化学污泥中铝盐混凝剂的回用

1、维晋资讯 侶住/導髀跡卷第1期恥。3年1月化学污泥中铝盐混凝剂的回用姜应和'3 张发欄".中国地质大学工裡学院*武汉 430074 J 2.武汉理工丸学土木工程与護萊学院*武汉 430070)摘豪：在自来朮厂和污水处理厂中，铝扛伟旳棍瞬刑巳碍别了广吃的应用.在絮瞬过親中所产生的化学污泥不仅悴积大*而且还 含冇龙田的铝世若不加说回用处理住対环境产生不直死响.対几种铝払污泥的回用方法进nrffi述.以便进一步探甯踪合利用含铠 址化学存汎的有效途独关慟：代学苒昵；钳妇 回用中图分类号：X沖文肢标识码：為 文1003-6504( 2003)0)-0038-03 38 -维晋资讯 38

2、 -维晋资讯 硫酸铝、聚合氯化铝(PAC>铝盐混凝剂目前在 自来水厂和洱水赴理厂中应用广泛.铝扯投加到待处 理水中，经水解聚合生成溶胶铝和单核或多核的轻基 聚合物，通过絮凝沉淀形成化学污泥.该苦泥的含 水率很高，呈羅胶状，履轻且蓬松，常处于半流牝状 态口儿污泥中铝的含氟较高，如给水厂的汚泥固障中含 铝率为15%40%.若将这些汚泥排人水体或进行农 用会对环境产生不良影响，毘终威胁到人类健康p为了降低处理成乖，减少环境污雉，不少学者在化 学污泥的冋用或铝盐的冥用霹方面开展了一系列的研 究，其労法主要有酸化袪、赣化法和膜法等现将几 种回用方法分别评析如下.1 醴化法在低pH值条件下(如pH&

3、lt;3.75)，ig主要以铝离 子的形式存在，因此采用强酸即可将铝盐从絮凝体中 漕析岀来'此类方法称为醸化法。酸化袪包括三个步骤；(1) 污泥脱水 脱水的目的是减小箝泥的体积、可 使污泥的含固率从5%提高到20%戌上，从而踊保回 用的污泥中有足够的含铝量.(R釀化处理 经脱水后的污泥同硫酸或盐酸反 应生成相应的铝盐溶液，酸的理论用鼠分别为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，还有部分酸用以水解某些有机物或 转化原水中的某些矿物质卩研

4、究表明当pH值较 低时，酸化溶解希泥中溶胶铝的能力较强，铝的回收率 较高，在pH=l时，铝的回收率可达到旳,而当pH =3时，冋收率仅有10%,一般可通过试验寻求最佳作者简介：整应和门处3儿男，在谏博士'教攪.主養从來水存集控制 工秤书面的独孝与班究.pH值.(3分离净化 将不雅要的固体剰余物与铝溶液 进行分离a分离通过沉淀和过滤完成样沉錠分离时, 含铝溶液从池的上部溢流，而固体物从底部排走.因 为铝溶液中存在一些腐殖质使其呈棕色，所以还肅用 活性炭吸附脱色。经脱色后的梧溶液*先进行过滤，再 将滤液蒸发结晶即可得到纯的晶休铝盐，这样的铝盐 与新用的铝盐具有同样的絮凝效果若不进行脱色过

5、滤处理，则所得到的回用铝盐和薪用的铝盐相比，对 的去除率校高，但对COD和TP的去除率较差" 在实际使用时，可考虑和新用混凝剂混合投加，以便保 持较高的污染物去除率匚该方法的不足之处是选择性差，回用的金属除了 铝以外还有其它一些可溶性或胶休性物质用回用 的铝盐作为混擬剂，会使出水中的有机物质产生累积; 若酸化污泥不经脱色过滤和结晶，则某些金属也可能 会在回用的待泥中累积，影响处理水的出水水质°2 碱化法铠是两性物质，除了和酸反应生成洛解性铝盐外， 还可以和过量的緘反应生成溶解性的铝酸盐，反应方 程式如下：AlCOH)J + 3OH-AlOr+3H2O常用的碱为氢氧化钠或石灰

