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聚合氯化铁在含有赤泥的废水处理中的应用与现状

来源: https://www.wanlongpac.com 作者: 万龙净水 发布时间:2021-09-04

导读: 赤泥又称红泥,是制铝行业生产氧化铝时排放的固体废渣,会严重破环生态环境。每生产1t氧化铝,因生产技术水平和铝土矿品味的不同,会排放赤泥0.7~2.0t,。随着生产水平的不断提高,中国已成为全球第四大氧化铝生产国,赤泥的堆存量和储量不断增长。...

赤泥又称红泥,是制铝行业生产氧化铝时排放的固体废渣,会严重破环生态环境。每生产 1t 氧化铝,因生产技术水平和铝土矿品味的不同,会排放赤泥 0.7~2.0t,。随着生产水平的不断提高,中国已成为全球第四大氧化铝生产国,赤泥的堆存量和储量不断增长。目前我国赤泥的处置方式仍以露天堆垛和露天筑坝 为主,占用了大量珍贵的土地资源。

赤泥含有放射性元素,会给空气、水、土壤和建筑物带来安全隐患。赤泥对环境造成的污染日益严重,因此赤泥的高效资源化利用显得更加迫切。赤泥具有粒径小、孔隙率低、水中化学成分稳定、比表面积高等优点,是一种优良的低成本吸附剂。因此,赤泥在废水处理中的应用前景广阔,这为其的综合利用找到了一条新途径。

导致赤泥类型和性质差异很大的主要原因,是赤泥的生产工艺和铝土矿品位的不同,这大大增加了赤泥资源利用的难度。有机污染日益严重,已成为亟待解决的难题之一。赤泥吸附剂处理有机污染物的研究已有报道。

侯以赤泥为原料,将赤泥加热至 1000℃脱水后用于处理有机污染物,并讨论了赤泥对污水中 COD 的吸附能力。结果表明,赤泥能吸附一定含量的有机废液,但吸附能力有待提高。提升赤泥的吸附性能是后续的研究方向之一。对

赤泥进行微波酸活化处理,研究结果表明,其在最佳实验条件下,对酸性大红染料废水的脱色效果可达 97.7%。以赤泥为混凝剂和吸附剂,用于去除有毒蒽醌染料分散蓝 56。研究结果表明,相比单独用赤泥混凝和臭氧化的方法,联合赤泥混凝和臭氧化的方法能够更好地降低有毒蒽醌染料的毒性、色度和化学需氧量。微波活化赤泥能够提升对分散蓝 56 的吸附能力,饱和吸附量约为 45mg·g -1。在最佳条件下,色度、COD 和 TOC 的去除百分数分别为 99%、64% 和 50%。为了进一步提高赤泥的吸附效果, 以三聚氰胺和工业废渣赤泥为原料,采用一步热聚合法制备了赤泥 /g-C3N4(RM-CN) 复合材料。与单一材料相比,复合材料的比表面积、光吸收和光电流响应明显增强。在吸附和光催化的协同作用下,RM-CN 复合材料对废水中有机污染物的去除效果显著。该复合材料用赤泥制备的絮凝剂因含有较多的铁、铝元素,所以具有较高的正电荷。许多研究人员从赤泥中提取铝、铁、硅等有效成分,制备可用于水处理的复合高分子絮凝剂。降低絮凝剂的成本和杂质是今后需要解决的问题。

3.1 制备复合絮凝剂聚合氯化铝铁 (PAFC)用 HCl 改性粉煤灰和赤泥,制备了粉煤灰 - 赤泥复合絮凝剂 PAFC,其对废水中磷的去除率可达 95.5%。熊焕嘉等 用盐酸浸取赤泥中的铁、铝元素,制备了聚合氯化铝铁絮凝剂,废水处理实验结果表明,当 PAFC 投加量为 80mg·L-1、pH 为 6.0、水温为 50℃,以 70r·min-1 的速度絮凝15min 后,沉淀时间为 30min 的处理效果最好。采用酸浸法浸取赤泥中的铁、铝,依次加入磷酸二氢钾和 H2O2,再用 NaHCO3 调节 pH,制备了无机高分子聚合氯化铝铁絮凝剂。相关的实验结果表明,生活污水浊度去除率达 90% 以上,COD 去除率达 50% 以上。王海峰等 [31] 用工业废盐酸浸取高铁赤泥中的铁、铝,在一定温度下加入碱进行聚合,制备了聚合氯化铝铁絮凝剂。相比单一聚铁或聚铝絮凝剂,该产品的反应速度和沉降速度快,絮体粗大而致密,特别是用于处理高悬浮物(SS)污水时,具有更好的絮凝沉降效果。

制备聚硅酸铝铁絮凝剂

在常压通氧的条件下,用稀 H2SO4浸取赤泥中的铁铝,制备了高效絮凝剂聚硅酸铁铝,并进行工业废水处理实验。与聚合硫酸铁相比,化学需氧量、色度和 TOC 的去除率均有不同程度的提高。用H2SO4浸取拜尔法赤泥中的铁铝,加入硅酸钠溶液和改性淀粉溶液,制备了含碳聚硅酸铝铁絮凝剂)。污泥脱水实验结果表明,在最佳实验条件下制备的 用于污泥脱水,当体系 pH 为 7.0、投加 330mg·L-1 含碳聚硅酸铝铁絮凝剂时,污泥比阻 SRF 显著降低,沉降比SV30 也有所降低。 

近年来,国家提倡绿色发展,对污水排放的监管越来越严格。用赤泥进行废水处理,可以实现以废治废,具有较好的环境和社会效益。原状赤泥的吸附能力有限,因此有必要寻找一种廉价、高效的改性方法来提高赤泥的吸附能力。赤泥中含有微量的放射性元素,必须寻找到合适的方法来解决赤泥经废水处理后引起的放射性问题。赤泥用于废水处理后,残留在废水中的赤泥会引起水的浑浊和 pH 值的变化,它的最终归宿是一个迫切需要解决的问题。目前,赤泥用于废水处理的机理尚不完善,还需要进一步的研究探索。