一种用于去除污泥中氮磷复合吸附材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及处理污泥的复合材料领域，特别设及一种用于去除污泥中氮憐复合吸 附材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展，环境污染问题越来越受到人们的重视，污泥处理厂相应增多，产 生的剩余污泥量也会随之增加，并且目前我国"重水轻泥"现象严重，大多数中小型污泥处 理厂建厂设计时仅考虑到污泥浓缩、脱水工序，没有考虑到污泥内污泥的稳定化、无害化的 要求。污泥中含有较为丰富的有机质及氮、憐资源，如果能够回收利用运些资源，将对消除 污泥造成的环境污染和解决能源、资源的可持续利用具有重要意义。
[0003] 厌氧消化是污泥资源化过程中非常重要的一个步骤，但是厌氧消化存在污泥停留 时间长、消化速率低、有机质破解程度低等问题。比如氮憐浓度过高会对厌氧微生物产生毒 性作用，抑制颗粒污泥的活性，甚至会是反应器失效，因此，必须在厌氧消化之前增加除氮 憐预处理步骤。厌氧发酵产气量大，污泥中的氨氮继续溶出，液相中的氨氮积累会增多，故 在厌氧发酵之后仍需去除污泥中的氮憐。现有技术中通常采用添加药剂法、化学沉淀法等 方法去除污泥中的氮憐，但是除去氮憐后形成的沉淀结晶，回收利用比较困难；并且随着时 间的推移，慢慢会沉淀到污泥处理设备的累体及管路当中，影响污水处理效果并且损坏污 水处理设备。因此，找到一种合适的方法既能去除污泥中的氮憐，同时又能防止沉淀结晶沉 淀到污泥处理设备的管路中，具有重要意义。本发明利用废旧玻璃及白云石制备得到一种 复合吸附材料，可W很好的去除污泥中的氮憐及其形成的沉淀结晶。
[0004] 起初发现，简单的将废旧玻璃与白云石混合在一起制备复合吸附材料，吸附材料 的除氮憐效果并不理想，甚至一度放弃了制备吸附材料的最初努力，然而随着试验的进行， 我们惊奇的发现，采用特定目数及窄配比范围的废旧玻璃和白云石，可W制得除氮憐效果 较好的复合吸附材料，并且制备工艺参数对吸附材料的制备及成品的性能也有很大程度的 影响。因此，寻找到一种合适的工艺制备复合吸附材料，然后进行氮憐资源的回收，具有多 方面获益的效果，可W实现污泥的无害化、减量化和资源化。
【发明内容】
阳〇化]有鉴于此，本发明提供了一种用于去除污泥中氮憐复合吸附材料的制备方法。该 方法能够很好的去除污泥中的氮憐，与此同时可W防止沉淀结晶沉淀到污泥处理设备的管 路中。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明采用W下技术方案：
[0007] -种用于去除污泥中氮憐复合吸附材料的制备方法，将废旧玻璃和白云石粉 碎过筛，用蒸馈水拌匀、般烧，制得复合吸附材料；其中，废旧玻璃和白云石的重量比为 1:3-3:1。
[000引本发明充分利用白云石中的巧儀资源，最大限度的降低成本，容易推广，如有需要 可添加其他低成本含碳酸巧，儀的废弃物，此类活性物质的天然结构和生物活性使其具有 一定的生物活性。白云石的主要化学成份为CaMg(C03)2,可用于去除污泥中的氨氮和憐，但 是利用白云石作为活性物质处理污泥，其天然的结构特性使其吸附污泥中的氮憐存在一定 的局限性，而且产生的沉淀结晶无法回收利用，长时间使用会堵塞设备管路及累体。
[0009] 而廉价的废旧玻璃具有多孔结构，烙融后有一定的烧结作用，能用于成形，因此， 本发明可W采用添加废旧玻璃的方法解决上述问题，本发明提供的复合吸附材料是W玻璃 作为基体，白云石作为活性物质，对废旧玻璃和白云石的天然结构进行改性，利用复合吸附 材料的物理吸附和化学沉淀作用去除污泥中的氮憐；同时烧结成型的复合吸附材料可W将 生成的沉淀结晶固定住，避免堵塞设备的管路及累体；吸附有沉淀结晶的废料可W作为有 机肥料缓蚀剂，改±培肥供农业生产使用，同时其持水性好，也可W供园林绿化使用。
[0010] 优选的，本发明采用的废旧玻璃和白云石的重量比为1:3-3:1,如此窄配比的原料 能够使成品吸附材料达到最合适的硬度和吸附效果。更优选的，本发明采用的废旧玻璃和 白云石的重量比为1:1。
[0011] 本发明采用的废旧玻璃和白云石过筛后的粒度均20-100目。玻璃和白云石的粒 度的选择，要考虑实际生产中粒度大小会导致在研磨过程中机械耗能的多少，同时更重要 的是要考虑吸附材料的结构和吸附效果，当玻璃和白云石的颗粒较粗时其研磨过程耗能较 少，但制得材料不易成型，吸附效果不好；当玻璃和白云石的颗粒很小时，白云石在水中出 现粉化，导致吸附的吸附效果不理想并且研磨过程耗能较高。因此，本发明最终选用的合适 目数范围为20-100。
[0012] 本发明加入蒸馈水的目的是促进玻璃粉与白云石粉的充分混合均匀，即加入蒸馈 水揽拌后既不能使两者混合后太干，也不能太湿，因此蒸馈水的用量是随着玻璃与白云石 混合后总量的变化而变化的，蒸馈水的用量与最终材料的结构性能有关。
