[发明专利]一种双重改性铝污泥、其制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种双重改性铝污泥，所述双重改性铝污泥是经高温处理的铝污泥与改性剂通过化学吸附形成的复合物，所述双重改性铝污泥中Al₂O₃质量百分数为47～48％，SiO₂的质量百分数为34～35％，所述双重改性铝污泥密度为1.46×10³kg/m³，所述双重改性铝污泥沉淀速度为1.58×10^‑3m/s，所述双重改性污泥的孔结构为不定型结构。本发明还公开了一种所述双重改性铝污泥的制备方法，该双重改性铝污泥经过高温处理和吸附改性的双重优化，具有结构稳定、吸附性能高的特点，对水体中的藻类和磷酸盐具有显著的去除效果，并且对藻细胞具有明显的抑制生长作用，还同时实现了铝污泥的资源化利用。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种双重改性铝污泥、其制备方法与用途。

背景技术

我国许多湖泊、河流面临严重富营养化的问题，频繁发生藻华现象，藻毒素大量释放，引起鱼类等水生生物的大量死亡，导致水体功能受损，已成为我国淡水资源面临的最主要问题之一，引起藻华的浮游生物绝大部分是藻类，以蓝藻门和绿藻门最为常见，另一方面，我国水环境中磷含量也严重超标，研究发现诱发藻华现象的主要因素是磷，因此对水体中藻类和磷能够同步去除的研究具有重要意义。

常规除藻方法有物理法、微生物法和化学絮凝法等，传统的物理法耗时费力，微生物法见效慢、周期长，化学絮凝法效率高且结果稳定，应用范围最广，但是絮凝剂如氯化铝、硫酸铝和聚合氯化铝等成本较高，应用时存在铝离子和氯离子超标的二次污染，此外，化学絮凝法使用的助凝剂如聚丙烯胺，其残留在水中的单体具有神经毒剂的潜在危害，这些生态安全问题制约了化学絮凝法在除藻领域的应用。

国内外学者研究指出，使用廉价的黏土作为絮凝剂来除藻是目前最有前景的治理方法，该法具有效率高、易操作等优点，例如周庆等利用聚合氯化铝对黏土结构进行改性优化，利用络合沉淀的协同作用，增强了黏土结构的架桥网捕能力，实现了富营养化水体原位除藻除磷的问题。在国内外学者的不断改进下，黏土由酸改性、聚合氯化铝改性和混合金属层状氢氧化物正电胶体改性等无机改性，逐渐发展到由季铵盐改性和壳聚糖改性等有机改性，并取得满意的除藻效果，但对于大规模藻华的处理，黏土用量过大，而黏土资源有限，因此需要一种研制新的絮凝剂来替代黏土进行水体的除藻除磷。

CN105906011B公开了一种利用净水厂污泥制备絮凝剂的方法及其除藻应用，以煤层水或者地表水为水源的净水厂污泥为原料制备絮凝剂，并用于以微囊藻为优势种的小型景观水体除藻，虽然该发明证明了利用水厂的污泥在水体除藻的应用中具有潜在优势，但是该发明利用浓盐酸对污泥进行改性，会在水体中不可避免地引入氯离子，缺少对水体生态系统安全性的考量。铝污泥是给水厂净水过程中投加铝盐后絮凝沉淀的副产物，在我国铝污泥年产量高达2600万t，铝污泥含有丰富的铝、铁和钙等物质，其表面存在大量硅铝化合物的活性位点，特殊的不定型结构使其具有较大的比表面积和发达的微孔结构，这些固有的性质使得铝污泥表面可供吸附的位点较多，对阴离子和阳离子都有较强的吸附能力，且铝污泥中重金属含量低，不会造成二次污染，属于无毒无害的固体废弃物，已被广泛应用于污水絮凝处理和人工湿地建造，因此，可利用铝污泥替代粘土作为絮凝剂对富营养化水体进行治理。