[發明專利]一種低污泥量的水處理用聚硅鈦鐵混凝劑及其制備技術

無效

• 申請號: 201510165764.0
• 申請日: 2015-04-10
• 公開（公告）號: CN104817148A
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 付英;王景芝
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，涉及一種以鈦白生產過程中產生的偏鈦酸廢料及水玻璃為主要原料制備低污泥量的水處理用聚硅鈦鐵混凝劑及其制備技術。

背景技術

隨著中國城鎮化進程的迅速發展，污水產生量急劇增加，同時政府對環保的要求日趨嚴格，導致污水處理規模和處理量也日益擴大，污泥產生量必定快速增加。污泥處理費用基本占整個污水廠的四分之一到一半左右。多年來，污泥處理處置未得到足夠重視，目前60%以上的污泥采取的是填埋處理方式。我國許多污水廠每天排放的污泥含水率在99%以上，經濃縮脫水后其含水率基本在80%以上，深度脫水難度很大，故出現許多大中城市“污泥淹城”現象，給生態環境帶來嚴重隱患。污泥減量是上世紀90年代提出的一個較新的關于如何處置污泥的概念，是污泥資源化處置概念的延伸及拓展，是一種污泥的源頭處理方式。目前國內外對于污泥減量化技術進行了大量研究，但主要涉及的是生物污泥的減量研究，對于如何減量化學污泥卻涉及不多。目前中國污水處理領域采用較多的混凝劑是聚合氯化鋁，處理效果較優異，但是該混凝劑形成的絮體沉降速度慢，污泥含水率高，脫水較為困難。

另外，隨著工農業的持續發展及人民生活質量的提高，固體廢棄物污染已成為世界性難題，而中國作為經濟高速發展的區域，已成為全球固廢污染最重的國家之一。大多數固廢物在其他方面仍存在使用價值，故其資源化成為處理的主要手段，其中利用固廢物可制備各種無機、有機混凝劑。如陳剛與唐德堯的國家發明專利“由廢棄果皮制備環保型絮凝劑的方法及應用（申請號CN201310568550）”，傅立民的國家發明專利“一種聚鋁鐵硅藻土絮凝劑的制備方法（申請號CN201310434407）”，盧海燕與張琰的國家發明專利“一種處理印染廢水的復合型絮凝劑及其制備方法（申請號CN201310326334）”。偏鈦酸廢料是一種基本被棄的固廢物，來源于鈦白粉的生產過程。鈦被譽為“太空金屬”，蘊藏量豐富，在地殼中的儲量僅次于鐵、鋁、鎂，居第四位，而我國鈦的蘊藏量居世界第一。二氧化鈦是鈦元素重要的化合物之一，鈦白粉的主要成分為二氧化鈦，被認為是目前世界上性能最好的一種白色顏料，廣泛應用于涂料、塑料、造紙、印刷油墨、化纖、橡膠、化妝品等工業。我國不僅是世界最大的鈦白粉生產國，也是世界最大的鈦白粉消費國。鈦白粉的制造方法主要有兩種：硫酸法和氯化法，氯化法多被國外采用。我國仍以硫酸法為主，該法主要是以價低易得的鈦鐵礦與硫酸為主要原料，設備較簡單，技術也較成熟。但是該工藝過程會產生大量的廢物及副產物，偏鈦酸廢料即是其中之一。偏鈦酸廢料主要含有鈦、鐵、硅等無毒元素，鐵、硅是制備無機混凝劑的常用元素，鈦是混凝劑制備中的較新元素。水玻璃，又稱泡花?堿，是一種粘結力較強的水溶性硅酸鹽，是多種多硅酸鈉的混合物，廣泛應用于建筑領域，價格較低。由Baylis在1937年首次提出的聚硅酸的制備方法就是以水玻璃為原料，經酸中和后而形成的具有絮凝作用的液體。因此以硅、鈦、鐵等為主要元素制備水處理用混凝劑具有理論和實踐基礎。目前關于含硅鈦的混凝劑制備的專利，涉及“聚合硅酸聚合硫酸鈦無機高分子復合絮凝劑及其制備方法與應用（CN103342406A），該專利是由聚合硅酸溶液與聚合硫酸鈦溶液混合制得。目前國內外數據庫中，未見采用偏鈦酸廢料與水玻璃制備的水處理用聚硅鈦鐵混凝劑的相關文獻報道。

發明內容

本發明為提高鈦鐵礦硫酸法生產鈦白過程中固廢物的利用價值并降低水處理中的化學污泥量，提供一種采用硫酸法鈦白生產過程中產生的偏鈦酸廢料及水玻璃制備低污泥量的水處理用聚硅鈦鐵混凝劑及其制備技術。

本發明的水處理用聚硅鈦鐵混凝劑的原料組成及含量如下，所有百分數為重量百分數：

偏鈦酸廢料???????????????????????????????5%~15%

水玻璃???????????????????????????????????4%~11%

水???????????????????????????????????????30%~60%

質量分數為60%~90%的濃硫酸溶液??????????25%~40%

質量分數為30%~50%的稀硫酸溶液??????????0.08%~2.5%

??????摩爾分數為1mol/L~5mol/L的氫氧化鈉溶液???0%~6%

添加劑???????????????????????????????????0.2%~2.5%