[发明专利]一种无机高分子污泥调理剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及环境污染治理材料，具体公开了一种无机高分子污泥调理剂及其制备方法与应用。本发明通过对原料的选择及制备工艺的优化，开发得到一种Alb含量大于50%、且Alb+Alc总含量大于80%的无机高分子污泥调理剂，可应用于污泥治理领域。本发明所述的无机高分子污泥调理剂由于具备预制聚合形态，投加入污泥体系（剩余污泥或厌氧消化化污泥）后可以和污泥细胞外的LB‑EPS（紧密结合胞外聚合物）结合，降低污泥的毛细吸水时间（CST），增强污泥的脱水性能。同时，本发明所述的无机高分子污泥调理剂产品是纯液体产品且pH适中，克服了传统石灰+FeCl₃调理工艺中污泥干固增加量大、调理后污泥碱性强、难以后续利用的问题，具有良好的推广应用前景。

技术领域

本发明涉及环境污染治理材料，具体地说，涉及一种无机高分子污泥调理剂及其制备方法与应用。

背景技术

铝系无机高分子水处理功能材料是近年快速发展的一类新型无机高分子材料，其具有用途广泛、毒性低、腐蚀性小等优点，目前被广泛应用到水处理、污泥处理处置的各个环节。

根据研究表明，铝具有不同水解聚合的赋存形态，其中Al₂-Al₈等低水解聚合形态被称为Ala、Al₉-Al₃₀等中水解聚合形态被称为Alb，更高的水解聚合形态被称为Alc。

研究发现，不同赋存形态的铝系高分子材料可对应于不同的水处理功能，故可针对不同的水处理目的，开发具有不同赋存形态的铝系高分子材料。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种无机高分子污泥调理剂及其制备方法与应用。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种无机高分子污泥调理剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将含铝酸液加入前置反应器，向其中投加Ca(OH)₂或CaO进行反应；

静置，排出上部40%-75%体积的液体，将余下的固液混合物加入第一反应器（反应器1）；

向反应器1中加入工业盐酸或工业盐酸与硫酸的混合酸，加入量为含铝酸液加入量的40%-100%（v/v）；

向反应器1中加入FeCl₃、硫酸铁或含铁酸作为反应添加剂，控制铁元素的质量不超过所述含铝酸液中铝元素总质量的20%（m/m）；

将反应器1密闭，升温至110℃-130℃，反应2-3个小时；

（2）待步骤（1）获得的反应液降温至40℃以下，通过泥浆泵将反应液注入净化装置，进行隔膜压滤，将压滤后获得的液体加入第二反应器（反应器2）中；

（3）将反应器2升温至85℃-90℃，在持续保温的条件下，分批次投加200目以上的铝酸钙粉，总投加量为含铝固体原料中铝元素质量的150%-400%，投加过程需持续1-1.5小时，投加完成后持续搅拌反应1小时以上；反应完毕后，在60℃以上的温度，熟化2个小时，即得无机高分子污泥调理剂。

进一步地，在步骤（1）中，所投入的Ca(OH)₂或CaO与含铝酸液中铝的摩尔比为1.5:1~1.8:1。

进一步地，在步骤（1）中，控制反应温度不高于80℃，如反应过于剧烈，可分为2-3次投加；待全部投加后，静置30min，排出上部40%-75%体积的液体，将余下的固液混合物通过泥浆泵加入反应器1。

进一步地，在步骤（1）中，所述含铝酸液为铝含量大于30g/L，PO₄^3-占阴离子50%以上的酸液。