污泥源腐殖酸的提取及沉淀低浓度稀土作用机制

采用焦磷酸钠法和碱溶酸析法分别从剩余污泥中提取污泥源腐殖酸。利用扫描电镜、红外光谱和三维荧光光谱对2种腐殖酸进行表征分析，并对比了二者对低浓度稀土离子的沉淀效果。结果表明：2种腐殖酸中均含有大量的羧酸类、胺类、羟基类官能团，但焦磷酸钠法提取的S-HA-1中官能团的种类更多、含量更高；当沉淀稀土离子浓度为103.40 mg/L时，2种腐殖酸对稀土的沉淀率分别达97.30%和91.18%，沉淀物中稀土元素重量百分比总和分别为31.73%和28.64%,S-HA-1沉淀效果较优。采用S-HA-1为沉淀剂，稀土离子浓度为51.70 mg/L时，通过单因素实验与响应面优化实验确定了较优反应条件：腐殖酸浓度0.25 g/L，反应时间56.53 min，搅拌速率106.27 r/min，反应温度40℃，pH=5.90，在此条件下，稀土沉淀率≥98%。利用能谱和红外光谱分析稀土沉淀物发现，沉淀过程中稀土离子与S-HA表面的酚羟基和羧基等官能团发生了一系列物理化学反应，形成腐殖酸-稀土絮状体沉淀。研究结果表明，从剩余污泥提取腐殖酸低浓度稀土离子沉淀剂，既能实现沉淀剂再利用，又能回收稀土资源。