6、乳，这种方式可以使 铁等非前性物质以氢氧化物的形式沉淀下来，从而与 铝盐分离*但对锌等两性物却没有分离效果，有可能在 回用中累积*铝較盐并不象硫酸铝那样是有效的絮凝 剂，因此要加戢调节，以形成具有絮凝柞用的铝盐。和 酸化誉相出它在铝盐与固体剩余物分离肓面有一定 的优势'回用的絮凝剂纯度较高，但不够经济"对布鲁 塞尔某水厂的化学污泥回用研究发现砧，用氢氧化钠 回收铝盐、最优pH = 11. 4-11.卷回收率一般叮达 38 -维晋资讯 38 -维晋资讯 化学带温中钳盐混凝粥的回用整宓和蒔39维晋资讯 39维晋资讯 80%,有时甚至髙达弼,但此时所需的氮氧化钠用 靈将大大增加，氨

7、氧化钠与铝盐反应的摩尔比是1. 75> 用石灰乳时：最优pH- 11. 2- 1L 6.回收率只有+反应摩尔比为7-8.育泥的初始浓度越高，铝 盐的回收率反而越低，因此对标泥的初始浓度有个限 度*其堆大含量不宜超过20g/L,3 液相离子交换法酸化迭对回用铝溶液中的色度去除费用很高，为 了克服这一不足'开发了液相离子交换法。它实际是 一种液液提取法号能从经酸化的污泥中分离和浓缩铝 盐，使其得到回用，其工作过程主要由一种载体混合港 来完成°载侔混合槪由稀释液及榕解其中的数量较少的提 取剂组成.稀釋液可以是煤油或其它性质相似的羟化 物，它和污泥水互不相溶.提取前，污泥先经过

8、酸化处 理*以产生溶解性铝离子*提取时将载休混合液投人 到待泥中'搅拌混合液，使其以小液滴形式分散在酸性 的污泥水中.提取剤与铝离子在污泥水和稀释液的接 融面上发生化学反应'形嵐提取剂一金属复合体，使铝 离子进人晞释液-污泥水的接触面°混合液进人后续 的分离池，在池中各相内部进行快速的合并，最终形成 富含铝的载休液和不含铝的浊水F在分离池两相分离后；需把棉从载体液中提取出 来并加口橄缩*过程和前面类似，只是提取剂的件用是 将整从载体液中提取出来*在此过程中，硫酸柞为提 取剂，铝和氢离子发生交换芋形成硫酸铝4与此同时， 稀释液得到再生，并在下一循环中得到再次利用4这种方

9、法工序较为复杂，并且需募较灵敏的控制 系统.4 腫法所采用的复合膜是由厚约5 Smm的多孔聚四撼 乙晞膜及嵌入其中的直径约100#m的细球粒组成旳. 细球粒起到交换剂的作用，它对铝离子有很强的亲和 力°铝回收分两歩进行"第一步*选择性吸附*将泥的pH值凋到35左 右，在此条件下，芳泥的沉降性和铝的溶解性都很好. 然后将膜直接放入经过酸化的清泥中，它就会从液相 中有选择地吸附出溶解铝，其吸附反应如不：3/2R-N(CMiCOOHh + AP+ =3/2R-N(CH?COO AP+3H + 式中的上划线表示处于膜狀态.第二步解吸和膜的再生；将已达饱和状态的膜从 淀中抽冋，并放人

10、装有2-10%硫駿的搅拌池中，这 样可使细球粒交换剂获得较高的再生效率并生成液体 铝盐，其反应如下：S/R-NCCHrCdO7)? AF" + 3ESQ =S/2R-N(CH±COOH -h AlsCSOJj经再生后的膜就可以重新投到污泥中继续使用。试验结果表明口儿(1星合膜对溶解铝的吸附具有 选择性和排它性，吁大大降低回用铝盐中的杂质浓度： 对复合膜有较好的持久性，可使用30轮tX±<(3>吸 附于膜上的部分铝盐有可龍会重新冋到水中，使得经 膜吸附后的污淀中仍含有一定量的铝盐"5活化调节法对含聚合铝<PAC)的牝学污泥，加酸将汚泥的

