[發(fā)明專利]一種催化濕式氧化法處理工業(yè)污泥的方法

有效

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• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107572743B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設計）人: 曾旭;王榮昌;趙建夫;程霞
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C02F11/06
• 分類號: C02F11/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 王小榮

本發(fā)明涉及一種催化濕式氧化法處理工業(yè)污泥的方法，該方法包括以下步驟：1)將纖維素加入至工業(yè)污泥中，之后升高溫度，使纖維素發(fā)生原位反應生成催化劑；2)通入氧氣，對工業(yè)污泥進行催化濕式氧化處理。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明充分利用了催化濕式氧化反應所需的高溫條件，在通入氧氣進行催化濕式氧化反應之前，利用有機廢棄物纖維素原位生成高效的水熱碳或水熱碳化物催化劑，并利用該催化劑催化工業(yè)污泥中的有機物發(fā)生濕式氧化反應，不僅實現(xiàn)了工業(yè)污泥的無害化、減量化處理，還通過原位反應制備出廉價的催化劑，解決了購買活性炭或其他催化劑的高成本問題，并實現(xiàn)了有機廢棄物纖維素的資源化利用，具有較高的經濟效益和環(huán)境效益。

技術領域

本發(fā)明屬于污泥處理技術領域，涉及一種催化濕式氧化法處理工業(yè)污泥的方法。

背景技術

隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，自然環(huán)境已經遭受到嚴重的影響，尤其是石化、醫(yī)藥、化工、電力、鋼鐵等高能耗、污染大的行業(yè)的快速發(fā)展使得我們賴以生存的環(huán)境變得危機四伏。以制藥行業(yè)為例，在醫(yī)藥制造過程中會產生大量的廢水，這些制藥廢水大多采用化學、生物法聯(lián)用等方式進行處理，同時伴隨著工業(yè)污泥的產生。尤其是在生物處理階段產生的剩余污泥，具有高鹽、高氨氮、有機物毒性較大等特性，不僅難以處理，而且對環(huán)境產生了嚴重的不利影響。

由于工業(yè)污泥往往屬于高危害、難生物降解的有機廢棄物，因此需要進行妥善處理。為了減少工業(yè)污泥的堆積量，通常將工業(yè)污泥先進行處理后再進一步處置。其中，處理方法主要包括濃縮、消化、脫水、熱干燥、焚燒等，以降低工業(yè)污泥中的有機物或含水率；處置方法主要包括堆肥或填埋。然而，由于工業(yè)污泥的毒性較大，微生物難以生長，生化性較差，重金屬、鹽含量高，因此，常規(guī)的生物化學方法難以對工業(yè)污泥進行有效處理。

濕式氧化法是在高溫(150-320℃)和高壓(0.5-10MPa)條件下，以空氣或氧氣為氧化劑，在液相中將有機污染物氧化為CO₂和H₂O等無機物或小分子有機物的方法。該方法對于處理高濃度有機廢水以及含有有毒物質、難以生物降解物質的廢水和污泥具有顯著成效，與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，濕式氧化法具有高效、節(jié)能和無二次污染等優(yōu)點，己被廣泛應用于石油、化工、制藥工業(yè)廢水、城市污泥等的處理中。采用濕式氧化法處理工業(yè)污泥，與常規(guī)的壓濾-焚燒技術相比，具有以下優(yōu)勢：

1)濕式氧化法不存在尾氣處理問題，不會對大氣造成污染，可以省去尾氣處理裝置的成本；

2)濕式氧化法運用更加清潔的電能作為能源，環(huán)保性更好；

3)濕式氧化后的水相中COD的主要成分為小分子易降解物質，可以回流至廢水處理系統(tǒng)中，提高廢水的生化處理效率。

雖然濕式氧化技術是處理高濃度、有毒、有害、難降解有機工業(yè)廢水和污泥的有效技術之一，但由于濕式氧化的操作條件較為苛刻，限制了濕式氧化技術的廣泛應用。通過在濕式氧化處理工藝中添加少量的催化劑，以降低反應所需的活化能，能夠達到降低反應溫度和壓力、提高氧化分解能力和降解效率、縮短反應時間、延緩設備腐蝕和降低成本的目的，因此便出現(xiàn)了催化濕式氧化技術。催化濕式氧化技術是目前處理高濃度難降解廢水和污泥最有效的手段之一，也是水處理行業(yè)的前沿技術，適用于處理焦化、染料、農藥、印染、石化、皮革等工業(yè)中產生的含有高化學含氧量(COD500mg/L)或含有生化法無法降解的化合物(如氨氮、多環(huán)芳烴、致癌物)的各種工業(yè)有機廢水、市政和工業(yè)污泥。

申請公布號為CN105709745A的中國發(fā)明專利公開了一種催化濕式氧化催化劑的制法，催化劑包括下述核殼結構組分，該核殼結構組分是以負載過渡金屬的活性炭為核，以含稀土金屬的氧化鋁或無定形硅鋁為殼，其制備方法是負載過渡金屬的活性炭采用氨基酸處理后進行打漿，在氧化鋁或無定形硅鋁與稀土金屬復合物的成膠過程中引入活性炭漿液，成膠后經老化等步驟得到催化劑。上述專利公布的技術方案中，雖然催化劑具有較高的反應活性和使用穩(wěn)定性，但該催化劑的制備過程較為復雜，生產成本高，進而增加了工業(yè)污泥的處理步驟和處理成本。

發(fā)明內容