污水中磷吸附材料制備與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水處理功能材料的制備，主要應(yīng)用于城市集中污水處理、工業(yè)廢水處理、特別是分散污水處理等污水處理領(lǐng)域，通過這種材料吸附去除污水中的磷。
【背景技術(shù)】
[0002]在污水處理中，磷的去除有化學(xué)除磷和生物除磷兩種方法，生物除磷是一種相對經(jīng)濟(jì)的除磷方法，活性污泥法處理污水時(shí)，將活性污泥交替在厭氧和好氧狀態(tài)下運(yùn)行，能使過量積聚磷酸鹽的積磷菌占優(yōu)勢生長，使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。污泥中積磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷，在好氧狀態(tài)下過量地?cái)z取磷。經(jīng)過排放富磷剩余污泥，其結(jié)果與普通活性污泥法相比，可去除污水中更多的磷。
[0003]但由于該除磷工藝目前還不能保證穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/L出水標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以要達(dá)到穩(wěn)定的出水標(biāo)準(zhǔn)，常需要采取化學(xué)除磷措施來滿足要求。同時(shí)在小規(guī)模污水處理裝置中，無法將污泥同時(shí)進(jìn)行處理處置，需要將污泥進(jìn)行儲存，在這種情況下無法進(jìn)行生物除磷，也需要采用化學(xué)除磷措施。
[0004]化學(xué)處磷是通過化學(xué)吸附或化學(xué)沉淀來完成的?；瘜W(xué)沉淀是指通過向污水中投加無機(jī)金屬鹽藥劑，或者電解鐵板釋放鐵離子，其與污水中溶解性的磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)，通過沉淀去除污水中的磷。根據(jù)化學(xué)沉淀反應(yīng)的基礎(chǔ)，為了生成磷酸鹽化合物，用于化學(xué)除磷的化學(xué)藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣(熟石灰)。許多高價(jià)金屬離子藥劑投加到污水中后，都會與污水中的溶解性磷離子結(jié)合生成難溶解性的化合物。出于經(jīng)濟(jì)原因，用于磷沉淀的金屬鹽藥劑主要是Fe3+、Al3+和Fe 2+鹽和石灰。
[0005]化學(xué)吸附是通過具有吸附功能的材料吸附污水中的磷，在達(dá)到飽和后取出吸附材料進(jìn)行解吸附，然后吸附材料進(jìn)行重復(fù)利用。
[0006]污水的生物除磷工藝要求污泥要被去除，在不能去除污泥的小規(guī)模污水處理中無法采用，同時(shí)生物除磷工藝目前還不能保證穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/L出水標(biāo)準(zhǔn)的要求?；瘜W(xué)沉淀法除磷具有除磷效果好的特點(diǎn)，但是藥劑費(fèi)用較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種吸附除磷材料的制備方法，其克服了現(xiàn)有生物除磷及化學(xué)沉淀除磷工藝的上述缺點(diǎn)。
[0008]赤泥(Red Mud)是制鋁工業(yè)的過程中經(jīng)過各種物理、化學(xué)工藝提取鋁土礦中的Al2O3成分后所剩余的固體污染性廢渣，因含有氧化鐵而呈暗紅色，故稱之為赤泥(也有赤泥因氧化鐵含量較少而呈現(xiàn)灰白色)。
[0009]因粉末狀赤泥難于在工程上應(yīng)用，因此將其制成粒狀，將粉末狀赤泥按照如下方法制作赤泥顆粒吸附材料:主要原料:活化赤泥(300目，粉末狀赤泥在馬弗爐中以700°C活化2h);輔助材料:粉煤灰(激發(fā)劑)，膨潤土(黏結(jié)劑)，碳酸氫鈉(發(fā)泡劑)。
