[发明专利]一种污泥钝化剂及其应用

说明书

本发明涉及一种污泥钝化剂及其应用，可有效解决重金属钝化剂应用范围局限、钝化效果差、制备方法复杂、回收利用难度大、重金属的处理负荷和去除效率低的问题，技术方案是：一种污泥钝化剂，由重量百分比计的：改性木质素混合物85‑94%、生石灰1‑3%、海藻酸钠5‑12%制成；先将木质素、木质素磺酸钠和谷氨酸－木质素按照质量比4：2：3的比例混合，制得改性木质素混合物；再将生石灰与海藻酸钠混合，加入改性木质素混合物，制成包埋小球，即得污泥钝化剂，本发明制备方法简单，新颖独特，节能环保，应用范围广、钝化效果好、便于回收利用、重金属的处理负荷和去除效率高，稳定可靠，经济和社会效益显著。

技术领域

本发明涉及环保领域，特别是一种污泥钝化剂及其应用。

背景技术

随着我国居民生活水平的提高和城市经济的发展，城镇污水处理设备的建设不断加强。在大规模的处理污水后，城市污泥中重金属的处理成为了污泥再次利用的主要问题。

木质素作为一种便宜且易于利用的造纸废物，本身具有一定的吸附能力，它可用于重金属离子，染料和有机污染物的去除。木质素分子中含有大量含氧官能团，可直接作为吸附剂与废水中重金属发生离子交换或螯合反应。木质素本身是纸浆造纸业的废弃物，直接排放不仅污染环境而且浪费资源。经济、高效的木质素基吸附剂的研究与开发，既是对造纸黑液中木质素资源的综合利用，同时又为重金属废水的治理提供一种新的技术。另外，由于木质素无毒，易被微生物降解，因此木质素基絮凝剂又是一种环保的重金属吸附剂，能够解决普通污水处理剂处理污水过程中所带来的二次污染。基于木质素的以上优点，木质素基吸附剂在重金属废水处理过程中将有广泛的应用前景。木质素是植物细胞中的一种三维高分子网状芳香聚合物，具有芳香族特性，其分子中含有的羟基、羧基等官能团使得其自身可直接作为吸附剂使用，但又受到自身无定型结构的限制。不同种类工业木质素对金属离子的吸附性能差异比较明显，这主要是由于不同分离方法造成木质素化学结构变化所致。工业木质素经化学改性后其吸附性能可大幅度提升。

自然界中天然高分子海藻酸钠，具有生物相容性、生物可降解性等优点，被广泛应用于废水处理和医疗等领域。溶于碱性溶液，使溶液具有粘性。海藻酸钠粉末遇水变湿，微粒的水合作用使其表面具有粘性。木质素/海藻酸钠共混交联微球能够固定木质素，增大接触面积，且有效的吸附和回收污泥中的重金属离子和稀土离子，是一种符合绿色化学的化工产品。

结果表明：pH和离子强度对重金属离子吸附过程有显著影响。木质素在酸溶液中的吸附有少部分会发生解吸，但在碱溶液中却不存在这种情况。该污泥钝化剂中的生石灰可以提高污泥的pH值，提高木质素吸附剂的吸附容量与性能，将离子态的有效重金属转化为氢氧化物等无效态的沉淀物。与传统的吸附剂相比，微球提供了更大的表面积，具有更好的扩散、分散和传质行为，利于沉淀过程的泥水分离，固定化可以保持吸附剂的高浓度和高活性，有助于提高重金属的处理负荷和去除效率，由于特定官能团的存在和发达的多孔结构，所获得的微球作为特定的吸附剂具有潜在的应用。因此，利用上述物质对污泥钝化剂的改革创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明的目的就是提供一种污泥钝化剂及其应用，可有效解决重金属钝化剂应用范围局限、钝化效果差、制备方法复杂、回收利用难度大、重金属的处理负荷和去除效率低的问题。

本发明解决的技术方案是，一种污泥钝化剂，由重量百分比计的：改性木质素混合物85-94%、生石灰1-3%、海藻酸钠5-12%制成；

具体制备方法是：

（1）制备改性木质素混合物：将木质素、木质素磺酸钠和谷氨酸－木质素按照质量比4：2：3的比例混合；

所述木质素是：在碱性造纸黑液中加入0.1-0.5mg/L助凝剂，所述助凝剂是聚丙烯酰胺、粉煤灰或高岭土的一种或者两种等量混合的混合物，用质量浓度为13-17%的硫酸溶液作为酸析剂，调节pH值为2-3，控制温度为60-70℃，黑液絮凝分层后过滤，得滤饼，将滤饼烘干，研碎，得木质素；