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CN105642221A - 一种除磷净水剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种除磷净水剂及其制备方法，它是由下列重量份数的原料制备而成的：粒径小于0.15mm的给水厂铝污泥50份至60份，粒径小于0.15mm污水厂剩余活性污泥35份至45份，粘结剂粘土5份；将上述原料按照配比称量后混合均匀，混合过程中加入水分，湿基含水率控制在18%至25%，混合后得到混合料；将上述混合料制成粒径为0.5mm至1.5mm的污泥颗粒，然后将污泥颗粒干燥，干燥温度为100℃至110℃，干燥后得到干燥污泥颗粒；将上述干燥污泥颗粒在300℃至900℃下烘焙10min至60min，最终得到除磷的改性污泥；避免污泥处理方式对环境造成的危害，节省水厂废弃物处理的成本，成本低、操作简单、环保。

Description

一种除磷净水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及净水领域，具体涉及一种利用城市给水厂污泥、污水厂污泥为主要原料制备的轻质多孔净水材料处理含磷废水的方法，特别涉及一种除磷净水剂及其制备方法。
背景技术
常规饮用水处理技术普遍采用混凝、沉淀、过滤工艺，混凝单元在整个处理工艺中占有至关重要的作用。近些年来，低分子的硫酸铝和氯化铁逐渐被高分子的聚合氯化铝为代表的新型铝盐混凝剂所取代，净水过程中产生大量污泥，主要来自沉淀池排泥水和滤池反冲洗排水。目前全国城市水厂脱水污泥（含水率70%）年产量接近2200万吨，预计到2015年末，我国脱水污泥年产量将超过2600万吨，2010年的数据显示北京市第九水厂的泥饼（含水率70%）年产量约为六千吨，因此合理处置大量污泥成为国内外亟需解决的问题。脱水铝污泥是自来水厂净水过程中的副产物，其主要成分包括腐殖质、金属氢氧化物、有机质、硅酸盐等。
生活污水厂污泥，即在城市生活污水处理中，不同处理过程产生的各类沉淀物、漂浮物等的统称。目前我国生活污水处理厂每年排放的污泥量年增长率大于10％，以含固率20％计，全国每年的污泥总产量已经突破3000万吨，据推测在2020～2025年之间每年的污泥总产量更将突破6000万吨大关。污水厂的污泥产生量很大，并含有大量的微生物、病原体以及有机污染物，合理地处理、处置污泥是一项很重要的工作。
这些给水厂与污水厂污泥如果不经处理直接排入水体，不但严重污染水体，而且浪费大量的水资源，自来水厂污泥与污水厂污泥处理工作势在必行。现有的污泥处理方法有直接排放、陆上埋弃、卫生填埋、海洋弃投、土地利用和焚烧处理等等。但是这些方法或多或少都会给环境带来一定程度的污染。当前大多数对给水厂污泥中与污水厂污泥的处理方法，并没有将其作为一种资源加以利用。
目前我国水污染依然严重，湖（库）一个重要问题是富营养化现象，主要污染指数为总氮和总磷，其中磷更是控制性因素，湖泊富营养化问题非常突出。而现在的除磷技术也有很多种，主要有三种方法：分别是化学除磷、生物除磷、物理除磷，其中化学除磷或化学辅助生物除磷应用比较广泛。化学除磷效率可靠，除磷控制过程相对简单，但是需要投加化学药剂，费用较高，并且处理过程中会产生大量污泥，处置费用较高。生物除磷依靠聚磷菌等微生物，对水体中的磷进行净化，作为污水处理厂对污水处理的一种工艺运行。生物除磷不需要投加额外的药剂，成本相对较低可利用污水处理过程中的其他工艺实现对氮及BOD的去除，但微生物对环境的敏感性较强，在运行过程中需要严格控制微生物生长条件，因此限制了整个污水除磷过程及处理效果的稳定性。
利用污水厂与给水厂污泥制备净水材料净化含磷给水，经济有效，简单实用，而且能够变废为宝，避免二次污染。
因此，生产一种节能环保，节省资源，成本低，吸附能力高效，无再生废弃物，稳定性强，加工和制备方法简单的除磷净水剂及其制备方法，具有广阔的市场前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种节能环保，节省资源，成本低，吸附能力高效，无再生废弃物，稳定性强，加工和制备方法简单的除磷净水剂及其制备方法，用于弥补现有技术中缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：一种除磷净水剂，它是由下列重量份数的原料制备而成的：粒径小于0.15mm的给水厂铝污泥50份至60份，粒径小于0.15mm污水厂剩余活性污泥35份至45份，粘结剂粘土5份。
一种如上所述的除磷净水剂的制备方法，其制备方法如下：
1）将上述原料按照配比称量后混合均匀，混合过程中加入水分，湿基含水率控制在18%至25%，混合后得到混合料；
2）将上述混合料制成粒径为0.5mm至1.5mm的污泥颗粒，然后将污泥颗粒干燥，干燥温度为100℃至110℃，干燥后得到干燥污泥颗粒；
3）将上述干燥污泥颗粒在300℃至900℃下烘焙10min至60min，最终得到除磷的改性污泥。
所述的给水厂污泥来自给水厂使聚合氯化铝絮凝剂、聚合硫酸铁以及铁、铝为主体的混凝剂在沉淀池以及滤池反冲过程中的污泥脱水后获得脱水污泥。
所述的污水厂剩余活性污泥为生活污水厂的污泥，该污泥有机物含量不小于65%。
本发明具有如下的积极效果：本发明以给水厂污泥，生活污水厂污泥为主要原料混料、造粒、焙烧制备轻质除磷吸附材料，与现有技术相比，本发明将给水厂污泥与污水厂污泥研磨过筛后与黏合剂及混合并在高温下烘焙，生活污水厂污泥中大量有机物能够在高温下碳化，增强了高温改性污泥的孔隙度，孔隙度高，增加了污泥与含磷化合物接触的表面积，利于污泥对水中含磷化合物的去除，对磷的吸附效果更加理想，高效吸附了富营养化水体中的含磷化合物，起到了水质净化的作用，对水体环境有明显改善；本发明合理利用给水厂污泥与生活污水厂污泥，避免污泥处理方式诸如直接排放、陆上埋弃、卫生填埋、海洋弃投和土地利用对环境造成的危害，节省水厂废弃物处理的成本，相比其他水体除磷方法，本发明所用原料简单易得，价格低廉，制作原理简单，具有成本低、操作简单、环保等优势，具有较大推广前景。
具体实施方式
一种除磷净水剂，它是由下列重量份数的原料制备而成的：粒径小于0.15mm的给水厂铝污泥50份至60份，粒径小于0.15mm污水厂剩余活性污泥35份至45份，粘结剂粘土5份。所述的给水厂污泥来自给水厂使聚合氯化铝絮凝剂、聚合硫酸铁以及铁、铝为主体的混凝剂在沉淀池以及滤池反冲过程中的污泥脱水后获得脱水污泥。所述的污水厂剩余活性污泥为生活污水厂的污泥，该污泥有机物含量不小于65%。
一种如上所述的除磷净水剂的制备方法，其制备方法如下：
1）将上述原料按照配比称量后混合均匀，混合过程中加入水分，湿基含水率控制在18%至25%，混合后得到混合料；
2）将上述混合料制成粒径为0.5mm至1.5mm的污泥颗粒，然后将污泥颗粒干燥，干燥温度为100℃至110℃，干燥后得到干燥污泥颗粒；
3）将上述干燥污泥颗粒在300℃至900℃下烘焙10min至60min，最终得到除磷的改性污泥。
实施例1：原料采用给水厂污泥60份，生活污水厂污泥35份，粘土5份。
制备方法为：给水厂污泥干燥后破碎，筛分后使用；生活污水厂污泥干燥破碎筛分后使用；将给水厂污泥、污水厂污泥、粘土在搅拌机中搅拌10分钟，加入水，使湿基含水率为21%，搅拌均匀后制成粒径为0.5mm至1.5mm的污泥颗粒，105℃干燥1小时，700℃烘焙30分钟，得到产品轻质除磷吸附材料。
本实例中的检验产品材料性能情况，在烧杯中加入一定量的高温改性污泥和模拟污水，污水中的总磷浓度为2mg/L，使用溶液为1L，吸附剂的投加量为10g。通过泥和水的充分接触，磷的去除率为95%，出水为0.18mg/L。
实施例2：原料采用给水厂污泥55份，生活污水厂污泥40份，粘土5份，
制备方法为给水厂污泥破碎，筛分后使用；生活污水厂污泥破碎筛分后使用；将给水厂污泥、污水厂污泥、粘土在搅拌机中搅拌10分钟，加入水，使湿基含水率为18%，搅拌均匀后制成粒径为0.5mm至1.5mm的污泥颗粒，105℃干燥1小时，800℃烘焙20分钟，得到产品轻质除磷吸附材料。
本实例中的检验产品材料性能情况，在烧杯中加入一定量的高温改性污泥和模拟污水，污水中的总磷浓度为3mg/L，使用溶液为1L,吸附剂的投加量为10g。通过泥和水的充分接触，磷的去除率为90%，出水为0.3mg/L。
实施例3：原料采用给水厂污泥50份，生活污水厂污泥45份，粘土5份，制备方法为给水厂污泥破碎，筛分后使用；生活污水厂污泥破碎筛分后使用，
将给水厂污泥、污水厂污泥、粘土在搅拌机中搅拌10分钟，加入水，使湿基含水率为23%，搅拌均匀后制成粒径为0.5mm至1.5mm的污泥颗粒，105℃干燥1小时，650℃烘焙20分钟。得到产品轻质除磷吸附材料。
本实例中的检验产品材料性能情况，在烧杯中加入一定量的高温改性污泥和模拟污水，污水中的总磷浓度为3mg/L，使用溶液为1L,吸附剂的投加量为10g。通过泥和水的充分接触，出水为0.32mg/L。

