[发明专利]一种具有重金属固化作用的污泥复合调理剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种具有重金属固化作用的污泥复合调理剂及其制备方法和应用，所述复合调理剂由下述方法制备得到：将淀粉黄原酸酯和阳离子聚丙烯酰胺溶于水，调pH为弱酸条件，以硝酸铈铵作为引发剂，搅拌反应，随后加入六水合氯化铝继续搅拌得到AlCl₃‑淀粉黄原酸‑聚丙烯酰胺复合调理剂，所述淀粉黄原酸酯、阳离子聚丙烯酰胺和六水合氯化铝质量比为1：1：2～10。本发明可在含重金属离子污泥调理中的应用，可明显提高后续污泥的脱水率和重金属去除率；本发明不仅具有污泥调理作用，还具有重金属固化作用，使重金属离子有效的聚集和钝化，不再释放出游离态的重金属离子。

技术领域

本发明涉及一种具有重金属固化作用的污泥复合调理剂及其制备方法，以及它们在电镀、印染等涉及重金属行业污泥调理中的应用。

背景技术

工业废水处理污泥含水率高，堆放过程中占用大量土地资源，污泥含水率是限制其后续处理的关键因素。现有的污泥脱水技术可以将污泥中水分从含水率98％脱水至60％左右，但含水率60％的污泥所侵占的土地面积大、含有大量有毒有害物质，如病原微生物、寄生虫卵、细菌以及重金属离子等，使污泥容易变质腐化发臭。同时含重金属水处理污泥是危险固体废物中的一类，现今国内外对这类工业固体危险废物的处置方法主要是安全填埋。在危险废物进行填埋前，需根据不同废物的物理化学性质进行固化稳定处理，使之达到危险废物填埋污染控制标准的要求。故如何进行污泥中重金属固化稳定的同时对污泥进行深度脱水是现阶段各行各业污泥研究的重点。

一般污泥在脱水之前均会进行调理，这是由于污泥颗粒的特殊絮体结构及高度亲水性，使其包含的水分很难被脱除，污泥调理可以对污泥进行预处理改变其特性，增进污泥脱水性、杀菌和促进有机物的水解，从而减少操作上的困难。现阶段污泥调理主要分为物理、化学和生物法，其中化学调理方法操作简单，投资成本较低，调理效果较稳定。通过添加适量的絮凝剂、助凝剂等化学药剂并以搅拌等外力使絮凝剂与污泥颗粒相互碰撞。污泥颗粒絮凝成团而发生沉淀，达到去稳定化的效果。同时污泥颗粒体积的增大使胶体表面积大幅降低，表面与内部的水分分布也发生改变，减少了水分的吸附，从而改变普通污泥的脱水性能。在众多絮凝剂中，以铝盐为代表的无机絮凝剂和以聚丙烯酰胺为代表的有机絮凝剂是当前应用最为广泛的，但其对重金属的固化效果均不尽如意。

黄原酸盐(ISX)去除重金属能力远远超过中和沉淀法，且具有用量少、反应时间短的优点，但其缺点是不能有效地降低浊度。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种具有重金属固化作用的污泥复合调理剂及其制备方法，以及它们在电镀、印染等涉及重金属行业污泥调理中的应用。该复合调理剂制备步骤简单、成本低，各组分结合稳定，重金属捕捉和结合能力强，抗冲击能力强。

本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种具有重金属固化作用的复合调理剂，所述复合调理剂由下述原料制备得到：淀粉黄原酸酯、阳离子聚丙烯酰胺、六水合氯化铝，所述淀粉黄原酸酯、阳离子聚丙烯酰胺和六水合氯化铝质量比为1：1：2～10。

作为优选，所述淀粉黄原酸酯由下述原料制备得到：玉米淀粉、碱性硫酸钠溶液、环氧氯丙烷、氢氧化钠溶液、二硫化碳、硫酸镁，所述碱性硫酸钠溶液的质量分数为12～18％，所述碱性硫酸钠溶液、环氧氯丙烷、氢氧化钠溶液、二硫化碳、硫酸镁的体积比为：45～55：0.1～2：20～30：1～5：35～45，所述玉米淀粉与环氧氯丙烷的质量比为：1：0.004～0.1。

本发明还提供了上述具有重金属固化作用的复合调理剂的制备方法，包括下述步骤：

(1)淀粉黄原酸酯的制备：将玉米淀粉在搅拌下加入到碱性硫酸钠溶液中，搅拌得淀粉乳；将内溶环氧氯丙烷的碱性硫酸钠溶液滴入淀粉乳中继续搅拌得到交联淀粉；随后加高纯水稀释后滴加氢氧化钠溶液和CS₂，搅拌反应，反应结束时加入MgSO₄溶液，然后继续搅拌；将所得产物经后处理后得到淀粉黄原酸酯；