[发明专利]一种赤泥的连续生物脱碱工艺

说明书

本发明公开了一种赤泥的连续生物脱碱工艺，先在配料罐中将赤泥粉与营养液混合均匀，将混合浆液泵入脱碱罐，在脱碱罐中利用菌体分泌的有机酸等代谢产物和呼吸作用产生的二氧化碳降低赤泥的碱度；脱碱阶段菌种一直维持在对数生长期，具有强大的产酸能力，脱碱后的浆液泵入混凝罐，通过混凝反应使混合浆液中的菌丝体及微小赤泥颗粒形成絮凝体和聚集体，之后进入沉降罐进行固液分离，脱碱液呈中性，可回收其中的金属元素，脱碱后的赤泥呈中性，可安全堆存。本发明以黑曲霉为脱碱菌种，菌体细胞与赤泥颗粒完全接触，以连续进液和连续出液为运行模式，可实现赤泥中碱度的高效率脱除，同时具有绿色环保、低能耗、工艺简单、可规模化生产等优点。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物的无害化处理领域，具体涉及一种赤泥的连续生物脱碱工艺。

背景技术

赤泥是氧化铝工业产出的固态或半固态粉泥状固体废弃物，其富含三价铁离子而呈现红色或红棕色。每生产1吨氧化铝会产生1.5吨左右的赤泥。截止2016年，全球赤泥堆存量超过30亿吨，并以每年1.2亿吨的速度递增。我国赤泥堆存量已超过4.0亿吨，赤泥年产量超过0.6亿吨。目前赤泥的资源化利用效率很低，因此绝大部分外排的赤泥只能堆存处置。但是由于赤泥具有极高的碱度，在堆存时赤泥的碱性渗滤液一旦外流，会给周边地表水、地下水或土壤环境造成严重污染。且赤泥表层的碱性粉尘会通过风力输送至周边农田，加剧碱性污染程度。同时赤泥极高的碱度会严重抑制其资源化利用效率，例如将赤泥作为建筑材料添加剂或回收赤泥中贵重金属元素。因此，赤泥脱碱对于其安全堆存和资源化利用有重要的现实意义。

目前赤泥脱碱有以下几种方法：

1.石灰脱碱法。该方法通过石灰中的钙离子与赤泥中的氢氧根、碳酸根形成沉淀去除赤泥中的碱度，该方法碱度去除率低，当赤泥表层的氢氧化钙和碳酸钙等沉淀溶解后容易再次释放碱度。

2.二氧化碳中和法。通过二氧化碳水解后与赤泥中钙、镁等离子形成沉淀降低赤泥碱度，该方法仪器设备复杂、能耗高、初期投资花费大，且中和后的pH极易反弹。

3.酸中和法。通过硫酸、盐酸等无机酸或柠檬酸等有机酸中和赤泥的碱度，该方法耗酸量极大，运行费用高，且容易造成二次污染。

4.水洗中和法。该方法通过溶剂水溶解赤泥中的碱性物质，再将碱性水排出，从而降低赤泥的碱度。该方法对赤泥的碱度脱除效率低，且外排的大量碱性液体不能直接排放，提升了整个工艺的后续处理费用。

5.海水中和法。该方法同样具有脱碱效率低下的缺陷，且只适用于沿海地区。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有方法和技术的不足，提供一种赤泥的连续生物脱碱工艺。该工艺以黑曲霉为脱碱菌种、以菌体细胞与赤泥颗粒完全接触为特点、以连续进液和连续出液为运行模式，可实现赤泥中碱度的高效率脱除，同时具有绿色环保、低能耗、工艺简单、可规模化生产等优点。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种赤泥的连续生物脱碱工艺，在赤泥的连续生物脱碱装置中进行，具体包括以下步骤：

(1)在配料罐中配制混合浆液，所述混合浆液由赤泥粉和营养液组成，赤泥粉和营养液分别通过赤泥粉进料管和营养液进料管加入配料罐中，经搅拌装置拌匀；所述赤泥粉为干赤泥磨碎后过10～20目筛，赤泥粉在混合浆液中的质量比为1～15％；

(2)赤泥的生物脱碱过程在脱碱罐中进行，脱碱罐的运行分为启动阶段和连续脱碱阶段；