[0013] 本发明采用的般烧方式分为初次般烧和再次般烧。
[0014] 优选的，初次般烧的溫度为100-200°C，般烧的时间为0.5-1.化，初次般烧主要目 的是使混合材料中的蒸馈水蒸发，低溫度般烧在蒸发水分的同时，会使得材料经历预烧结 的过程，此时材料已经开始有固定形状，内部开始形成空隙结构，既增加了样品的表面积又 减小了样品的密度，促进了材料的成型。
[0015] 优选的，再次般烧的溫度是800-1000°C，再次般烧的时间为1-化，再次般烧使玻 璃逐渐融化，玻璃逐渐呈现烧结状态，玻璃及白云石的天然结构被破坏，随着加热溫度的升 高，复合吸附材料的多孔结构重新穿插、搭建，穿插、搭建后的孔隙在Ξ维空间相互贯通，形 成新的空间结构；与此同时，白云石中的CaMg(C〇3)2和有机成分逐渐分解，使C02和有机物 或者保留在材料中起造孔的作用，或者使新的空间结构的孔径增加，比表面积增大、很好的 提高了复合材料的吸附过滤性能；而且废旧玻璃与白云石混合的配方在l〇〇〇°C时达到最 佳活化状态，溶出更多的巧离子和儀离子，能够更多的去除沉淀污泥中的氮憐。
[0016] 将本发明提供的制备方法制得的复合吸附材料应用到污泥中可W很好的去除污 泥中的氮憐，一方面复合材料的多孔结构能够吸附污泥中的有机物及氮憐；另一方面污泥 中的氮憐和复合材料中的儀离子和巧离子发生化学反应，利用化学沉淀法去除污泥中的氮 憐，活化的巧儀离子与污泥中的氮憐可能生成的成分有Mg (畑4) P〇4、Ca3(P〇4)2、CasOH(P04)3 或Ca (OH)2册〇4,污泥中的氮憐与吸附材料中的儀离子反应生成Mg (NH4) P〇4;而偏酸性的环 境中吸附材料中的巧离子与憐酸根直接生成Ca3(P04)2;偏碱性的环境里吸附材料中的巧 离子与憐酸根离子又可生成径基憐灰石，即Cas〇H(P〇4)3或化(0H) 2册〇4。本发明提供的复合 吸附材料利用物理吸附和化学沉淀法协同作用去除污泥中的氮憐。
[0017] 复合吸附材料去除污泥中的氮憐之后得到的废料是一种良好的缓释肥料。因其营 养成分在材料中的吸附方式，能够使其肥料中含有养分的化合物在±壤中释放速度缓慢或 者养分释放速度可W得到一定程度的控制W供作物持续吸收利用；此肥料的最重要特性是 可W控制其释放速度，在施入±壤^后逐渐分解，逐渐为作物吸收利用，使肥料中养分能满 足作物整个生长期中各个生长阶段的不同需要，肥效可维持时间长。另外，该废料因发达的 孔隙结构，具有很好的持水性，从而协调上壤中的水、肥、气、热，能够为作物生长创造良好 的环境条件。
[0018] 本发明提供了一种用于去除污泥中氮憐复合吸附材料的制备方法，充分利用废旧 玻璃的天然结构及白云石中的巧儀资源，直接烧结成型研制高效污泥除氮憐复合吸附材 料。该方法最大程度降低成本，W废治污，容易推广；利用物理吸附和化学沉淀法协同作 用去除污泥中的氮憐，效率高，效果好，同时能够解决去除氮憐之后的沉淀结晶难W回收利 用，堵塞除污管道及累体的技术难题；该吸附材料除污后的废料还能作为缓释肥料应用，变 废为宝。
【具体实施方式】
[0019] 本发明旨在提供一种用于去除污泥中氮憐复合吸附材料的制备方法。该方法能够 很好的去除污泥中的氮憐，与此同时可W防止沉淀结晶沉淀到污泥处理设备的管路中。本 领域技术人员可W借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的 替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明当中。本发 明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
【发明内容】
、 精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明 技术。
[0020] 为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明，下面结合【具体实施方式】对本发明 作进一步的详细说明。
[0021] 实施例1原料配比的选择
[0022] 将废旧玻璃和白云石粉碎后，筛分成不同的粒径，均选取80目的废旧玻璃和白云 石按1:1、1:2、1:3、2:1、2:3、3:1、3:2的比例混合，加入适量蒸馈水混合均匀。然后将混匀 材料120°C般烧，般烧比，然后将初次般烧后的材料再次在1000°C溫度下般烧化，冷却后制 得吸附材料。对其目测结构和硬度的比较，然后进行静态吸附试验，结果如表1所示。
[0023] 表1原料重量比对吸附效果的影响
[0024]
阳02引表1数据显示，当废旧玻璃和白云石的重量比为1:1时，所制得材料硬度较好，且 材料不易破碎，而且吸附材料的吸附性能最佳，能够满足实际生产需求。当废旧玻璃比重高 时，虽然材料不易碎，硬度高，但由于白云石比重低，吸附效果较差；而白云石