赤泥制備含碳聚硅酸鋁鐵絮凝劑及其應用研究.pdf

1、城市污水處理廠運行過程中產生大量城市污泥，具有含水率高，體積大，易腐敗變臭等特性，污泥的不當處置將導致二次污染，高含水量污泥的轉移和處置對污水廠造成很大的經濟壓力。為了便于運輸和處理，在污水處理廠區(qū)對污泥進行深度脫水處理，是實現(xiàn)污泥減量化的重要環(huán)節(jié)。污泥的深度脫水既能降低污水廠二次污染，又能降低污泥處理成本，也是城市污水處理廠可持續(xù)發(fā)展的保障。制備和選用合適的高性能的污泥調理劑是實現(xiàn)污泥深度脫水的一個關鍵因素。
　　本文以拜爾法赤

2、泥為原料，采用了助溶劑酸浸法得到高濃度的鐵鋁浸出液，在此基礎上引入改性淀粉和硅酸溶液，復合共聚制備了含碳聚硅酸鋁鐵絮凝劑（R-CSiAFS），并研究其對污泥脫水性能的影響和機理。同時采用紅外光譜儀（FTIR）、X射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）和熱重分析儀（TGA）對R-CSiAFS復合絮凝劑進行表征。
　　直接酸浸法采用硫酸與赤泥在常溫常壓下進行試驗，為了提高鐵鋁金屬元素的浸出率和獲得高濃度浸出液，在直接酸浸法基礎上加入

3、一定比例的助溶劑NaCl。實驗結果表明，當反應條件為赤泥助溶劑質量比NaCl/RM為0.1，硫酸濃度8mol/L，液固體積質量比（液固比）14:1，反應溫度80℃，反應時間80min時，赤泥經硫酸處理后，TFe和Al的浸出率分別為81.44％和96.83%，浸出液中鐵鋁離子濃度分別為4.99g/L和7.54g/L。通過赤泥酸浸前后XRD和SEM圖譜的對比可知，NaCl助溶酸浸法改變了赤泥的表面形態(tài)和主要物質組成，赤泥最終浸出殘渣中的主要

4、物質為CaSO4。
　　在鐵鋁浸出液中引入改性淀粉和硅酸溶液，復合共聚制備含碳聚硅酸鋁鐵絮凝劑（R-CSiAFS），實驗結果表明，R-CSiAFS的最佳合成反應條件為（Al+Fe）/淀粉質量比為0.55/1,最佳pH值3.0，SiO2質量分數(shù)為0.375%。紅外光譜圖顯示R-CSiAFS在淀粉長碳鏈結構上引入了自身的特征基團。XRD圖譜結果顯示淀粉結晶區(qū)遭到破壞，R-CSiAFS譜圖上并沒有在相應的曲線角度上重現(xiàn)淀粉譜圖上的特征峰

5、，可見，鐵鋁硅等物質已經改變了淀粉的結晶狀態(tài)并生成新的結晶體物質。熱重分析實驗結果顯示，復合共聚過程物質的穩(wěn)定性增加了。SEM分析結果表明R-CSiAFS是具表面結構粗糙，孔隙大的高聚化合物。從表征結果可以得知，硅鋁鐵等物質已經成功接枝在淀粉骨架上了。
　　R-CSiAFS在污泥脫水實驗上的最佳反應條件為：污泥體系pH=7.0，絮凝劑的投加量為330mg/L。此時污泥比阻SRF降低了92.3%，沉降比SV30從90%降低到79.9