[發明專利]一種生物酸化-類Fenton氧化聯用改善剩余污泥脫水性能的方法

無效

• 申請號: 201010000269.1
• 申請日: 2010-01-07
• 公開（公告）號: CN101759337A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 張盼月;張光明;劉昌庚;肖凌鵬;曾光明
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C02F11/06
• 分類號: C02F11/06;C02F11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于剩余污泥處理技術領域，采用生物酸化-類Fenton氧化聯用技術改善剩余污 泥脫水性能，為污泥的后續處理處置和資源化利用奠定基礎。

背景技術

隨著經濟發展和人們生活水平提高，我國大部分城市建設了集中式污水處理廠。污水處 理廠運行對改善我國水環境、保護人類健康發揮了巨大作用。在污水處理過程中產生了大量 剩余污泥，而且我國的污泥產量呈逐年持續高速增長的趨勢。剩余污泥含有大量水分，其含 水率一般在98％以上，因此具有龐大的體積；剩余污泥還含有細菌、病毒及吸附的寄生蟲、 有毒有害物質等。剩余污泥的處理，國外一般采用濃縮、厭氧消化、調理、機械脫水、干化、 焚燒等一系列過程，最大限度地達到污泥的減量化和無害化。我國污泥處理起步較晚，由于 技術、經濟、環境、社會和法律等多方面的原因，剩余污泥一般經過濃縮和機械脫水后，含 水率80％-85％的脫水污泥被直接送入垃圾填埋場進行衛生填埋，此方法不僅占用填埋場場地， 還會導致嚴重的二次污染。由于經一般脫水方法污泥脫水后含水率仍然很高，體積龐大，嚴 重影響了污泥的后續處理與資源化。針對我國污泥特性，開發安全、高效、經濟的污泥調理 技術改善污泥脫水性能非常重要。

改善污泥脫水性能，一般采用化學法、淘洗法、加熱法和冷凍法等。隨著科學技術的發 展，高能量微電子輻射、微波加熱、超聲、化學氧化、生物酶等技術也用于改善污泥的脫水 性能。污泥Fenton氧化是H₂O₂在Fe²⁺的催化下產生強氧化性的OH·自由基等引起污泥絮體 表面成分的部分氧化和重組，促使污泥中的結合水和吸附水被釋放，與壓縮雙電層作用一起 改善污泥的脫水性能。而污泥生物酸化是在有氧及含單質硫或Fe²⁺的條件下，由嗜酸性硫桿 菌等通過直接作用或其代謝產物的間接作用，氧化還原態的硫或鐵獲得生長所需的能量；伴 隨著這一過程，污泥體系pH值降低。生物酸化主要用于溶出污泥中的重金屬以及殺滅病原 菌，使污泥脫毒。伴隨著污泥生物酸化和污泥Fenton氧化，污泥多方面性能均得到一定程度 改善，如污泥的穩定性、病原菌、有毒有害物質、污泥惡臭等。

污泥Fenton氧化，需要在低pH下才能取得好的效果，因此首先需要投加無機酸酸化污 泥，使得污泥處理運行費用高昂。而污泥生物酸化過程中污泥停留時間較長，達數天甚至十 數天，嚴重影響了其實際應用。聯用生物酸化和Fenton氧化過程，污泥生物酸化可以為Fenton 氧化提供合適的pH，節約耗酸量，降低處理費用；而通過與Fenton氧化聯用，可以縮短污 泥生物酸化及總的反應時間，從而提高反應效率。生物酸化過程中生成的Fe³⁺和Fenton氧化 過程中加入的Fe²⁺共同催化分解H₂O₂，產生強氧化性的OH·自由基等，因此在生物酸化和 Fenton氧化過程聯用時，Fenton氧化過程屬于類Fenton氧化。生物酸化和類Fenton氧化聯用 能夠改善污泥脫水性能，為污泥的后續處理和利用提供基礎，具有良好的應用前景。

發明內容

1.發明目的

本發明目的在于通過生物酸化和類Fenton氧化聯用處理剩余污泥，改善污泥脫水性能， 為污泥的后續處理和利用提供基礎。生物酸化和類Fenton氧化聯用可以提高反應效率、縮短 反應時間、增加處理能力、減少污泥處理成本。

2.技術方案

本發明提供一種生物酸化-類Fenton氧化聯用改善污泥脫水性能的方法。主要技術方案 如下：

(1)污泥生物酸化接種液培養：在含固率為1-3％的污泥中，分別按10和20g/L投加 硫粉和FeSO₄·7H₂O作為底物，以0.5L/(min·L污泥)從底部鼓入空氣，在28℃和180r/min的 攪拌條件下培養馴化污泥，至污泥pH降至2.0以下。取馴化培養的酸化污泥，按5-10％的 體積比接種到含固率為1-3％的污泥中，投加與上步等量的硫粉和FeSO₄·7H₂O作為底物，，并 在相同的條件下培養馴化，直至pH值降至2.0以下。然后再重復上步操作一次，所得酸化污 泥作為生物酸化的接種液。當進行第三次培養馴化時，培養馴化時間縮短到2天左右。