化学活性过滤吸附材料制备方法及利用其强化水处理方法 技术领域：
本发明涉及一种利用化学强化处理污水工艺中产生的污泥制备具有化学活性过滤吸附材料的方法及其利用该过滤吸附材料进行微污染水强化处理技术。
背景技术：
我国目前城市水处理普遍采用的处理工艺为：混凝→沉淀→过滤→消毒的多级屏障工艺流程，其中，混凝和过滤是保障水质的关键环节。研究表明，在过滤工艺环节，水中有机物的增加致使滤池中的滤料受到有机物的污染，失去了对胶体杂质的吸附和截留作用，导致过滤作为工艺中的关键屏障作用极大减弱，使浊度、有机物在过滤过程中没有得到有效截留，在后续消毒过程中，产生了更多消毒副产物，在清水池和管网中会产生更多的沉积、腐蚀、嗅味及由病毒微生物繁殖而引起的二次污染等问题，这些都对人类健康造成极坏的影响。影响过滤效果的关键问题之一是滤料的材质和性能。目前广泛使用的石英砂等滤料存在着比表面积小、孔隙率低、表面吸附容量低等问题。同时由于石英砂滤料表面带负电，水中杂质和有机物表面一般均带负电，电性相斥使得截污能力受到很大限制，在有机物存在较多的条件下，这种情况更加明显。
发明内容：
本发明的目的是提供一种化学活性过滤吸附材料制备方法及利用其强化水处理方法，该方法获得的吸附剂不仅具有比表面积大、孔隙率大、吸附容量高地优点，还具有机械强度高、再生容易、造价低的优势。本发明的化学活性过滤吸附材料是这样获得的：对化学污泥进行脱水，加入占总质量0.1～40％的添加剂，在100～130℃下烘干；随后以1～20℃/min速度逐步升温至400～1200℃，并在此条件下保温30～180min，然后碾碎成0.1～5mm的微粒，得到化学活性过滤吸附材料。利用该过滤吸附材料进行强化水处理的技术是这样实现的：(一)原水进入到混合池中，在混合池中投加化学药剂，(二)原水与化学药剂混合后经过反应池进行反应，然后将反应池中产生的沉淀通过沉淀池进行泥水分离；(三)沉淀池出水依次经过装有滤料的过滤池、消毒池进行过滤、消毒，得到合格出水，该方法的核心部分是所述过滤池中的滤料为化学活性过滤吸附材料。化学强化处理生活污水工艺污泥中含有大量的有机物和金属氢氧化物，在高温灼烧过程中有机物转化为具有很高比表面积和发达微孔结构的污泥炭，以铁盐为例，铁的氢氧化物转化为Fe2O3，形成铁炭吸附活性点数量巨大、表面能很高的复合体吸附剂，它具有优异物理吸附和化学吸附作用。本发明的污泥过滤吸附材料的表面积和微孔面积分别为40～300m2/g和5Q～171m2/g，颗粒密度为1.4～2.6g/cm3左右，孔隙率为65％左右，颗粒磨损率0.3％左右，盐酸可溶率为0.25％左右，NaOH可溶率为1.05％左右，具有非常良好的吸附和去除有机污染物性能，这一发明不仅使污泥的处置有了一个新途径，而且使污泥的资源得到了非常好的有效利用。在城市水处理尤其是微污染水强化处理工艺中选用化学污泥制成的过滤吸附材料作为滤料，滤后出水浊度去除率提高10％～50％，有机污染物去除率提高10％～40％，混凝剂投量节约10～30％，卤仿前质和卤仿生成量大幅度降低，毒理学检测指标呈阴性。
具体实施方式：
具体实施方式一：本实施方式的化学活性过滤吸附材料是这样获得的：对化学污泥进行脱水，加入占总质量0.1～40％的添加剂，在100～130℃下烘干；随后以1～20℃/min速度逐步升温至400～1200，并在此条件下保温30～180min，然后碾碎成0.1～5mm的微粒，得到以化学强化处理污水工艺中化学污泥为原料制备的新型污泥过滤吸附材料。所述添加剂为高岭土、水玻璃、聚胺树脂中的一种或几种的混合物。所述化学污泥是这样制备的：a、生活污水进入到混合池中，在混合池中投加化学药剂；b、生活污水与化学药剂混合后经过反应池进行反应，然后将反应池中产生的沉淀通过沉淀池进行泥水分离；c、对沉淀池中得到的污泥进行脱水，得到化学污泥。所述化学药剂的投加量为2～100mg/L。所述化学药剂为铁盐或铝盐，如FeCl3、Fe2(SO4)3、聚合硫酸铁、AlCl3、Al2(SO4)3、聚合氯化铝等。
具体实施方式二：本实施方式是这样进行强化水处理的：(一)原水进入到混合池中，在混合池中投加化学药剂，(二)原水与化学药剂混合后经过反应池进行反应，然后将反应池中产生的沉淀通过沉淀池进行泥水分离；(三)沉淀池出水依次经过装有滤料的过滤池、消毒池进行过滤、消毒，得到合格出水，所述滤料为化学活性过滤吸附材料。所述化学药剂的投加量为1～100mg/L(以金属盐计)。所述化学药剂为铁盐或铝盐，如FeCl3、Fe2(SO4)3、聚合硫酸铁、AlCl3、Al2(SO4)3、聚合氯化铝等。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是，在投加化学药剂前还投加有0～5mg/L氧化剂。其他工艺过程与具体实施方式二相同。所述氧化剂为臭氧、高铁酸盐、高锰酸盐、氯、二氧化氯中的一种或几种的混合物。
具体实施方式四：本实施方式以原水体3类为例，用化学强化处理生活污水工艺中分离出来的污泥制成的化学活性过滤吸附材料处理微污染水。在混合池中投加1～100mg/l氯化铁(以Fe3+计)，在过滤工艺环节采用化学强化处理生活污水工艺中分离出来的污泥制成的过滤吸附材料作为滤料，滤后出水浊度去除率提高10％～20％，有机污染物去除率提高10％～30％，混凝剂投量节约10～20％，卤仿前质和卤仿生成量大幅度降低。
具体实施方式五：本实施方式以原水体4类为例，用化学强化处理生活污水工艺中分离出来的污泥制成的过滤吸附材料处理微污染水。在混合池中先投加2～4mg/L高铁酸盐，然后再投加1～100mg/lAl2(SO4)3(以Al3+计)，在过滤工艺环节采用化学强化处理生活污水工艺中分离出来的污泥制成的过滤吸附材料，滤后出水浊度去除率提高10％～20％，有机污染物去除率提高10％～40％，混凝剂投量节约10～30％，卤仿前质和卤仿生成量大幅度降低。