[發明專利]一種促進污泥中全氟化合物生物降解的方法

有效

• 申請號: 201410688244.3
• 申請日: 2015-08-02
• 公開（公告）號: CN104496141A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 馮雷雨;嚴媛媛;黃東超;吳文麗;王青青
• 申請（專利權）人: 江蘇鹽城環保產業工程研發服務中心
• 主分類號: C02F11/04
• 分類號: C02F11/04
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張慧清

技術領域

本發明屬于環境保護及污染物處理領域，特別是涉及污泥及底泥的處理領域，更為具體的說是涉及一種促進污泥中有機氟化合物生物降解的方法。

背景技術

全氟化合物（PFCs）是指有機化合物分子中所有氫均被氟所取代，從而形成的化合物。全氟化合物（PFCs）作為表面活性劑已經在殺蟲劑、化妝品、粘合劑、油脂和潤滑劑等方面廣泛應用。目前在世界范圍內的地表水、地下水、沉積物、污泥、土壤和食物鏈各級營養水平生物及人體內PFCs均可以檢出。全氟化合物主要分布于動物的血液、肝臟、腎臟、心臟和肌肉等組織中，性質穩定且不易被分解，對人體多種臟器具有毒性。經濟合作與發展組織（OECD）及美國環保總署（EPA）已將全氟化合物列為“可能使人致癌的物質”。因此,??研究者開始關注?PFCs在生態環境尤其是水體環境中的來源、遷移及轉化。

有研究表明,??污水處理廠（WWTPs）是PFCs進入水體環境的主要途徑之一。水體環境中的PFCs可隨著工業廢水排放、廢棄物排放等方式進入城市污水系統。由于PFCs的疏水性，高有機物親和性以及難降解特性，進入到污水處理系統的PFCs極易吸附積累于污泥中，是污泥中一類極難降解且毒害作用巨大的有機污染物。另一方面，我國的污泥產量巨大，截止到2013年底，污泥產量高達3000萬噸（80%的含水率）。

氟是顛覆性很強的一種物質，這使得C-F鍵具有很高的極性，C-F鍵是所有已知共價鍵中最強的鍵，鍵能約為460KJ/mol。在全氟化合物中，氟離子的3個未成對電子可以形成保護性外殼，所以全氟化合物非常穩定，C-F鍵甚至可以在100%的沸騰硫酸中保持穩定。這就使得全氟化合物在環境中保持很高的穩定性，不易被脫去。從而造成環境中全氟化合物的持久性和生物富集性，對人類健康產生長期影響。

隨著污泥處理水平的不斷發展，目前我國已經將污泥厭氧發酵協同土地利用確定為優先采用的技術路線。因此，要妥善解決污水處理廠污泥出路問題，尤其是污泥安全土地利用問題，亟需提高污泥中PFCs在厭氧發酵過程中的降解效率。

發明內容

本發明是以污泥及底泥的微生物厭氧發酵處理技術為基礎，通過對污泥和底泥的處理，達到微生物厭氧發酵過程中可以將全氟化合物降解的目的。

為了實現這一目的，本發明公開了一種促進污泥中全氟化合物生物降解的方法，是將污泥或者底泥調整pH呈堿性后，添加表面活性劑，厭氧發酵從而降解全氟化合物的方法，其中表面活性劑的添加量與污泥/底泥干重的以重量計為（0.05~0.50）：1。

優選地，表面活性劑的添加量與污泥/底泥干重的以重量計為（0.10~0.30）：1。

上述堿性是指pH值為8.0~11.0，優選為9.0~10.0。

所述發酵工藝可以參考現有技術中關于污泥的發酵降解處理工藝。譬如：將污泥置于厭氧發酵反應器中，污泥既是微生物又是發酵底物，利用攪拌器使發酵污泥混合均勻，控制一定的發酵pH、溫度和時間，實現污泥的發酵降解。

為了配合本發明中所實現的全氟化合物的降解，我們優選厭氧發酵溫度為10~55℃，優選為20~35℃。

進一步地，我們優選厭氧發酵時間為8~20天。

同時，在本發明中發明人進一步公開所述的表面活性劑優選十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸啊或者聚氧乙烯山梨醇酐單油酸酯中的一種或幾種。

更進一步地，在本發明中優選處理的污泥或者底泥中全氟化合物的含量為每1千克污泥干重中含有100~300微克。

采用本發明所公開的技術方案后，可以有效破壞污泥及底泥的胞外聚合物，并將全氟化合物污染物大量解吸至液態溶液中，從而有利于微生物厭氧發酵降解。根據本發明人的大量研究可以獲知利用本發明所公開的技術方案全氟化合物的降解率在20%以上，最高可達56.3%，相較于現有技術中降解率提高3倍以上。

具體實施方式

為了更好地理解本發明主旨，下面結合具體實施例對發明進行進一步的闡述。

以下實施例中所采用的微生物厭氧發酵方法為：將含有全氟化合物的污泥置于厭氧發酵反應器中，投加一定量的表面活性劑，利用攪拌器使發酵污泥和表面活性劑混合均勻，控制一定的發酵pH、溫度和時間，實現污泥中PFCs的發酵降解。

以下實施例中用于全氟化合物含量檢測的方法為：依據文獻Chemosphere,?2012：?1300-1305。

本發明所用污泥來自于污水處理廠初次沉淀池和二次沉淀池

實施例1