[發明專利]污泥基活性炭質制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201510332583.2
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN104944570A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 潘志輝
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F11/00;B01J20/20;B01J20/30
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 羅丹

技術領域

本發明涉及污泥基活性炭質制備方法及其應用。

背景技術

膜生物反應器工藝是一種集膜過濾與生物處理于一體的新型高效生物處理裝置，具有工藝流程簡單、占地面積小、基建投資少、運行費用較低、操作管理方便，而且出水水質優良、污泥停留時間和水力停留時間分離、便于自動化控制等優點。雖然膜生物反應器工藝存在以上的優點，也存在著一些不足，主要是反應器內較容易產生膜污染，導致系統處理污水能力下降，進而導致膜清洗周期頻繁，投資與運行管理成本增高，從而阻礙膜生物反應器工藝的推廣與應用?，F今已研究了大量的方法來解決膜污染等問題，如投加粉末活性炭于膜生物反應器工藝；粉末活性炭-膜生物反應器工藝可以提高污水處理去污效能，減緩膜污染。投加粉末活性炭后的結果看似具有前景；但粉末活性炭投加量大且費用高，這提高了城市污水廠的運行成本，從而阻礙了其規?；瘧?。

隨著經濟的發展與人口數量的增長，污水的排放量與污水處理率的不斷提高，使城市污水廠大規模地興起，相應的污泥產量劇增。根據《中國污泥處理處置市場報告(2011版)》分析顯示，我國污水處理廠所產生的污泥有80％沒有得到妥善處理，污泥隨意堆放所造成的污染與再污染問題已經凸顯而出，引起了社會各界的關注。同時，根據政府規劃，“十二五”期間我國污泥處理處置設施建設投資將達347億元?，F階段，污泥處理的宗旨是使污泥的處置、經濟的效益與環境保護之間達到一個平衡狀態，而最佳的方法是對污泥進行資源化利用。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有污水處理廠產生的剩余污泥量高而導致的環境二次污染問題，另外還解決了膜生物反應器污水處理過程中去污效能有限，膜污染嚴重而導致運行成本高的問題，為實現上述目的本發明的具體方案如下：

一種污泥基活性炭質制備方法，包括以下步驟：

1)城市污水進入膜生物反應器，在反應器內經生化反應后產生剩余污泥，然后剩余污泥經脫水到含水率為60％～80％，最后在101～105℃條件下烘干，其中膜生物反應器的膜孔徑為0.01～0.1μm，水力停留時間是2～12h，活性污泥濃度為3～15g/L，污泥停留時間是10～60d，曝氣氣水比是5:1～30:1，溶解氧濃度是2～4mg/L；

2)烘干的污泥碾磨成50～200目后與酸類或者堿類或者鹽類活化劑以質量比1:0.2～1：5混合，在常溫下放置12～48h，再在100～110℃放置12～48h烘干，然后在高溫400～1000℃、無氧或氮氣環境下活化10～240min；

3)活化后產物碾磨成50～200目，再用1～3mol/L鹽酸在常溫下酸洗1～20min，然后用去離子水清洗至清洗后水的pH值為6.5～7.5；

4)水洗后產物在101～105℃條件下烘干，得到污泥基活性炭質。

優選的，所述步驟1)中膜生物反應器的抽吸壓力是5～50kPa，膜通量是5～80L/m²·h，抽吸時間是5～15min；反沖洗時的膜通量為1.5～3倍抽吸時的膜通量，反沖洗時間為30～60s。

優選的，所述步驟1)中酸類活化劑為磷酸或鹽酸或硫酸，堿類活化劑為氫氧化鉀或氫氧化鈉，鹽類活化劑為氯化鋅。

污泥基活性炭質在強化膜生物反應器城市污水處理去污效能與膜污染控制的方法，包括以下步驟：

由膜生物反應器產生的剩余污泥制備而成的污泥基活性炭質材料通過投加系統投加于膜生物反應器，其中膜生物反應器的膜孔徑為0.01～0.1μm，水力停留時間是2～12h；活性污泥濃度為3～20g/L；污泥停留時間是10～60d，曝氣氣水比是5:1～30:1，溶解氧濃度是2～4mg/L；

待處理城市污水進入反應器內，經活性炭質材料的吸附與反應器內活性污泥生物協同處理，再經膜過濾后出水。

優選的，污泥基活性炭質材料以逐日投加法為膜生物反應器運行初期初次投加0.5～5g/L的污泥基活性炭質材料，并在運行過程中根據污泥齡情況，每天投加污泥基活性炭質材料來補充由于剩余污泥排出所導致的損失量。

優選的，污泥基活性炭質材料以逐月投加法為膜生物反應器運行初期投加5～20g/L的污泥基活性炭質材料，并在后續的每個月一次性投加0.5～1.5倍初次投加量的污泥基活性炭質材料。

優選的，所述膜生物反應器的抽吸壓力是5～50kPa，膜通量是5～80L/m²·h，抽吸時間是5～15min；反沖洗時的膜通量為1.5～3倍抽吸時的膜通量，反沖洗時間為30～60s。