[发明专利]一种净水厂含锰铝铁污泥的资源化利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是污水处理的技术领域，尤其涉及的是一种净水厂含锰铝铁污泥的资源化利用方法。

背景技术

由于地质高含锰的缘故，加上现今水环境质量的不断降低和生产生活取水量的增加，我国很多地方源水水质锰出现季节性超标现象，以水库为取水源的水厂尤为严重。对于源水锰超标的水厂，当前最为有效也最为简单的工艺是投加强氧化剂，如高锰酸钾、臭氧等将源水的溶解性锰(即Mn2+离子)氧化为二氧化锰，二氧化锰不溶解于水，可以在后续的混凝沉淀等过程去除而进入排泥系统。外加的强氧化剂多为高锰酸钾药剂(也有加其他氧化剂的)，高锰酸钾被还原的产物也是二氧化锰，故含锰源水处理后将有大量的呈现黑色的二氧化锰进入污泥系统。此外，净水厂日常采用的混凝剂一般为含铁铝的无机混凝剂，最终铁铝形成非溶解性的沉淀物进入净水厂污泥系统。源水含锰的净水厂最终将会产生大量的含锰铝铁的污泥(如图1为我国某净水厂大量的含锰铝铁污泥在排泥塘，黑色的塘泥即将溢出；图2为含锰污泥实物图)，而这些污泥目前一般是脱水后进行填埋处理处置，一方面增加了环境污染；另一方面锰铝铁等资源没有有效利用，造成了资源浪费，不符合废物处理的资源化原则。

污泥中所含的锰铝铁硅等均没有明显毒性(给水处理中，铁、铝、锰均为感官指标而非毒理学指标)，而且纯的氧化铝(Al₂O₃)、二氧化锰(MnO₂)、氧化铁(Fe₂O₃)等都是很好的吸附材料，因而如果能够将污泥做适当的处理，理论上可以得到具有吸附性能的吸附剂，吸附剂可以用于污水处理方面，实现污泥的资源化利用。对于一般的净水厂如果不含锰，其污泥的主要无机物成分是铁、铝沉淀物和源水胶体带来的少量无机物(主要是硅酸盐)，所以可以进行酸化处理开发为铁、铝盐混凝剂，但是对于锰含量较高的污泥(主要成分有MnO₂)，这种开发方法并不合理，因为MnO₂不溶于酸碱，而且Mn⁴⁺离子在水中也不能稳定存在。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种净水厂含锰铝铁污泥的资源化利用方法，以利用净水厂含锰铝铁的污泥开发出高效吸附剂，实现资源化再利用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种净水厂含锰铝铁污泥的资源化利用方法，包括以下步骤：以净水厂含锰铝铁污泥为原料，先脱水，获得干污泥，然后依次加入电厂粉煤灰和硫酸进行酸化处理，获得酸化材料，再加入高岭土，利用硅酸钠调节硅化材料中硅：铝质量比为1∶1后，静置反应7天，晾干或烘干，获得干料，最后将干料加热至400-500℃煅烧1h，自然冷却后获得有吸附能力的材料，即吸附剂，具体为：

(1)以净水厂含锰铝铁污泥为原料，加药脱水至含水率低于80％，获得干污泥；

(2)在步骤(1)的干污泥中加入电厂粉煤灰和硫酸进行酸化处理，获得酸化材料；

(3)在步骤(2)的酸化材料中加入高岭土，搅拌混匀后，获得混合材料，利用硅酸钠调节混合材料中硅∶铝质量比为1∶1；

(4)将步骤(3)的混合材料静置反应7天后，晾干或烘干，获得干料；

(5)将步骤(4)的干料暴露在空气中加热至400-500℃，恒温保持1h后，自然冷却，获得吸附剂。

本发明的原理为：原污泥中含的锰为水合氧化锰MnO₂·xH₂O，铝为Al(OH)₃，铁为Fe(OH)₃，原污泥还有一定量的硅酸盐和有机物等，粉煤灰和高岭土所含的物质组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃等。酸化可以改变混合物的特性，形成活化表面；煅烧可以将Al(OH)₃和Fe(OH)₃失去水分形成Al₂O₃和Fe₂O₃；在硅铝比控制合适的情况下，煅烧可以形成有一定中孔的混合铁铝硅锰氧化物；煅烧温度稍低，有利于形成低结晶度的材料，表面积较大，有利于吸附；此外，在煅烧过程中，原污泥中的有机物可以部分燃烧(不完全燃烧)有利于造孔，形成有吸附能力的材料。