[发明专利]一种用于去除重金属的污泥颗粒及其制备方法与应用在审

专利信息
申请号: 201811581944.7 申请日: 2018-12-24
公开(公告)号: CN109621907A 公开(公告)日: 2019-04-16
发明(设计)人: 杜晓丽;崔申申;王倩;李俊奇 申请(专利权)人: 北京建筑大学
主分类号: B01J20/22 分类号: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 王文君;陈征
地址: 100044*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 给水厂污泥 污泥颗粒 去除 重金属 粘土 制备 释放量 吸附剂 干重 水体重金属 节能经济 球形颗粒 新型污泥 粘土加水 烧结 铝离子 混匀 应用 平衡 污染 发现 研究
【说明书】:

发明涉及一种用于去除重金属的污泥颗粒及其制备方法与应用。所述污泥颗粒吸附剂,由给水厂污泥与粘土加水混匀后制成球形颗粒,干燥,烧结而制成;其中,给水厂污泥与粘土的干重比为(1:1)‑(1:4)。本发明研究发现,给水厂污泥与粘土的干重比在上述范围内,可以使所制得的污泥颗粒吸附剂在铝释放量、散失率及对重金属的去除率三方面取得较好的平衡。本发明以给水厂污泥和粘土为原料,制备了一种新型污泥颗粒,可以有效去除水体重金属污染,铝离子释放量低,强度高,不易被冲散,具有节能经济高效的优点。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域,具体涉及一种用于去除重金属的污泥颗粒及其制备方法与应用。

背景技术

重金属是一种具有潜在危害的重要污染物。通过各种途径进入环境的重金属不可降解,可在生态系统中迁移循环,最终进入生物链顶端,对人类产生严重危害。

吸附法因操作简单、运行成本低、去除效果好逐渐成为重金属去除的一种常用方法。其中,价廉易得、绿色环保、吸附效果好的吸附剂对实现重金属的吸附去除至关重要。给水厂污泥具有较高的比表面积,可对水中的重金属吸附去除。但是,给水厂污泥粉末易于板结,作为吸附剂在工程中应用时易导致水处理设施渗透速率下降,加快设施堵塞而降低设施使用寿命,难以实现重金属的长久去除及污泥的资源化利用。此外,给水厂混凝沉淀时常采用聚合氯化铝作为混凝剂,产生的污泥中多含有铝元素,致使其在使用过程中存在铝离子释放问题,对环境存在潜在危害。

因此,实现给水厂污泥稳定颗粒化控制铝释放、克服其工程应用缺陷,不仅对有效控制水中重金属污染具有重要意义,还可为给水厂污泥资源化利用提供新思路。

发明内容

本发明提供一种用于修复水体重金属污染的给水厂污泥颗粒吸附剂及其制备方法。本发明以给水厂污泥和粘土为原料,制备了一种新型污泥颗粒,可以有效去除水体重金属,铝离子释放量低,强度高,不易被冲散,具有节能经济高效的优点。

本发明提供如下技术方案:

一种污泥颗粒吸附剂,其由给水厂污泥与粘土烧结而制成。

进一步地,烧结前先将给水厂污泥与粘土加水混匀后制成球形颗粒,干燥。

本发明研究发现,给水厂污泥与粘土的干重比在(1:1)-(1:4)范围内,可以使所制得的污泥颗粒吸附剂在铝释放量、散失率及对重金属的去除率三方面取得较好的平衡;其中给水厂污泥与粘土的干重比优选为(1:1)-(1:2),更优选为1:2。其中烧结温度为200℃-1000℃,优选为600℃。烧结时间为60-90min,优选为60min。

具体地,给水厂污泥与粘土的干重比可为1:1、1:2、1:3或1:4,优选为1:2。

进一步地,本发明还对烧结温度进行了优化。研究发现,先将干燥的由给水厂污泥与粘土制成球形颗粒在100-105℃范围内干燥120min或干燥至含水量低于2-5%,然后再在200℃-1000℃烧结60-90min,冷却后即可制得所述污泥颗粒吸附剂。

较佳地实施方式是在600℃烧结60min。

上述烧结方法的优点是:所制得的污泥颗粒吸附剂表面粗糙、孔隙发达,且BET测试结果显示污泥颗粒的比表面积可达24.5261m2/g,孔径可达0.08cm3/g,铝释放量小、散失率低、对重金属的去除率能够满足需要,并且相对于传统方法烧结温度更低,有利于节能环保。

进一步地,所制成的球形颗粒粒径范围为2-3mm;其优点在于该颗粒有一定强度,可承受一定的水力冲刷,解决了给水厂污泥易板结、易流失的问题。

进一步地,所制成的污泥颗粒给水厂污泥与粘土的干重比优选为1:2,其优点在于可控制铝离子释放,减少水体铝污染。

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