[0010]將主要原料及輔助材料按配方:活化赤泥:粉煤灰:碳酸氫鈉:膨潤土比例為16: 2:1: 3，混合均勻后加入18份水?dāng)嚢璩珊?，搓成圓柱狀放入制丸機(jī)，制成直徑約為4-8mm的球，室溫下養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，放入馬弗爐，450°C保溫30min，1100°C煅燒20min。自然冷卻后取出，水洗后自然晾干，再105°C烘干。
[0011]將上述赤泥顆粒用于分散式污水處理中磷的去除，上述制備的赤泥顆粒放入直徑10-30cm，長40-80cm的過濾圓筒中，過濾圓筒放入分散式污水處理裝置的沉淀池中，沉淀池中的水經(jīng)過濾筒底部進(jìn)水，由上部出水，沉淀池水中的磷經(jīng)過濾筒中的赤泥吸附被去除。也可以將赤泥顆粒作為過濾材料放入城市式污水處理廠濾池中，污水經(jīng)過濾池過濾后磷被吸附去除。
【具體實(shí)施方式】
[0012]在分散式污水處理過程中，將上述制備的赤泥顆粒放入直徑10-30cm，長40-80cm的過濾圓筒中，過濾圓筒放入分散式污水處理裝置的沉淀池中，沉淀池中的水經(jīng)過濾筒底部進(jìn)水，由上部出水，沉淀池水中的磷經(jīng)過濾筒中的赤泥吸附被去除，在赤泥顆粒達(dá)到飽和后取出吸附材料進(jìn)行解吸附，然后吸附材料進(jìn)行重復(fù)利用。
[0013]在城市污水處理過程中，將上述制備的赤泥顆粒放入濾池中，城市污水處理廠的污水經(jīng)二沉池沉淀后，進(jìn)入赤泥顆粒為填料的濾池，污水中的磷經(jīng)赤泥顆粒吸附后被去除，在赤泥顆粒達(dá)到飽和后取出吸附材料進(jìn)行解吸附，然后吸附材料進(jìn)行重復(fù)利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種污水處理中磷吸附材料制備方法:將主要原料及輔助材料按配方:活化赤泥:粉煤灰:碳酸氫鈉:膨潤土比例為16: 2: I: 3，混合均勻后加入18份水?dāng)嚢璩珊?，搓成圓柱狀放入制丸機(jī)，制成直徑約為4-8mm的球，室溫下養(yǎng)護(hù)24小時(shí)，放入馬弗爐，450°C保溫30min，1100°C煅燒20min。自然冷卻后取出，水洗后自然晾干，再105°C烘干。制成的赤泥顆?？梢宰鳛槲絼┤コ鬯械牧?。
2.將權(quán)利要求1所述的赤泥顆粒用于分散式污水處理裝置中磷的去除，其特征在于:將權(quán)利要求1所述制備的赤泥顆粒放入直徑10-30cm，長40-80cm的過濾圓筒中，過濾圓筒放入分散式污水處理裝置的沉淀池中，沉淀池中的水經(jīng)過濾筒底部進(jìn)水，由上部出水，沉淀池水中的磷經(jīng)過濾筒中的赤泥吸附被去除。在赤泥顆粒達(dá)到飽和后取出吸附材料進(jìn)行解吸附，然后吸附材料進(jìn)行重復(fù)利用。
3.將權(quán)利要求1所述的赤泥顆粒用于城市污水處理廠中磷的去除，其特征在于:將權(quán)利要求I所述制備的赤泥顆粒放入濾池中，城市污水處理廠的污水經(jīng)二沉池沉淀后，進(jìn)入赤泥顆粒為填料的濾池，污水中的磷經(jīng)赤泥顆粒吸附后被去除。在赤泥顆粒達(dá)到飽和后取出吸附材料進(jìn)行解吸附，然后吸附材料進(jìn)行重復(fù)利用。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種污水中磷吸附材料制備與應(yīng)用方法，其包括赤泥活化、造粒，分散式污水處理裝置中加裝赤泥顆粒的過濾筒，城市污水處理廠中以赤泥顆粒為填料的濾池。其特征在于：將活化赤泥與輔助材料按照一定條件制備成具有吸附磷功能的赤泥顆粒。另一方面，發(fā)明還提供了一種利用上述赤泥顆粒吸附污水中磷的方法。發(fā)明的磷吸附材料制備與利用方法具有赤泥廢物利用，污水除磷效果好，污水處理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】B01J20-24, B01J20-30, C02F1-28, C02F1-58
【公開號】CN104549173
【申請?zhí)枴緾N201510061451
【發(fā)明人】錢鋒, 宋永會, 吳俊奇, 向連城, 田智勇, 王思宇
【申請人】中國環(huán)境科學(xué)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月6日