Claims (4)

1.一种除磷净水剂，其特征在于，它是由下列重量份数的原料制备而成的：粒径小于0.15mm的给水厂铝污泥50份至60份，粒径小于0.15mm污水厂剩余活性污泥35份至45份，粘结剂粘土5份。
2.一种如权利要求1所述的除磷净水剂的制备方法，其特征在于，其制备方法如下：
1）将上述原料按照配比称量后混合均匀，混合过程中加入水分，湿基含水率控制在18%至25%，混合后得到混合料；
2）将上述混合料制成粒径为0.5mm至1.5mm的污泥颗粒，然后将污泥颗粒干燥，干燥温度为100℃至110℃，干燥后得到干燥污泥颗粒；
3）将上述干燥污泥颗粒在300℃至900℃下烘焙10min至60min，最终得到除磷的改性污泥。
3.根据权利要求1所述的除磷净水剂，其特征在于：所述的给水厂污泥来自给水厂使聚合氯化铝絮凝剂、聚合硫酸铁以及铁、铝为主体的混凝剂在沉淀池以及滤池反冲过程中的污泥脱水后获得脱水污泥。
4.根据权利要求1所述的除磷净水剂，其特征在于：所述的污水厂剩余活性污泥为生活污水厂的污泥，该污泥有机物含量不小于65%。
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