11、pH值调低到一定的程度'污泥餓活化井具有絮凝沉 淀浊度物质和腐殖质的能力.研究表明，经活牝处 理后的污泥，当pH =工0-6. 0时，PAC曲两种铝聚 合物的结构形式虽有变化，但其絮癡能力变化并不大. 在pH-3.0-4. 0时，化学污泥经三次活化处理后，其 絮凝能力与新用的PAC相比几乎没有衰减，对色度的 去除率可达70%95% 般认为» PAC 泥的 活化pH值宜低于嘔当自来水厂源水水质较好其中有机物含靈较低 时*化学污泥的回用处理方法宜采用酸化法，亦可采用 活化调节法,当水厂源水受到微污染其中有机物浓度 较高时，宜采用膜法或液相离子交换法进行污泥倒用 处理，以防有机污染

12、物在回用中产生累积.针对汚水厂化学汚泥的特点，可采用液相离子交 换法或膜法处理汚泥以後回用,当污泥中除铝离子外 其他金属离子含量较高时，宜将喊化法与膜法或液相 离子交换法联合使用，以确保回用铝盐中金属和有机 污染物含盘均处于较柢水平，避免污染物腫累积*參耆文融L1朱志平.铝盐渥礙中术解物种分布狀况研究J1中国给 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.(节捋第眇页)39维晋资讯 39维晋资讯 39维晋资讯 探眩只电、我术第力卷第1期和0

14、3年1月维晋资讯 维晋资讯 流程，其特点是没利用厌氧好氧，生要是用物化方法处 理，工艺流程为废水格栅调节集水池亠麻石水幕 除尘器亠絮瞬捌-抗灰池f煤渣池亠碎石池-*排触 或进人下一级处理)如图J维晋资讯 图1 生化处理工艺流程图行时为0. 5kgCOD/(m厂N高 起 不足沉淀淞：污泥回茨比=7方/池岀水：COD= 300 400ee/J(有时达 lOOOmg/ Lh色度很高冲H=E9该厂的处理工艺主要存在以下阿题：(1)曝气池处理效果很差，曝气星很大t但活性汚 泥活性低，分析其影响因素可能是盐分的影响，目前解 决方祛加自来水稀释效果也一般。他)色度没除.色度去除是酱油废水处理的一亍难题 厌氧

15、池处理后废水含有许多大颗粒'没经过抗 淀直接进人嘩气池*这也蛤曙气池增拥了 一定负荷 针对以上冋题可建议以下改进方法(1) 厌氧池改用UASB反应器'实践证朗UASIi 适用于处理高浓度有机废水处理效果很好.(2) 可在厌氧池后加沉淀池曝气采用微孔曝气.(的可试采用絮凝沉淀一厌氧一好氧一煤渍或沙 滤工艺处理方送"2.2 中山市美味鲜食品厂的废水亚理该厂酱油废水特点见表氛表3 酱油废水特点"EoiSoDt632Q4356443248该厂幵始所采用四级现淀氧化塘，也有一定效果， COD的去除率也达到了 70%左右，但是时阖一久，其 沉淀下来的污泥难以清除，气温一

16、高*就发酵腐败，发 出阵阵臭气，造战二次污染*因此，试建一亍新的处理 （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 图2 物化处理工艺流程试验结果表

17、咽；处理效果较好IOD.BOD去除率 达 80%-3结论综上可见，酱油废水属于比较难处理的高浓度有 机废水目前一敝都采用厌氧生化处理方法，也有一定 效果*但是色度去除却是一个难题，现在一般方注是采 用活性炭吸附.煤渣或砂过谑，效集也较好，但还是不 怎么理想#应该值得进"步研究.文獻口李雄辉.酱油色素的形盛及增色方諾J1中国调味扉. 1996.6.2 马承愚.諾油废水处理工程设计J1给水排水aassai.3 鶴抑意，周秀馨.日本食昂工业废水处理新技术口1农牧 产鬲开发的§&4 刘学铭味精废水牡理技术进展口.工业水址理弼， 1L5 赵莖莲，郑学麴醫油生产新技术调味品生产技术问善 M.北京农业出版社U999.6 杨奔山"周孟淖.上流式庆氧梧泥床处理豆制品废水启动 研究口工中国M.1995a3(lXE7陈洪斌.扶氧折疣板反应器处理鱼制甜厦水的硏究口. 中国18施玉书”氐氧好無和生物戲化工艺处理豆制品废水捷术 硏窕01中国调昧品,199»a7(l)9 林中煌.调味倉品厂的废水处理口.中国调味£L + im.6 (收修改稿S期(2002 04-01)WATERB(3ARDa985.