本技术涉及一种利用阳离子树脂技术从铝污泥中提取纯化铝的方法。该方法首先将沉淀池中的污泥静置以实现泥水分离,并去除上清液以获得浓缩污泥。随后,将浓缩污泥的pH值调节至酸性,以促进铝的溶解过程。
背景技术
自来水的安全稳定供给是城镇生活及生产基础条件保障的重要环节,水厂在生产中常采用混凝剂以强化原水中杂质的分离,投加的混凝剂与原水中的各类污染物结合生成絮凝体,通过沉淀作用形成铝污泥后再进行最终外排处置。目前,针对净水污泥的处理方法主要有三种,一是直接排放至附近的河道,但排泥水中的铝会对水生生物构成生态威胁,同时还会促进河床的抬升,进一步影响河道的航运和防洪排涝能力;二是排入城市市政管网,输送到污水处理厂进行统一处理,但由于净水污泥中还有大量黏土等沉淀物,不仅会造成排水管道的堵塞,同时还会增加污水处理厂的处理负荷;三是污泥脱水后,进行单独处置,如进行土壤改良、用作建筑材料或水处理吸附材料等。整体而言,铝污泥中高含量铝所造成的潜在环境生态风险,严重制约了铝污泥最终的处置方式与途径。
铝污泥的主要组分包括水处理混凝剂、浊度颗粒与天然有机物(NOM)等在内的原水杂质、以及源于混凝剂或天然水体的痕量重金属等,其中的NOM主要包括腐殖酸、富里酸(FA)等腐殖质。水厂净水工艺过程中通常使用铝盐混凝剂,铝含量占铝污泥干重的29.7±13.3%,生产污泥中铝的浓度高达250~400mg/L,因此将污泥中铝盐回收具有资源化和污泥无害化、减量化等多重功效。
基于铝盐酸碱均可溶解的两性特征,可以采用硫酸和氢氧化钠对污泥中的铝进行溶解,即目前常用的酸化法和碱化法。相对而言,酸化法对铝的提取效率较高。研究发现:酸化法提取铝时,溶出液中存在富里酸(FA)和痕量重金属,溶出铝与FA通常以Al-NOM络合物的形式稳定存在于酸化溶出液中,直接回用于净水系统将产生消毒副产物升高的风险,因此必须进行溶出铝与有机物和痕量重金属的分离,即开展铝的纯化。铝与有机物的络合特征,使得目前常规的膜分离、臭氧氧化技术、XAD-8大孔树脂吸附等分离方法,无法适用于富里酸与铝的彻底分离,或者吸附量有限。
由于NOM与自来水消毒过程中消毒副产物的产生密切相关,过高的NOM含量会限制铝回收液在水厂原位利用的安全性,导致目前铝污泥处理时回收铝盐的用途仅限于污废水处理厂。异地回用经济性差、处理系统不匹配等缺陷,在一定程度上限制了铝污泥中铝盐资源化的可行性与积极性。
因此有必要研究一种方法以实现酸化液中铝与有机物的分离,将溶出铝进行纯化后作为混凝剂直接原位回用于自来水生产过程。
实现思路