得到污泥和樹脂的混合物，分離得到污泥相和樹脂相；
[0008](2)
樹脂再生：將步驟
(1)
中得到的樹脂相中加入強酸溶液，得到再生的樹脂和酸洗混合液；
[0009](3)
磷的清潔回收：將步驟
(1)
中得到的污泥相離心，分離得到殘留污泥相與含磷上清液相，向含磷上清液相中加入鈣鹽并調節
pH
，以羥基磷灰石形式回收污泥中的磷；
[0010](4)
鋁鹽與重金屬分離：向步驟
(2)
中得到的酸洗混合液中加入堿性溶液調節
pH
，過濾棄去底部沉淀物并保留上清液；
[0011](5)
鋁鹽的回用：向步驟
(4)
中得到的上清液中加入酸性溶液，回收污泥中的鋁鹽
。
[0012]進一步地，步驟
(1)
中，所述的污泥為污水處理廠產生的剩余污泥，包括生物除磷的活性污泥
、
化學法強化一級或三級處理產生的化學污泥中的一種或多種混合污泥
。
[0013]進一步地，步驟
(1)
中，所述的樹脂選自強酸性陽離子交換樹脂
、
弱酸性陽離子交換樹脂或螯合樹脂中的任意一種或多種，所述酸性離子交換樹脂指在分子結構中帶有酸性功能基團的高分子化合物
。
[0014]進一步地，步驟
(1)
中，所述陽離子交換樹脂投加量為1?
1.5g/gTS。
[0015]進一步地，步驟
(1)
中，所述攪拌速度為
150
?
350rmp
，時間為3?
4h。
[0016]進一步地，步驟
(1)
中，所述污泥和樹脂的混合物的
pH
值為
1.5
?
2.5。
[0017]進一步地，步驟
(1)
中，所述分離方法包括壓濾和離心
。
[0018]進一步地，步驟
(2)
中，所述強酸溶液為鹽酸
。
[0019]進一步地，步驟
(2)
中，所述強酸溶液的添加量為
10BV。
[0020]進一步地，將步驟
(2)
中再生的樹脂循環使用于步驟
(1)
中
。
[0021]進一步地，步驟
(3)
中，所述
pH
值為7?
9.5。
[0022]進一步地，步驟
(3)
中，所述鈣鹽為氧化鈣
。
[0023]進一步地，步驟
(4)
中，所述堿性溶液選自氫氧化鉀溶液
、
氫氧化鈣溶液或氫氧化鈉溶液中的任意一種或幾種
。
[0024]進一步地，步驟
(4)
中，所述
pH
值范圍為9?
11.5。
[0025]進一步地，步驟
(5)
中，所述酸性溶液選自鹽酸或硫酸中的一種或幾種
。
[0026]進一步地，步驟
(5)
中，所述酸性溶液的添加量為
10BV。
[0027]進一步地，步驟
(5)
中，所述鋁鹽通過氯化鋁或硫酸鋁溶液形式回收
。
[0028]與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
[0029](1)
磷的釋放率高：與污泥酸化處理相比，酸性陽離子交換樹脂預處理可以實現污泥中磷組分和鈣
、
鎂
、
鋁離子等多種陽離子的分離，從而提高磷的釋放和回收率，避免金屬共沉淀的干擾；
[0030](2)
鋁鹽回收率高：與酸溶法相比，酸性離子交換樹脂選擇性的吸附了鋁離子
、
鈣離子等金屬離子，實現了與污泥相的分離，后續通過樹脂酸洗再生回收鋁鹽，可實現鋁鹽高效
、
高純度的回收；
[0031](3)
重金屬去除：樹脂再生產生的混合溶液經過化學處理后，鎘
、
銅
、
鋅
、
鎘等多種重金屬含量降低，極大程度降低了污泥后續處置以及鋁鹽循環利用過程的生態風險；
[0032](4)
樹脂可循環利用：由于樹脂的使用是一個可逆的過程，因此使用過的酸性陽離子交換樹脂可經過處理后再生，因此具有良好的環境效益和經濟效應
。
附圖說明
[0033]圖1為本專利技術的方法流程圖
。
具體實施方式
[0034]下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細說明
。
本實施例以本專利技術技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例
。
[0035]下面結合附圖，對本專利技術的一些實施方式作詳細說明
。
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟：
(1)
污泥組分預處理：向污泥中投加樹脂后進行充分攪拌，得到污泥和樹脂的混合物，分離得到污泥相和樹脂相；
(2)
樹脂再生：將步驟
(1)
中得到的樹脂相中加入強酸溶液，得到再生的樹脂和酸洗混合液；
(3)
磷的清潔回收：將步驟
(1)
中得到的污泥相離心，分離得到殘留污泥相與含磷上清液相，向含磷上清液中加入鈣鹽并調節
pH
，以羥基磷灰石形式回收污泥中的磷；
(4)
鋁鹽與重金屬分離：向步驟
(2)
中得到的酸洗混合液中加入堿性溶液調節
pH
，過濾棄去底部沉淀物并保留上清液；
(5)
鋁鹽的回用：向步驟
(4)
中得到的上清液中加入酸性溶液，回收污泥中的鋁鹽
。2.
根據權利要求1所述的一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝，其特征在于，步驟
(1)
中，所述的污泥為污水處理廠產生的剩余污泥，包括生物除磷的活性污泥
、
化學法強化一級或三級處理產生的化學污泥中的一種或多種混合污泥
。3.
根據權利要求1所述的一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝，其特征在于，所述的樹脂選自強酸性陽離子交換樹脂
、
弱酸性陽離子交換樹脂或螯合樹脂中的任意一種或多種
。4.
根據權利要求1所述的一種利用酸性陽離子交換樹脂回收污泥中磷和鋁鹽的工藝，其特征在于，步驟
(1)
中，所述陽離子交換樹脂投加量為1?
1.5g/gTS
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：樊瑜，華煜，戴曉虎，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：