[发明专利]一种气浮净水残渣—藻渣的脱水工艺

说明书

技术领域

本发明利用负载高铁酸盐处理气浮净水残渣—藻渣的脱水处理工艺，并涉及光催化技术处理藻渣压滤出水工艺。

背景技术

本发明涉及藻渣脱水的应用，在此特别说明本发明处理的对象是指含藻原水经过气浮处理后得到的含水率97%左右的废渣，简称藻渣，而不是处理含藻水体中的藻类。藻饼是指藻渣经板框压滤机压滤后得到的含水率为70%块状藻渣。

目前，工业用水给水站和自来水厂等在处理高含藻原水时一般采用混凝、气浮、过滤、消毒的净水工艺，该工艺在气浮除藻过程中产生大量的藻渣，藻渣的主要成分是藻，另外还含有一些动植物的尸体、有机物的碎屑、无机离子等物质。长期研究表明，藻渣较难处理的原因有两点：（1）湿藻渣的含水率97%，藻渣与水形成一个比较稳定的体系，难以分离。（2）藻渣量大、运输困难，难以找到有效的处理途径。

目前，国内外已有不少除去含藻水体中藻类的研究，但是很少有对藻渣脱水的研究。气浮过程中产生的藻渣一直是困扰工业用水给水站和自来水厂藻类废弃物处理的难题。十余年来虽经多方努力仍未取得实质性进展。《云南大学学报（自然科学版）》2006年01期和02期报道了王家强等人用Fe³⁺及氯化物去除藻渣的应用，用Fe³⁺处理藻渣，藻渣质量减少约50%；用含氯化合物处理藻渣，藻渣质量减少约60%。但是氯离子会对水体产生一定程度的污染。曾波等人在公开号为CN1155529的专利中提出将藻渣或者污泥制备成复合肥料，其工艺路线为：首先以加热的方法对藻渣干燥，经活化后，再按一定比例加入氮、磷、钾等物质并通过挤压造粒的方式制成复合肥。此工艺不但消耗热能，而且工序繁琐、耗时长；于衍真等人在《砖瓦》2011年04期发表“利用气浮藻渣制作路面砖的研究”的文章把藻渣燃烧后作为路面砖，此方法可能存在着空气污染等问题；胡明明等人在申请号为201010000189.6的专利中提出了一种规模化、工程化处理高浓度藻浆的藻水分离工艺，该工艺将需要处理的藻浆泵入藻浆池后，再经泵吸进管道混凝器对藻浆、混凝剂进行混凝反应后，输入二级气浮分离池进行藻水分离、脱水。该工艺处理过程繁琐，并且仅能处理含固率为0.5%—1.5%藻浆，而对已经气浮工艺产生的藻渣并没有好的处理效果。杨文进等在《给水排水》2008年12期发表的“气浮池藻渣成分及处置方法”的文章中提到利用氧化钙和混凝剂经混凝作用，再经板框压滤机对藻渣进行处理，经过该工艺处理可使含水率96%的藻渣最终得到含水率80%的藻渣。但是，该方法对压滤出水的pH等指标没有提及，且含水率高于80%的藻渣不能成型。因此，该方法在工业化和规模化应用方面可能存在问题。目前，一些水处理单位已开始采用含铁化合物或者高铁酸盐杀死蓝藻，但利用高铁酸盐处理藻渣的文献和工艺还未见报道。

高铁酸盐是一种六价铁的化合物，是绿色、无污染、高选择性、高活性的强氧化剂，在整个pH范围内都具有氧化性，能与许多无机和有机还原剂反应。高铁酸根（FeO₄^2-）反应后，最终产物是无毒的且能产生聚合絮凝作用Fe³⁺，可以进一步去除水中有机污染物，具有环境友好的氧化剂特征。另外，高铁酸盐还对绝大数微生物有极强的抑制作用。因此，高铁酸盐是一种集消毒、氧化、混凝、吸附为一体的多功能水处理剂，在水处理方面具有很好的应用前景。

光催化技术是现今研究的前沿与热点领域，已有关于光催化技术应用的报道中，主要用光催化技术对纱窗、空气等消毒，或用纳米二氧化钛作为污水消毒剂处理生活污水等。本发明所涉及的光催化技术是将自主研发的植物皮、膜为模板制备介孔二氧化钛光催化剂涂在光催化水处理设备内部形成光催化涂层。光催化材料在紫外光照射下，产生活泼的羟基自由基，活泼羟基自由基具有强氧化性，从而降低水体中的有机物和消毒杀菌。光催化设备具有占地面积小、处理效果好、运行成本低等特点。

申请人在前期研究的基础上，进一步提出了利用负载高铁酸盐作为藻渣脱水剂处理气浮除藻过程所产生的藻渣的工艺。最终得到藻渣含水率小于70%的渣饼，实现了藻渣的深度脱水和渣与水的有效分离，压滤出水通过光催化处理实现达标排放或循环利用。与传统的处理方法相比，本发明使用无机高铁酸盐和光催化技术，对环境无污染。

发明内容